Рычажно-тормозная передача служит для передачи усилия от пневматического или ручного привода к тормозным колодкам.

Для создания искусственного сопротивления движению, уменьшения скорости и удержания поезда на месте с учетом передаточного числа

Рисунок 47. Рычажно - тормозная передача

 

Концевой рычаг (13), не имеющий мертвой точки, подвешивают к раме тележки на подвеске(12) при помощи валика, который одновременно соединяет рычаг с башмаком тормозной колодки(6). Рычаг в верхней части имеет два отверстия, из которых нижнее служит для соединения со штоком тормозного цилиндра(1), а верхнее - для присоединения к тяге ручного тормоза. Средний рычаг(10) в верхней части имеет отверстие под валик, на котором рычаг подвешивают на раме тележки. С башмаком средней тормозной колодки(9) средний рычаг соединяется так же, как и концевой.

Как средний, так и концевой рычаги тормоза установлены по отношению к колесу с некоторым наклоном, поэтому при отпуске тормозов колодки от колес сами не отходят. Для оттяжки колодок от колес устанавливают оттормаживающие пружины.

Все детали рычажно-тормозной передачи стальные, за исключением тормозных колодок.

Работа рычажно-тормозной передачи

 

Рычажно-тормозная передача с пневматическим приводом действует следующим образом.

Под действием сжатого воздуха шток выходит из тормозного цилиндра и воздействует на верхнее плечо тормозного рычага. После чего концевой рычаг перемещается вместе с подвеской и концевой колодкой. Такое движение будет происходить до тех пор, пока тормозная колодка не подойдет к колесу, после чего мертвая точка из нижнего шарнира перейдет в шарнир подвески тормозной колодки. При дальнейшем движении верхнего плеча рычага в том же направлении нижнее его плечо начнет перемещаться в обратном направлении вместе с параллельными тягами, которые приведут в движение средний рычаг, мертвая точка которого находится в точке его подвески. В дальнейшем произойдет нажатие обеих колодок на колесо с силой, соответствующей усилию на штоке тормозного цилиндра, умноженному на передаточное число рычажной передачи.

При прекращении торможения после выхода воздуха из тормозного цилиндра производится отпуск тормозов, и тормозные колодки отходят от колес под действием оттормаживающей пружины. При торможении оттормаживающая пружина получает натяжение, а при отпуске тормозов натянутое состояние пружины приводит к отводу тормозных колодок от колес, устанавливая их в исходное положение. Концевой рычаг также становится в исходное положение под действием возвратной пружины в тормозном цилиндре.

 

Передаточное число рычажно-тормозной передачи

 

Передаточное число определяется значениями плеч рычагов относительно их точек проворота и рассчитывается как произведения отношений плеч, воспринимающих усилие, к плечам, передающим его дальше.

1.Кинематическое - отношение длины выхода штока ТЦ (50-55мм) к среднему зазору между колодкой и колесом (7-8мм).

2.Силовое - отношение суммарного усилия колодок узла к усилию на штоке тормозного цилиндра

На вагонах передаточное число одного узла (от тормозного цилиндра к двум колодкам) составляет 6,56.

Согласно существующим нормам выход штоков тормозных цилиндров должен быть не более 55 мм в эксплуатации.

КПД тормоза

 

Отношение фактической эффективной работы к расчетной.

Потери происходят из-за следующих факторов:

1. Необходимость преодоления усилий возвратной пружины тормозного цилиндра и пружины оттормаживающего устройства.

2. Трение в подвижных элементах.

3. Увеличение люфта в шарнирах из-за выработки.

4. Неправильное положение концевого и среднего рычагов из-за перекоса (между рычагами и параллельными тягами в момент прижатия колодок к колесу должен быть угол по возможности ближе к 90º).

КПД тормоза принимается равным 75-80 %

 

Регулировка рычажно-тормозной передачи

 

По мере износа тормозных колодок зазоры между колодками и колесами, а также и выход штоков тормозных цилиндров увеличиваются, и при предельно допустимых размерах осуществляют регулировку передачи для каждого узла в отдельности. Регулировка фактически сводится к изменению рабочей длины тяг(7), соединяющих рычаги друг с другом.

