项目二基础制动装置及防滑装置的检修与维护.docx

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项目二基础制动装置及防滑装置的检修与维护

项目三基础制动装置及防滑装置的检修与维护

模块1基础制动装置的检修与维护

随着铁路动车组的上线运行的运营公里数的增加，动车组三、四级修程日益临近，在三、四级修程需对组制动系统进行全面检修与维护。

基础制动装置也需要进行分解检修。

另外，随着运行公里数的增加，基础制动装置也会出现一些故障。

本项目以CRH2型动车组的基础制动装置的检修与维护以及故障处理为载体进行教学，使学生掌握主基础制动装置的检修与维护技能。

1、教学目标

通过教学使学生具备以下能力：

1、能按维修作业方法和维修作业标准拆装基础制动装置各部件；

2、能检测基础制动装置各部件尺寸，并能判断其技术状态；

3、能处理故障零部件；

二、工作任务

1、分析基础制动装置的功能、结构及组成；

2、分解主基础制动装置；

3、测量基础制动装置并测量处理零部件；

（1）任务一分析基础制动装置的功能、结构及组成

基础制动装置

（一）概述

动车组的基础制动装置可分为传动部分、摩擦部分和增压气缸（CRH2特有）。

动车组基础制动装置为盘式制动方式。

空气被压入设置在转向架横梁上的增压气缸后转变为油压再提供给卡钳装置。

在送入卡钳装置的压力油的作用下，装置在卡钳装置上的闸瓦（制动闸片）压紧制动盘来达到制动。

油压下降后，因卡钳装置内弹簧的作用，闸瓦则离开制动盘。

为防止因闸瓦的磨损而引起制动盘和闸瓦间隙的扩大，装置具有保持一定间隙的自动调整功能。

卡钳装置有用于动车转向架的“M车侧制动盘用”、用于拖车转向架的“T车侧制动盘用”、“T车轴制动盘用”3类。

因动车转向架和拖车转向架的制动盘的制动力是不同的，所以其油压气缸的直径也不同。

用于拖车转向架装置的侧制动盘和轴制动盘，因其制动盘的直径及厚度均不同，所以其形状也不同。

制动闸片也分为动车转向架用与拖车转向架用，拖车转向架侧制动盘用和轴制动用制动闸片可通用。

制动闸片的材质为烧结合金。

踏面清扫装置在行驶中擦拭附着在车轮踏面上的尘埃、锈迹、油脂等，为防止空转和打滑，在制动时将研磨头压抵在踏面上进行清扫。

作为耐寒耐雪对策，防止装置阻涩，故将气缸、复位弹簧、自动间隙调整装置合装于一箱形成一个单元。

研磨头的材质采用树脂系列的。

（二）传动部分

国产时速200Km动车组的基础制动装置的传动部分有传统的杠杆式（CRH1、CRH3和CRH5动车组）和一体式（CRH2动车组）两种，如图2-7和2-8所示。

一体式基础制动装置有制动夹钳、支架和剪刀形的夹紧制动盘的本体组成，支架和本体之间用销轴联结。

本体上设有稳定制动力和防止振动的防止振动的防振橡胶，本体在销轴上可以滑动，以满足轮对左、右运动的要求。

另外，本体上还有间隙调整器。

（三）摩擦部分

1.制动盘

制动盘结构形式如图2-9、2-10所示。

按摩擦面的配置，制动盘可分为单摩擦面和双摩擦面两种。

按盘体本身的结构，可分为整体式和由两个半圆盘用螺栓组装而成的“对半式”；

这种对半分开式便于制动盘磨耗到限时更换，不需退轮。

按盘安装的位置可分为轴盘式和轮盘式，前者装在轴上，后者装在轮的两侧。

动车组中的拖车一般采用轴盘式盘型制动装置，而动车则采用轮盘式制动装置，因动车的车轴上要安装驱动装置，没有安装置动盘的位置。

由于制动盘是一个既受力又受热的零部件，不宜用过盈配合直接装在轴上，所以轴盘式通常要采用锻钢盘毅作为车轴与制动盘之间的过渡零件，而且在制动盘螺栓连接处要加装弹性套。

制动盘和盘毅之间采用多个径向弹性圆销实现浮动连接，受热时制动盘可沿着径向弹性圆销完全自由地伸缩，以消除内应力。

考虑到制动盘要有良好的散热性，在制动盘的中间部分设计许多散热筋片，这样，当车辆运行时，空气对流即达到散热作用。

长期以来，世界各国开发了多种适合于不同运行工况的制动材料。

制动盘材料曾使用过普通铸铁、普通铸钢、低合金铸铁；此后，由于列车轻量化的需要，又相继研究开发了特殊合金铸钢、低合金锻钢、铸铁—铸钢组合材料、c/c纤维复合材料和铝合金基复合材料。

