单元3 基础制动装置.ppt

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,教学目标,1.掌握闸瓦制动和盘形制动装置的结构、作用原理,2.掌握单元制动器的结构、组成、工作原理,单元3基础制动装置,一.闸瓦,闸瓦的分类,铸铁闸瓦,合成闸瓦,粉末冶金闸瓦,3.1闸瓦及踏面制动单元,一.闸瓦,在铸铁闸瓦中又可分为中磷铸铁闸瓦和高磷铸铁闸瓦。

在合成闸瓦中，按其基本成分，可分为合成树脂闸瓦和石棉橡胶闸瓦；按其摩擦系数高低，又可分为高摩擦系数合成闸瓦和低摩擦系数合成闸瓦（简称高摩合成闸瓦和低摩合成闸瓦）。

粉末冶金闸瓦根据制动摩擦性能要求不同可分为三类：

低摩擦系数闸瓦（L1或L2型）、标准摩擦系数闸瓦（M型闸瓦）和高摩擦系数闸瓦（H型闸瓦）。

3.1闸瓦及踏面制动单元,中磷铸铁闸瓦的含磷量为0.7%-1.0%，高磷铸铁闸瓦的含磷量为10%以上。

高磷铸铁闸瓦的耐磨性比中磷铸铁闸瓦高1倍左右，故高磷闸瓦的使用寿命比中磷闸瓦长，约为中磷闸瓦的2.5倍以上。

高磷闸瓦还有一个优点，就是制动时火花少。

铸铁闸瓦的摩擦系数随含磷量的提高而增大，故高磷闸瓦的摩擦系数大于中磷闸瓦。

但含磷量过高，将增加闸瓦的脆性，故高磷铸铁闸瓦需采用钢背补强结构，以解决脆裂问题。

1铁铸闸瓦,中磷闸瓦和高磷闸瓦的基本型式如图3-1所示。

闸瓦厚度原型为40，但为增加有效磨耗量，延长其使用寿命，后改为50，但有一部分车辆安装50厚度的闸瓦比较困难，故仍使用40m厚度的闸瓦，闸瓦内圆弧半径为440。

1铁铸闸瓦,图3-1铸铁闸瓦（a）中磷闸瓦；（b）高磷闸瓦1-瓦鼻；2-钢背；3-加强筋；4-瓦体,1铸铁闸瓦,合成闸瓦是由树脂（包括活性树脂）或橡胶、石棉、石墨、铁粉、硫酸钡等材料，以一定的比例混合后热压而成的闸瓦。

2合成闸瓦,

（1）优点,摩擦性能可按需要进行调整,对车轮踏面的磨耗小，可延长车轮的使用寿命,耐磨性好，使用寿命长,节约铸铁材料,重量轻，一般只为铸铁闸瓦的/，故可减轻车辆自重及便于更换闸瓦工作，减轻检修人员的劳动强度,可避免磨耗铁粉的污损及因制动喷火星而引起的火灾事故,摩擦系数比较平稳及能保证有足够的制动力,2合成闸瓦,

（2）结构,合成闸瓦本身强度较小，因而在其背面压装一块钢板（钢背），闸瓦的厚度为45。

合成闸瓦由钢背和摩擦体两部分组成，如图3-2所示。

实物如图3-3所示,图3-2合成闸瓦（a）低摩合成闸瓦；（b）高摩合成闸瓦1-钢背；2-摩擦体；3-散热槽；4-冲孔,2合成闸瓦,图3-3合成闸瓦实物图,2合成闸瓦,2.合成闸瓦,钢背内侧开有槽或孔，以提高摩擦体与钢背的结合强度。

低摩合成闸瓦钢背两端的中间部分制成凸起的挡块，两侧低平，以便与闸瓦托的四个爪相结合。

钢背外侧中部，装有用钢板焊制成的闸瓦鼻子，其外形与中磷铸铁闸瓦相同，并可互换使用；而高摩合成闸瓦则因与低摩合成闸瓦、中磷铸铁闸瓦的摩擦系数相差太大，不能互换使用，为防止混淆，将高摩合成闸钢背两端的中间部制成低平，两侧凸起，正与低摩合成闸瓦相反。