Грубую регулировку выполняют перестановкой валиков средних рычагов в соответствующие отверстия нижних параллельных тяг в зависимости от диаметра колес.

Валик соединения со средним рычагом должен быть размещен:

- при диаметре колеса 785-750 мм в первом (крайнем) отверстии

- менее 750 мм - во втором (внутреннем) отверстии

Точную регулировку осуществляют регулировочными винтами(5), которые расположены на параллельных тягах. Один оборот при затяжке регулировочного винта уменьшает выход штока тормозного цилиндра на 6-7 мм. Для концевого рычага с концевой колодкой производится также регулировка с помощью регулировочной гайки и винта оттормаживающего устройства(3).

В первую очередь регулируют средний зазор между тормозными колодками и колесом. Средний зазор должен быть выставлен в пределах 7÷8 мм.

После этого приступают к регулировке верхних и нижних зазоров между колодками и колесом. Ее выполняют с помощью фиксаторов положения тормозных колодок. Верхние зазоры между колодками и колесом должны быть выставлены в пределах 10÷12 мм, а нижние зазоры 4÷6 мм.

Тормозные колодки

Тормозные колодки предназначены для преобразования силы нажатия их на колесо в силу трения (силу, задерживающую вращения колеса) или в тормозную силу. Сила трения колодки и тормозная сила численно равны.

Каждая тормозная колодка представляет собой штампованный стальной башмак, на который в горячем состоянии напрессовывается фрикционная тормозная масса на композиционной основе. Горячая напрессовка тормозной массы на башмак предусматривает ее нагрев до температуры 130 ºС с созданием прессовочного давления около 300 кг/см². Эта масса изготавливается в виде набора синтетических смол (с включением фенолформальдегида для связки всех составляющих компонентов) с добавление асбеста для повышения термоустойчивости тормозной колодки, а также тертого каучука для увеличения коэффициента трения так как чем он выше, тем больше будет тормозная сила при одном и том же усилии нажатия тормозной колодки на колесо). Все тормозные колодки, применяемые на метрополитене – гребневые (с обхватом гребня) и сделано это для увеличения площади соприкосновения (контакта) тормозной массы колодки с поверхностью катания колеса, а также, чтобы тормозная колодка при ее прижатии к колесу не стремилась уйти с поверхности катания на внешнюю сторону из-за ее конусообразной формы.

Тормозная масса в средней части тормозной колодки имеет сплошной поперечный желоб, улучшающий ее обдув и охлаждение с целью получения более постоянного коэффициента трения по всей ее площади, так как повышение температуры тормозной массы резко снижает коэффициент трения, а наиболее сильный нагрев приходится на середину тормозной колодки. При этом толщина новой тормозной колодки должна составлять 38+3 мм, а износ допускается до 12 мм.

Оттормаживающее устройство

Оттормаживающее устройство предназначено для быстрого отвода тормозных колодок от колес, также для точной регулировки среднего зазора между концевой тормозной колодкой и колесом

Стержень оттормаживающего устройства соединен с нижней частью подвески концевого рычага. При торможении концевой рычаг перемещается к колесу. Вместе с ним начинает перемещаться вниз относительно неподвижного кронштейна и стержень. Пружина начинает сжиматься.

В момент отпуска тормоза пружина начнет разжиматься и, вместе с возвратной пружиной тормозного цилиндра, будет способствовать быстрому отводу концевого рычага вместе с тормозной колодкой от колеса.

 

Стабилизирующее устройство

Стабилизирующее устройство представляет собой подпружиненный упор со сферической опорной поверхностью. Оно предназначено для ограничения бокового (поперечного) перемещения средних тормозных колодок.

Стабилизатор представляет собой неподвижный упор, который при помощи хомута крепится к круглому кронштейну на продольной балке рамы тележки. В упор ввернут регулировочный винт. Винт можно вращать с помощью курбеля. С внутренней стороны винт стопорится контргайкой.

Торец винта, упирающийся при торможении в средний рычаг, имеет сферическую опорную поверхность. Зазор между винтом и средним рычагом 0,5 – 1,5 мм замеряется в заторможенном положении. При этом не допускается свес тормозной колодки за пределы наружной грани колеса.

