L, R – пълнителят 4 се отваря и резервоара се дозарежда от L. Степенно разхлабване

128
13. МЕХАНИЧНА ЧАСТ НА СПИРАЧНИТЕ СИСТЕМИ

13.1. Предназначени и основни изисквания
Механичната част на спирачните системи, много често наричана лостова предавателна система (ЛПС) свързва спирачния цилиндър с колелата на отделната единица подвижен железопътен състав. По този начин енергията на сгъстения въздух, трансформирана на изхода на спирачния цилиндър в механична, се предава към фрикционните възли и колелата за реализирането на спирачна сила.
От гледна точка на горното определение, към лостовата предавателна система се дефинират следните основни изисквания:

ЛПС трябва да пренася със съответното предавателно отношение силите от спирачния цилиндър всички фрикционни възли на спирачната система на возилото. Това пренасяне да се извършва равномерно към отделните фрикционни възли.

Коефициентът на полезно действие на лостовата предавателна система трябва да бъде висок.

Да не променя параметрите си в процеса на експлоатация.

При разхлабена спирачна система да отдели калодките от колелата на зададено разстояние и да ги поддържа в това положение.

Да притежава конструктивна простота и надеждност.

Да бъде лесна за диагностициране и поддържане в условията на експлоатация.

Да поддържа хлабините във фрикционните възли в предварително зададени граници.

При счупване на елементи от нея да не се допуска изпадането им върху коловозите и др.
13.2. Принципни схеми на лостова предавателна система
Схемите на лостовата предавателна система се характеризират с изключително голямо разнообразие. Особено при локомотивите, поради наличието на тягово оборудване те се със значителна степен на сложност.
Поради това, а и поради ограниченият обем на учебника, тук ще бъде разгледана схема на лостова предавателна система на товарен вагон. Това е важно тъй като те са преобладаващия брой железопътни возила.

129
Фиг.13.1 Схема на ЛПС на торен вагон четириосен:
1 – спирачен цилиндър; 2 – хоризонтални балансери; 3 – щанга за празен вагон; 4 – щанга натоварен вагон; 5 – механичен товарообръщател;
6 – автоматичен регулатор на ЛПС; 7 – теглична щанга; 8 – вертикални балансери; 9 – кобилици; 10 – четириъгълна теглична рамка; 11 – триъгълни валове; 12 – подвески; 13 – теглична щанга на ръчната спирачка;
14 – колянов вал; 15 – шарнир; 17 – гайка на ръчната спирачка; 18 – винт на ръчната спирачка; 19 – ръкохватка на ръчната спирачка; 20 – връщаща пружина на ЛПС.
При запълване на спирачния цилиндър 1 със сгъстен въздух, балансерите
2 се разтварят и действайки като двураменни лостове притискат калодките към колелата. Местоположението на опорната им точка се определя от това дали
ЛПС е включена на режим натоварен (пълен вагон) или на празен.
Превключването се осъществява чрез механичния товарообръщател 5. При режим празен вагон щангата 3 свързва опорните точки на лостовете 2. В случай на режим натоварен вагон щангата 4 определя местоположението на опорните точки. 3 е изработена в хлабина към балансера 2, като при празен вагон тя
(хлабината) се попълва от товарообръщателя 5.
Връщащата пружина 20 връща ЛПС в изходно положение при разхлабване на спирачната система.
Кинематична връзка с ЛПС има и ръчната спирачка на вагона. Тя се използва за осигуряване на неподвижност на вагона, когато той стои на едно място. Чрез ръкохватката 19 привеждана в действие от мускулната сила на оператора, се завърта винтът 18. Чрез гайката 17 и коляновия вал 14 (известен още и като ъглов лост) се разтваря балансера 2 и се притискат калодките към колелата.

130
Автоматичният регулатор на ЛПС поддържа хлабината между калодките и колелата постоянна и приблизително равна на 10 mm. Той регулира както по- голямата хлабина, породена от износването на калодките, така и по-малката. Тя се получава след подмяна на износените калодки с нови. Регулирането не изисква човешка намеса. Тъй като регулаторът поддържа и в двата случая зададената хлабина, той е с двупосочно действие.
Подвеските 12 изпълняват ролята на окачване на триъгълните валове 11 към рамата на талигата.
13.3. Фрикционни възли
Основните видове фрикционни възли са пояснени в глави 4 и 9. В тази глава ще се разгледат само някои техни конструктивни особености.
Конструктивните характеристики на фрикционните възли (ФрВ) са от съществено значение за цялостната работа на спирачната система. Тяхното основно предназначение е да превърнат кинетичната и потенциалната енергия на влака чрез силите на триене в топлинна. Този процес зависи пряко от коефициента на триене във ФВ, а той пък се влияе силно от самото му конструктивно оформление. Поради това към материалите, използвани при тях и самото им изработване се предявяват следните изисквания:

Коефициентът на триене във ФрВ по възможност да бъде постоянен, т.е. влиянието на скоростта, силата на натиск K и да бъде незначително.
От разгледаният до тук учебен материал е видно, че само при дисков
ФВ и такъв с композиционни калодки това изискване е изпълнено.

Използваните фрикционни материали да бъдат износоустойчиви.

Фрикционните материали, използвани за изработването на калодките и накладките да не оказват вредни механични и термични въздействия върху колелата и дисковете.

Използваните фрикционни материали да притежават добра топлопроводност.