钢背内侧还焊有加强筋，以增加钢背的刚度。

为了增加闸瓦的散热面积和避免闸瓦裂损、脱落，合成闸瓦摩擦体的中部压制成一条或两条散热槽。

合成闸瓦是将合成材料按规定的比例混合均匀后，置于钢模内与钢背热压成为一个整体的。

目前城轨车辆中大多采用合成闸瓦，但合成闸瓦的导热性较差，因此目前也有采用导热性能良好，且具有较好的摩擦性能的粉末冶金闸瓦。

3粉末冶金闸瓦,

（1）构成,粉末冶金闸瓦由瓦背和摩擦体组成，如图3-4所示，实物如图3-5所示。

瓦背采用机械性能不低于Q235-A的冷轧钢板制造。

瓦背取材的长度方向应与钢板的轧制方向一致。

钢板技术条件应符合GB/T700的规定。

摩擦体以金属或其合金为基体，加入摩擦、减摩或起某些特殊作用的其他金属、非金属组分，用粉末冶金技术制成。

3粉末冶金闸瓦,

（1）构成,1-瓦背；2-钢背；3-摩擦体。

图3-4粉末冶金闸瓦的组成图3-5粉末冶金闸瓦实物图,1,2,3,3粉末冶金闸瓦,

（2）外观要求及使用性能,外观要求,闸瓦瓦背不得存在裂纹，并应进行防锈处理；闸瓦瓦背外弧面和检验样板之间的局部间隙不大于1.5mm；闸瓦摩擦体不得存在裂纹、分层、疏松等粉末冶金烧结缺陷；闸瓦厚度大的一侧垂直于摩擦面的方向，涂一道约10mm宽的白漆标记；摩擦体除白漆标记外，其余部分不得涂漆。

3粉末冶金闸瓦,

（2）外观要求及使用性能,使用性能,闸瓦使用限度（包括瓦背和摩擦体在内）任何一处的剩余厚度不小于14mm；闸瓦在使用限度内，摩擦体不应产生片状或块状脱落，摩擦体脱落面积大于摩擦面积的20%时禁用；闸瓦不得使车轮踏面产生局部过度磨耗、沟状磨耗和犁痕式磨耗，不得使踏面产生热损伤，不得因闸瓦原因造成摩擦体和车轮之间发生材料转移。

3粉末冶金闸瓦,（3）FJW-2粉沫冶金闸瓦,制动单元使用FJW-2粉沫冶金闸瓦，闸瓦托上有上、下两块闸瓦，每块闸瓦各用一个闸瓦钎子穿于闸瓦托上。

每个闸瓦钎子一端设有销孔，用穿销插入该孔，穿销外侧用开口销锁定，使闸瓦固定。

更换闸瓦时，首先做好安全措施，按放好止轮器，挂上禁动牌。

弹簧停车装置置于缓解位，单阀制动，将不换闸瓦侧转向架的制动缸塞门关闭，单阀缓解。

用专用内六角扳手拧动闸瓦托复位装置，闸瓦托就会快速后退，使闸瓦间隙增大，将闸瓦托上的上下开口销及穿销取下，拆下闸瓦。

换上新闸瓦，上侧闸瓦钎子从上向下穿，下侧闸瓦钎子从下向上穿，然后将上、下闸瓦托穿销穿好锁定，再拧动复位装置，保证新闸瓦与车轮踏面间隙不小于8mm，然后将单阀制动缓解多次，闸瓦间隙将自动调整到额定值，再开放制动缸塞门。