大致来说，制动盘材料可分为两大类，即铁系金属材料和复合材料。

（1）铸铁制动盘

铸铁制动盘具有摩擦性能好、耐磨、耐热、抗热裂、抗变形及可铸性好等优点。

（2）铸钢制动盘

合金铸钢制动盘能够大量吸收制动能量，并有以下特点：

●温度稳定性较高，热裂纹趋势小；

●对潮湿环境的敏感性较低；

●制动力态大时，闸片磨耗较少；

●高温时系数较均匀。

与铸钢制动盘相比，尽管铸钢制动盘的制造成本较低，但批量生产时其质量较难控制。

（3）铸铁—铸钢组合制动盘

铸铁—铸钢组合制动盘是以铸铁作为摩擦材料制成制动盘，以铸钢作为补强材料制成

盘毂的制动盘。

这两种材料组合在一起，从整体上兼顾了铸铁高而稳定的摩擦性能和钢较

好的耐龟裂特性。

（4）锻钢制动盘

锻钢具有良好的机械性能，同时具有较高的抗热龟裂性。

在研制初期，锻钢制动盘存

在因制动摩擦热引起较大变形的问题，但通过改变形状或施加反向预变形等措施，可以达

到实用化程度。

（5）c/c纤维复合材料

c/c纤维复合材料是用碳纤维强化碳母材得到的复合材料，具有密度小、重量轻、耐

热裂及高速制动性能好等特点，此种材料已在飞机和赛车上经过实际应用的考验。

与传统的铁系制动盘相比，有常用制动时磨损量大、摩擦特性易受温度影响等缺点。

（6）铝合金基复合材料制动盘

铝合金基复合材料以铝合金为母材，加入陶瓷粒子并使之均匀分布，以改善其耐磨性。

铝合金的导热性好，用它制成制动盘时，只要有足够的热容量就不会产生局部的热量蓄积从而使表面温度保持在一定限度下。

同时，铝合金盘具有不产生疲劳裂纹的优点。

另外，铝基复合材料的比重不足铸铁的05，可望在轻型化上取得较好的效果。

在实际使用中，考虑到必要的热容量，铝合金制动盘的实际重量应在铁系材料制动盘的一半左右。

2．制动闸片

闸片的形状均呈月牙形或扇形（图2．11），也有对称分成两半的，其好处是容易拆卸，

特别适用于闸片与轨面空间很小的条件。

闸片上的散热槽有各种不同的形式，有横向槽、竖向槽和斜槽等，其作用都是增加摩擦面的贴合性，便于排除磨屑和散热。

制动闸片材料的进展与制动盘材料的发展密切相关，闸片材料要求具有以下性能；

●材料应具有足够而稳定的摩擦系数，外界条件（如制动初速度、压力、温度、环境介质等）改变时对其影响较小；

●材料具有较高的耐磨性；

●材料应具有良好的物理机械性能：

导热性好，热容量大，有一定的高温机械强度；

●闸片对制动盘的表面损伤小，不易划伤表面和产生粘着磨损，且摩擦过程中不易产生噪声，无臭味，无污染；

●经济性好，原料来源充裕，价格便宜，生产工艺简单。

闸片材料大致可分为四种：

合成材料，烧结材料，c/c纤维组合材料和陶瓷基复合材料。

（1）合成材料闸片

在高速列车发展初期，与铸铁制动盘配对的均为合成材料闸片。

合成材料闸片是通过把树脂、金属粉末、外加增强材料、摩擦材料等混合在一起，加热后压缩而成的。

合成材料闸片近几年来的发展方针主要是研制不含石棉的闸片，石棉的代用品有玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、Kevlar纤维、铜纤维和矿纤维等。