Антивибрационное устройство

Для уменьшения шума и вибрации рычажной передачи средние рычаги оборудованы антивибрационным устройством. Антивибрационное устройство представляет собой пружину, которая через ось крепится своим верхним концом к кронштейну подвески среднего рычага на продольной балке рамы тележки. Нижним концом пружина через прокладку зажата в соединении среднего рычага с основным валиком крепления тормозной колодки. Эта пружина постоянно натянута. С ее помощью уменьшаются зазоры в соединениях среднего рычага с колодкой и, вследствие этого, снижается шум и вибрация всей рычажно-тормозной передачи.

 

Предохранительные устройства.

Для предотвращения падения деталей РТП на путь применяются предохранительные тросики соединяющие параллельные тяги и среднюю тормозную колодку, и траверсу с концевым рычагом

Ручной (стояночный) тормоз

Ручной (стояночный) тормоз необходим для удержания вагона (состава) в местах стоянки (ночевки) на месте при отсутствии воздуха в ТЦ. Ручной тормоз установленный на вагонах типа Е состоит из колонки, установленной в кабине машиниста с левой стороны, и системы расположенных на кузове рычагов и тяг, связывающих колонку с рычажной передачей тележки, действует на тормозные колодки только левой стороны вагона.

Стояночный тормоз(блок-тормоз) установленный на вагонах 81- 71х серии на месте первого левого и последнего правого тормозного цилиндра представляет собой пневмопружинный прибор с пружинным аккумулятором энергии. В блок-тормозе в едином корпусе совмещены тормозной цилиндр и стояночный тормоз (см. Пневматическое оборудование вагонов 81-71х).

 

Комбинированная автосцепка

Немецкий инженер-железнодорожник Карл Вильгельм Генрих Фридрих Шарфенберг (родился 3 марта 1874 в Висмаре; умер 5 января 1938 в Готе) запатентовал свою автосцепку жесткого типа 18 марта 1903. Первые образцы его автосцепки были изготовлены в 1909 на Waggonfabrik L. Steinfurt в Кенигсберге. После долгой доводки опытных образцов в 1921 году Шарфенберг открывает в Берлине свою фирму Scharfenberg - Kupplung AG. В 1926 году он получает крупный заказ на оснащение своей автосцепкой вагонов S-Banh'a.

У нас в стране автосцепка Шарфенберга используется в вагонах метрополитена.

На вагонах метро применена комбинированная автосцепка жесткого типа, которая предназначена для механического сцепления вагонов друг с другом, для соединения пневматических магистралей (напорной и тормозной) и электрических цепей управления.

Рисунок 48. Конструкция автосцепки

1 - Головка со сцепным механизмом 2 - ЭКК 3 - Стяжной хомут 4 - Хомут УТА

5 - Дополнительная шайба 6 - Радиант (балка подвески) 7 - Стакан с пружиной 8 - Деревянный скользун

9 - Предохранительная скоба 10 - Водило 11 - Горизонтальный валик 12 - Серьга

13 - Вертикальный валик 14 - Гнездо крепления автосцепки 15 - Хребтовые балки

16 - Задняя направляющая втулка 17 - Задняя пружина 18 - Промежуточная шайба

19 - Передняя пружина 20 - Передняя направляющая втулка 21 - Направляющая втулка водило

22 - Корончатая гайка водило 23 - Серьга автосцепки

 

Головка автосцепки

Головка автосцепки представляет собой литой стальной корпус, выполненный в виде полой прямоугольной коробки, которая спереди заканчивается буферным фланцем.

На буферном фланце расположены выступающий конус и такого же профиля конусообразная впадина с проемами для деталей замка. Кроме того на буферном фланце имеются два отверстия диаметром 60 мм для клапанов воздухопроводов, расположенные одно под другим в середине по вертикальной оси буферного фланца.

Сзади коробка корпуса автосцепки вагона расточена под цилиндрическую поверхность для установки стяжных полуколец, соединяющих головку с ударно-тяговым аппаратом.

При сцеплении вагонов выступы головок заходят во впадины встречных головок, чем и осуществляется жесткое фиксирование одной головки относительно другой.