3粉末冶金闸瓦,（4）粉末冶金闸瓦在更换时注意事项,上下闸瓦钎子一定要插入闸瓦托及闸瓦孔内,闸瓦托上的穿肖一定要插入闸瓦钎子的销孔内，外侧开口销子锁好,更换闸瓦后，调整复位装置，保证新闸瓦与车轮踏面间隙不小于6-8mm,3粉末冶金闸瓦,Knorr公司生产的踏面制动单元有两种型式，一种为不带弹簧停放制动的制动单元PC7Y型，另一种是带弹簧停放制动的PC7YF型踏面单元制动器。

3.1闸瓦及踏面制动单元,二.PC7Y型及PC7YF型踏面单元制动器,图3-6PC7Y型踏面单元制动器（不带停车制动器）,1-吊杆；2-扭簧；3-活塞涨圈；4-滑动环；5-活塞；6-活塞杆；7-缓解弹簧；8-止推片；9-凸头；10-杠杆；11-导向杆；12-外体；13-闸调器外壳；14-压紧弹簧；15-滤尘器；16-离合器套；17-主轴；18-调整螺母；19-轴承；20-轴承；21-波纹管；22-引导螺母；23-止环；24-调整弹簧；25-止推螺母；26-回程螺母；27-摩擦联轴器；28-闸瓦托；29-销；30-主轴鼻子；31-波纹管安装座。

3.1闸瓦及踏面制动单元,1PC7Y型踏面单元制动器（见图3-6）不带停放制动器，主要由制动缸体、传动杠杆、缓解弹簧、制动缸活塞、扭簧、闸瓦、闸瓦间隙调整器、闸瓦托、闸瓦托吊、闸瓦托复位弹簧和手动杠杆及其安装枢轴等组成。

1PC7Y型及PC7YF型踏面单元制动器的特点,有弹簧停车制动及手动辅助缓解装置（PC7YF型）,有闸瓦间隙调整器,制动传动效率高，均在95%左右,占用空间小，安装简单,性能稳定，作用可靠，维修方便,2单元制动器的组成,图3-7PC7YF型踏面单元制动器（带停车制动器）,1-制动缸；2-制动活塞；3-活塞杆；4-制动杠杆；5-闸瓦间隙调整器；6-闸瓦托；7-闸瓦托吊；10-吊销；31-缓解风缸；32-活塞；33-活塞杆；34-螺纹套筒；35-弹簧；36-缓解拉簧；37-停放制动杠杆。

2PC7YF型踏面单元制动器内部结构如图3-7所示，是在PC7Y型的基础上增加了一个用于停车制动的弹簧制动器，它包括停车缓解风缸31、缓解活塞32、及活塞杆33、螺纹套筒34、停放制动弹簧35、缓解拉簧36、停放制动杠杆37等。

当列车制动时，如图3-7所示，制动缸充气，在压力空气的作用下，制动缸活塞压缩缓解弹簧右移，活塞杆推动制动杠杆，而杠杆的另一端则带动闸瓦间隙调整器向车轮方向推动闸瓦托及闸瓦，使闸瓦紧贴车轮。

缓解时，制动缸排气，这时闸瓦及闸瓦托上所受到的推力被撤除，在制动缸缓解弹簧及闸瓦托吊杆上端头的扭簧的反弹力作用下，闸瓦及活塞等机构复位。

3单元制动器的工作原理,闸瓦间隙自动调整器简称闸调器，用于自动调整闸瓦与车轮踏面之间的间隙，使之保持在规定的范围之内，一般为6-10mm。

闸调器的结构如图3-8所示。

其工作过程如下：

4闸瓦间隙调整器的工作原理,图38闸瓦和车轮踏面无磨耗时的制动位,1-制动缸；2-制动活塞；-活塞杆；4-制动杠杆；7-闸瓦托吊；11-推杆头；15-外体；16-闸瓦间隙调整器体；21-连接环；22-止推螺母；23-调整环；24-压缩弹簧；25-调整衬套；26-推杆；28-进给螺母；Z1.-啮合锥面；Z2.-啮合面。

4闸瓦间隙调整器的工作原理,闸瓦和车轮踏面无磨耗时的制动行程H0是指调整套25碰到调整环23靠近推杆头11一端的凸环，且进给螺母28和调整衬套25的啮合锥面Z1（以下简称Z1锥面）刚好脱开时的制动行程。

当施行车辆制动时，压缩空气进入制动缸1，推动制动缸活塞2及活塞杆3，将整个闸瓦间隙调整器及其所有零部件向车轮踏面方向移动，直到调整衬套25碰到调整环23止。

调整环23的凸环可防止调整衬套25进一步向制动方向移动，此时Z1锥面刚好脱开。

压缩弹簧24的作用力，使调整衬套25作用于调整环23，由于压缩弹簧24的作用，Z1锥面再一次啮合。

当Z1锥面刚好完全脱开时，无磨耗时的制动行程H0完成。

此时闸瓦间隙以被消除，闸瓦与车轮踏面接触，当制动缸内空气压力继续上升时，踏面单元制动器便产生了制动作用力。

（1）闸瓦和车轮踏面无磨耗时的制动过程（见图3-8）,4闸瓦间隙调整器的工作原理,当施行车辆缓解时,制动缸内的空气压力下降到一定值后,在缓解弹簧8的作用下,通过制动杠杆4，带动整个闸瓦间隙调整器及其所有传动部件脱离车轮踏面，向后（即缓解方向）移动。

此时，Z1锥面啮合，当调整衬套25碰到调整环23面离推杆头11一端的凸环时，推杆26停止向后移动，回到缓解位置，而闸瓦间隙调整器体16等仍由于制动缸缓解弹簧的作用，通过制动杠杆4继续朝缓解方向移动，止推螺母22和连接环21的啮合面Z2（以下简称Z2面）开始脱开。

由于压缩弹簧29的作用，Z2面再一次啮合当Z2面刚好完全脱开时，无磨耗的缓解过程完成。

当制动缸完全缓解时，各运动着的零部件停止移动。

（2）闸瓦和车轮踏面无磨耗时的缓解过程（图3-9）,4闸瓦间隙调整器的工作原理,4闸瓦间隙调整器的工作原理,图3-9闸瓦和车轮踏面无磨耗时的缓解位2-制动活塞；7-闸瓦托吊；8-缓解弹簧；10-闸瓦复位弹簧；11-推杆；15-外体；16-闸瓦间隙调整器体；21-连接环；22-止推螺母；23-调整环；24-压缩弹簧；25-调整衬套；26-推杆；28-进给螺母；29.压缩弹簧。

Z2.啮合面。

制动开始时，各零、部件的动作与无磨耗时的制动过程完全一样，所不同的是：

当调整衬套25碰到调整环23后，由于闸瓦和车轮踏面出现磨耗，制动行程进一步加长，即制动缸产生的制动力仍不断通过制动杠杆4传递到闸瓦间隙调整器体16连接环21止推螺母22，从而传递到推杆26，带动它们继续向前（即制动方向）移动，进给螺母28亦随着推杆26向前移动，而调整衬套25由于受调整环的限制，不能进一步的向前移动，Z1锥面脱开，又由于推杆26和进给螺母28为非自锁螺纹连接，由于闸瓦磨耗，制动行程加长，推杆26等不断向前移动，压缩弹簧24的预压力就会引起进给螺母28在推杆26上转动，进给螺母28与推杆26两者的相对位移量即为闸瓦和车轮踏面磨耗量Mv。

此时，推杆26向前移动的行程比无磨耗时的制动行程H0大，两者之差即为闸瓦和车轮踏面的磨耗量之和Mv。

（3）闸瓦和车轮踏面有磨耗时的制动过程（图3-10）,4闸瓦间隙调整器的工作原理,4闸瓦间隙调整器的工作原理,图3-10闸瓦和车轮踏面有磨耗时的制动位16-闸瓦间隙调整器体；21-连接还；2