Смяната на фрикционните елементи в експлоатационни условия да бъде сравнително лесна и да не изисква тежък физически труд.

Използваните материали да притежават определени, предварително регламентирани физико-механични показатели, като твърдост, якост на удар и др.

От гледна точка на производството на ФрВ, използваните материали да не са дефицитни.

Материалите да не са вредни за околната среда – да не отделят вреди, замърсяващи продукти и да не генерират високо ниво на шум.
13.3.1. Фрикционни възли при калодкова спирачна система
Основните типове калодкови ФрВ са показани са фиг. 13.2.

131
Фиг. 13.2. Видове калодкови фрикционни възли: а – единична калодка; б – двойна калодка; в – двойни шарнирно закрепени калодки; 1 – калодкодържател; 2 – клин; 3 – калодка; 4 – основен калодкодържател; 5 – втулка.
Калодковите ФрВ с чугунени калодки все още имат най-голямо разпространение. ФВ, фиг.13.2, а се прилага при товарни вагони с конструктивна скорост до 100 km/h и натоварване на ос до 20 t/ос. Дължината на калодката в този случай е 320÷350 mm. Видът б от същата фигура се прилага при товарните вагони клас „SS” и при пътнически вагони с конструктивна скорост до 160 km/h. Шарнирният тип, в се използва при пътническите вагони, поради по-доброто прилягане на калодките към колелото.
Калодкодържателите се изработват или от лята стомана, или от листова чрез заваряване.
Самите калодки се отливат от чугун, като отделните видове са стандартизирани в специален стандарт. В таблица 13.1 са показани данни за химическия състав на калодковите чугуни, съгласно българския държавен стандарт.
Таблица 13.1. Състав на калодковите чугуни
Тип чугун
C
(общо)
C- графит
Si
%
Mn
%
P
%
S
%
Твърдост
HB
P6 2,8÷3,6 1,6÷2,6 1,2÷2,1 0,4÷1,2 0,3÷0,8 max.
0,16 190÷250
P10 2,8÷3,6 1,6÷2,6 1,2÷2,2 0,4÷1,2 0,9÷1,1 max.
0,16 200÷260 2,8÷3,6 1,6÷2,6 1,2÷2,2 0,4÷1,2 1,36÷1,38 max.
0,16 200÷260
Основните недостатъци на чугунените калодки са:

относително по-бързото износване;

значително намаляващ коефициент във функция на скоростта;

сравнително висока маса;

генерирането на шум, особено в зоната на ниските скорости.

132
Поради наличието на тези недостатъци са разработени т.нар. композиционни калодки.
Те се произвеждат от фрикционна смес, съдържаща технически сажди, каучукова или смолна маса, барит, сяра, цинк-вайс и др. Съществуват също безазбестови и такива с наличие на азбест в сместа. По отношение на реализираният коефициент на триене композиционните калодки са два основни вида: тип „K” – с висок коефициент на триене и „L” – с нисък. Тези от типа „K” се изработват с конструктивни разлики, непозволяващи да бъдат монтирани в калодкодържател за чугунени калодки. Това се прави, за да не се допусне грешно монтиране на композиционните калодки. Тази смяна е опасна защото
ЛПС е оразмерена съгласно свойствата на чугунените калодки, т.е. реализира високи сили на притискане и при монтирането на типа „K” ще се получи блокиране на колелата даже при слаби степени на спиране. Като цяло композиционните калодки притежават следните важни предимства:

Реализират висок и сравнително постоянен коефициент на триене (тип
„K”), като по този начин ЛПС е по-малко натоварена.

Притежават около четири пъти по-висока износоустойчивост спрямо чугунените калодки.

При правилно подбран фрикционен материал и конструкция на ЛПС не оказват вредно влияние върху колоосите.
13.3.2. Фрикционни възли при дискова спирачна система
Този тип ФрВ коренно се различава от калодковите. Принципната му схема е показана на фиг. 13.3.

Фиг. 13.3. Фрикционен възел при дискова спирачка:
1, 2 – накладкодържатели; 3 – накладки; 4 – ключалка; 5, 6 – хоризонтални балансери; 7 – напречен балансер; 8÷24 болтове и скрепителни елементи;
25 – подвески; 26 – гумунометален блок.

133
Спирачният диск се върти между накладките 3, фиг. 13.3. Той се отлива от сив чугун с ламелна форма на графита. Подходящо е оребрен, за да се създаде възможност за интензивното му охлаждане. В модерните конструкции триещите му повърхности са сменяеми. При вагоните се монтира върху оста на колооста от вътрешната и страна. При локомотивите и мотрисите, поради наличието на тягово оборудване върху колооста, много често се монтира двустранно върху диска на самото колело. Тези начини на монтиране са показани на фигурите 13.4 и 13.5.
Фрикционните накладки, поз. 3, фиг. 13.3 се изработват от фрикционна маса, вулканизирана върху стоманен носач. Чрез съединение тип „лястовича опашка” накладките се свързват към накладкодържателите 1 и 2. Възникналите тангенциални сили се поемат от подвеските 25. Спирачният цилиндър се монтира между балансерите 5 (често наричани клещи), като по този начин се създава сила на притискане във фрикционния възел.
Този тип фрикционни възли притежават следните предимства:

Практически постоянене коефициент на триене.

Не генерират шум.

Не натоварват термично колелото.
Фиг. 13.4. Спирачен диск, монтиран върху оста на колооста.

Изтегляне 4.37 Mb.

Сподели с приятели: