Регулирование тормозных рычажных передач

Углы подвешивания тормозных колодок. Отклонение величины тормозной силы от расчетной величины может быть вызвано изменением угла наклона подвесок колодок по мере износа последних или неправильно выбранных углов наклона и длины подвесок.

Угол α между горизонтальной осью колеса и осью тормозной колодки называется углом наклона тормозной колодки. На вагонах он обычно не превышает 10°, а на локомотивах - 30°. Угол β между осью подвески и линией, соединяющей нижний конец подвески с центром оси колесной пары, называется углом подвешивания тормозных колодок. При среднеизношенных колодках угол β составляет примерно 90 °. Условия отвода колодок определяются величиной угла γ между осью подвески и вертикальной линией, проведенной через точку подвески. Угол γ изменяется пределах от 4^о до 30°.

При вычислении действительного тормозного нажатия колодок на колесо необходимо учитывать влияние угла α. Для этого силу нажатия К надо умножить на cosα. Кроме этого, если угол β существенно отличается от 90°, то сила трения В_т вызывает со стороны подвески реакцию К, направленную вниз при вращении колеса против часовой стрелки, и вверх при вращении колеса по часовой стрелке. В результате этой реакции возникает дополнительная сила нажатия ±К = Вт × tg × (β - 90°). Знак зависит от направления вращения колеса. Изменение силы нажатия в случае коротких подвесок может достигать значительной величины и быть причиной заклинивания колес с односторонним торможением. При двустороннем торможении влияние угла подвешивания исключается, так как добавочные силы нажатия К, имеют противоположные знаки. Однако в исключительных случаях, при очень коротких подвесках, неравномерном и большом износе колодок, а следовательно, и больших углах β, может происходить защемление колодок и выворачивание их в сторону. Чтобы ослабить влияние наклона подвески на величину тормозного нажатия, ее длина должна быть не менее 0,8 радиуса колеса.

При отпуске тормозов колодки должны отходить от колес под действием собственного веса, веса триангелей с башмаками и усилия пружины тормозного цилиндра. Для этого центр тяжести башмаков с триангелями располагают ниже центра колесной пары на 40-50мм.

Способы регулирования рычажных передач. Рычажные передачи подвижного состава имеют передаточные числа, изменяющиеся в пределах от 5,4 до 18 при чугунных колодках и от 2,53 до 9,2 при композиционных. При больших передаточных числах представляется возможным использовать более компактные тормозные цилиндры, но в тоже время создаются худшие условия для эксплуатации рычажной передачи, т к даже небольшой износ тормозной колодки приводит к значительному увеличению выхода штока тормозного цилиндра. Для поддержания зазора между колесом и колодкой в установленных пределах рычажную передачу регулируют.

Ручную регулировку производят перестановкой валиков в запасные отверстия тормозных тяг и с помощью стяжных муфт.

Полуавтоматическая регулировка осуществляется с помощью приспособлений в виде винта или зубчатой рейки с собачкой, устанавливаемых на тягах или около мертвых точек рычагов и позволяющих быстро компенсировать износ колодок.

Автоматическая регулировка выполняется специальным регулятором по мере износа тормозных колодок.

Рычажная тормозная передача должна быть отрегулирована так, чтобы:

в заторможенном состоянии горизонтальные рычаги занимали положение, близкое к параллельному штоку тормозного цилиндра и тягам;

вертикальные рычаги у каждой колесной пары имели одинаковый наклон;

подвески и колодки образовывали прямой угол между осью подвески и направлением радиуса колеса, проходящего через центр нижнего шарнира подвески.

Трудоемкий процесс ручного регулирования исключается при оборудовании подвижного состава автоматическими регуляторами тормозной рычажной передачи. Регулятор обеспечивает постоянный средний зазор между колодкой и колесами, следовательно, более экономично расходуется сжатый воздух при торможении, более плавно протекает процесс торможения по всему поезду и исключаются потери эффективности тормозов (особенно при упоре поршня в крышку тормозного цилиндра).

1 - авторегулятор, 2 - рычаг привода, 3 - тормозной цилиндр, 4 - стержень привода

В зависимости от привода регуляторы разделяются на механические и пневматические. Механические авторегуляторы оборудуются кулисными стержневыми или рычажными приводами. Стержневой привод прост по конструкции и удобен в обслуживании, но потери на сжатие возвратной пружины авторегулятора вызывают значительное снижение тормозной эффективности, особенно при порожнем режиме и композиционных колодках.

Применение рычажного привода вызвано стремлением уменьшить влияние возвратной пружины авторегулятора. На пассажирских вагонах оно составляет небольшую долю от тормозной силы и практически не уменьшает тормозное нажатие. На грузовых вагонах с композиционными колодками на порожнем режиме это усилие уменьшает величину тормозного нажатия на 30-50%. Поэтому на грузовых вагонов используется только рычажный привод.

Пневматический привод стягивает рычажную передачу после того, как выход штока тормозного цилиндра превысит определенную величину, обусловленную конструкцией регулятора.

Пневматические регуляторы обычно одностороннего действия, а механические бывают одностороннего и двухстороннего действия.

Работа авторегулятора двухстороннего действия заключается в том, что он автоматически распускает рычажную передачу на необходимую величину в случае уменьшения зазоров между колодками и колесами и автоматически стягивает ее при увеличении зазоров.

Авторегулятор одностороннего действия только стягивает рычажную, если зазоры между колодками и колесами превысят установленную величину. Он имеет более простую конструкцию.

Авторегулятор № 574Б

Авторегулятор № 574Б состоит из: корпуса 18 с головкой 6 и крышкой 19, тягового стакана 14 со стержнем 20, возвратной пружины 17 и регулирующего винта 1.

Головка 6 вворачивается в корпус 18 и стопорится болтом 8. В головку вставляется защитная труба 4 и крепится в ней запорным кольцом 7 и резиновым кольцом 5. На конце защитной трубы устанавливается муфта 3 с капроновым кольцом 2, предохраняющим авторегулятор от загрязнения. В корпусе авторегулятора расположен тяговый стакан 14, в котором устанавливается вспомогательная 10 и регулирующая 12 гайки с упорными подшипниками 11 и 13, пружинами 24 и 25. В тяговый стакан ввернута крышка и втулка 16, которые стопорятся винтами 9 и 15. Конусная часть стержня 20 входит в тяговый стакан, а на другом конце стержня навернуто ушко 22, которое стопорится заклепкой. Возвратная пружина 17 опирается на коническую поверхность втулки тягового стакана и крышку корпуса 19. Регулировочная 12 и вспомогательная 10 гайки навернуты на регулировочный винт 1, имеющий трехзаходную несамотормозящуюся резьбу с шагом 30мм. Регулировочный винт заканчивается предохранительной гайкой 23, закрепленной заклепкой, которая предохраняют винт от полного вывинчивания из механизма.

В собранном авторегуляторе все пружины находятся в сжатом состоянии и создают усилия: возвратная пружина - 150кг, пружина вспомогательной гайки - 30кг, пружина регулирующей гайки - 80кг.

Корпус авторегулятора № 574Б не вращается. Это надежно защищает его механизм от попадания влаги и пыли, дает возможность установить предохранительные устройства, исключающие изгиб регулирующего винта и склонность к самороспуску при больших скоростях движения и вибрации. При ручной регулировке выход штока тормозного цилиндра уменьшается простым вращением корпуса авторегулятора № 574Б без перенастройки привода.

Для нормальной работы авторегулятора необходимо соблюдать расстояние между упором привода и корпусом авторегулятора - размер А. Он определяет величину выхода штока тормозного цилиндра при торможении. Величина размера А зависит от типа привода авторегулятора, величины передаточного числа рычажной передачи, размеров плеч горизонтальных рычагов и зазора между колесом и колодкой, при отпущенном тормозе.

Второй контролируемый размер а - это запас рабочего винта (расстояние от контрольной риски на стержне регулирующего винта до торца защитной трубы). При запасе винта менее 150мм у грузового и 250мм у пассажирского вагона необходимо заменить тормозные колодки и отрегулировать рычажную передачу.

Действие авторегулятора. В исходном положении тормоз находится в отпущенном состоянии. Расстояние А между упором привода 21 и торцом крышки 19 корпуса регулятора соответствует нормальной величине зазоров между колесом и колодкой.

Возвратная пружина 25 прижимает втулку 6 к вспомогательной гайке 10. Между торцом тягового стержня 20 и регулирующей гайкой 12 имеется зазор Г, между крышкой стакана 14 и вспомогательной гайкой 10 - зазор В.

Торможение. При нормальных зазорах между колесом и колодкой упор привода 21 и корпус регулятора 18 движутся навстречу друг другу, уменьшая размер А. В момент появления на тяговом стержне 20 тормозного усилия более 150кгс возвратная пружина 17 сжимается, уменьшая зазор В, конус тягового стакана 14 входит в зацепление с конусом регулирующей гайки 12. Свинчивания гаек 10 и 12 при этом не происходит. Регулятор работает как жесткая тяга. Тормозное усилие передается через стержень 20 на тяговый стакан 14, через регулирующую гайку 12 на винт 1 и далее на тормозную тягу. Если выход штока тормозного цилиндра уменьшенный, то при любом давлении в тормозном цилиндре сохраняется зазор между корпусом регулятора и упором привода 21. Регулятор работает как жесткая тяга.

При выходе штока тормозного цилиндра больше нормы соприкосновение крышки 19 корпуса регулятора с упором привода 21 происходит раньше, чем соприкосновение тормозных колодок с поверхностью катания колес. Под действием возрастающих усилий в тормозном цилиндре стержень 20 вместе с тяговым стаканом 14 перемещается вправо относительно корпуса, гаек, винта и сжимает пружину 17. При этом стакан 14 перемещается вправо до соприкосновения с регулирующей гайкой 12 и через нее начинает перемещать винт 1. Вспомогательная гайка 10 отходит вместе с винтом от корпуса регулятора и, вращаясь под действием пружины 25 на своем подшипнике 11, навинчивается на винт 1 до соприкосновения с крышкой тягового стакана 14. Максимальная величина навинчивания вспомогательной гайки за одно торможение 8-10мм, что соответствует износу тормозных колодок на 1,0-1,5мм для пассажирских и 0,5-0,7мм для грузовых вагонов.

Если выход штока тормозного цилиндра превышает норму на величину более 10мм, то окончательная регулировка тормозной рычажной передачи производится при последующих торможениях.

исходное положение авторегулятора

положение авторегулятора при торможении

1 - регулирующий винт, 2 - капроновое кольцо, 3 - муфта, 4 - защитная труба, 5 - резиновое кольцо, 6 - головка, 7 - запорное кольцо, 8 - стопорный болт; 9, 15 - винты, 10 - вспомогательная гайка; 11, 13 - упорные подшипники, 12 - регулирующая гайка, 14 - тяговый стакан, 16 - втулка, 17 - возвратная пружина, 18 - корпус, 19 - крышка, 20 - стержень, 21 - упор привода, 22 - ушко, 23 - предохранительная гайка, 24, 25 - пружины

Отпуск. Снижение давления воздуха в тормозном цилиндре приводит к уменьшению усилий в тягах. Упор привода 21 с корпусом авторегулятора перемещается вправо относительно тягового стакана под действием пружины 17 до соприкосновения головки корпуса 6 и вспомогательной гайки 10. Затем упор привода 21 отходит от крышки корпуса 19, образуя зазор А, а тяговый стакан 14 передвигается под действием возвратной пружины 17 и размыкает фрикционное соединение с регулирующей гайкой 12, которая под давлением своей пружины 24 навинчивается на винт 1. Перемещение регулирующей гайки 12 продолжается до тех пор, пока она не упрется во вспомогательную гайку 10. Тяговый стакан 14 смещается до упора втулкой 16 в конический наконечник стержня 20, после чего все детали авторегулятора возвращаются в исходное положение.

При регулировании рычажной передачи на вагонах, оборудованных авторегулятором, его привод регулируется на грузовых вагонах на поддержание выхода штока тормозного цилиндра на нижнем пределе установленных норм, а на пассажирских вагонах - на среднем значении установленных норм выхода штока.

Регулятор РТРП-675 предназначен для автоматического стягивания тормозной рычажной передачи по мере износа тормозных колодок и поддержания выхода штока тормозного цилиндра в установленных пределах. Принцип действия и конструкция регуляторов РТРП-675 и № 574Б аналогичны, а внешнее отличие заключается в наличии у первого удлиненной шестигранной крышки корпуса со стороны привода.

Кроме этого, за счет конструктивных изменений новый регулятор имеет улучшенные эксплуатационные характеристики, являясь взаимозаменяемым по месту установки с № 574Б.

Основным преимуществом регулятора РТРП-675 является повышенный рабочий ход винта, позволяющий применять утолщенные композиционные колодки и ускоренное сокращение рычажной передачи, обеспечивающее быстрое восстановление выхода штока ТЦ, особенно необходимое на затяжных крутых спусках при значительном износе тормозных колодок.

Детали регуляторов № 574Б и РТРП-675 невзаимозаменяемы, но требования при монтаже к углам наклона горизонтальных и вертикальных рычагов при новых тормозных колодках, величина установочного расстояния между упором привода и торцом корпуса регулятора А и значения давлений в тормозных цилиндрах одинаковы.