（2）烧结金属材料闸片

烧结金属摩擦材料是以一种金属或合金为主要成分，加入摩擦、减磨或起某些特殊作用的其他金属、非金属成分。

用粉末冶金技术制成的烧结材料具有明显的金属性、优越的物理—力学性能和摩擦磨损性能。

和其他材料相比，烧结金屑材料具有以下优异的使用特性：

●高的机械强度。

在工作温度下，能适应拉、挤、弯、剪等不同性质的载荷；尤其

在重载和冲击载荷下，更能显示其优越性。

●高的使用温度。

基体金属熔点高，材料在较高的温度下使用仍能保持稳定的强度

和摩擦磨损性能。

●大的热容量。

材料的比热容和密度大，单位体积内可吸收较多的摩擦热量，表面

温度可迅速降低，不会导致摩擦面的性能变坏。

●优良的导热性能。

钢铁等金属具有良好的导热能力，摩擦面的热量一方面很快地

传向对偶面，，被其吸收和发散；另一方面向内传导进入摩擦层和钢质芯板，并被其吸收和散发。

●高的抗蚀能力。

有较高的抗大气腐蚀能力，在油和水中不易破坏。

●优良的抗磨损能力。

基体耐磨，镶嵌物中又有抗磨、减磨组分，整体材料耐磨，寿命长

●稳定的摩擦特性。

由于材料的稳定性好，当摩擦面的温度升高时，摩擦系数和耐

磨性不会明显下降，冷却后的恢复能力也强。

（3）c/c纤维复合材料闸片

c/c纤维复合材料闸片通常与dc纤维复合材料制动盘配合使用，构成dc制动系统，其中的制动盘与制动闸片均为同一种c/c复合材料。

c／c复合材料密度小，比热大、热强度高、化学稳定性良好等优点；但同时也存在初

始力矩峰值过高、湿态下摩擦系数过低等问题，严重影响制动的平稳性、可靠性。

（4）陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料是以陶瓷为母体，加入其他元素以调节材料的脆性、强度等特性而制成的。

陶瓷基复合材料具有高的耐磨性及耐腐蚀能力、良好的高温稳定性和高温抗氧化性能、低比重、稳定的摩擦系数及低的热膨胀系数，而且在相当大的温度范围内具有较高的硬度。

如图2-12所示，动车组中的空气制动系统是这样协同工作的（以CRH2动车组为例；

CRH1和CRH5动车组无增压缸结构，无需进行气压-油压的转换，其制动缸相应为气压制动缸）：

压缩空气有电动空气压缩机产生，经由贯穿全列车的总风缸管送到各车的总风缸，在经两个单向阀分别送到控制风缸和制动风缸。

各车制动风缸中的压缩空气供给中继阀、紧急电磁阀和电空转换阀使用。

电空转换阀将送来的压缩空气调整到与制动指令相对应的空气压力，并作为指令压力送给中继阀。

中继阀将电空转换阀的输出作为控制压力，输出与其相应的压缩空气送到增压缸（当车辆设备发生故障时，经由紧急电磁阀的压缩空气作为指令压力被送到中继阀，此时中继阀与常用制动一样，将具有相应压力的压缩空气送到增压缸。

在对增压缸空气压力进行控制时，制动控制装置用根据制动指令、速度和载重计算出的制动力减去电制动的反馈量后，得到实际需要的空气制动力，并将此变换为电空转换阀的电流，由电空转换阀产生与电流成比例的空气压力（AC压力），将此压力作为中继阀的控制压力，通过中继阀产生增压缸空气压力（BC压力）。

紧急制动时，从紧急用压力调整阀输出的控制压力经紧急电磁阀通往中继阀，中继阀对电空转换阀和压力调整阀的空气压力进行比较，将二者中较大的作为输入，产生相应的增压缸空气压力输出。

中继阀输出的增压缸空气压力经制动软管，从车体送到转向架上增压缸的输入侧，在增压缸的输出侧产生比空气压力高且与空气压力成比例的液压送给制动夹钳装置，使其产生制动动作。

（四）增压缸

1、增压缸的作用

制动缸管输出压缩空气控制增压缸油缸内的油液是否进入夹钳装置，来实现基础制动的制动与缓解。

2、结构

由气缸部分、油压发生部分、ＰＣ１Ｓ压和控制阀（滑行防止阀部分）组成增压气缸。

（1）·气缸部分

由气缸本体

（1）、活塞

（2）、活塞杆

（2）、180帽子形垫片（4）、导向环（5）、缓解弹簧（6）等组成。

（a）180帽子形垫片由合成橡胶制成，活塞上置有合成树脂制的导向环以防损伤气缸内壁。

（b）活塞杆构成油气缸的柱塞，为防止密封垫（20）的漏油及损伤，进行了硬质的铬电镀。

（c）活塞动作时，通气口是缓解弹簧室空气给排的通道，同时也是能防尘埃及雨水进入气缸内部的结构。

（2）·油压发生部分

由油气缸体（12）、油箱盖（14）、检油窗（15）、防波板（16）、附有逆止阀的油气缸盖（18）、供给阀（19）、密封垫部分、其他垫圈类、行程表示部分及钢管连轴节部分等构成。

（a）油气缸体的上部为油箱。

（b）油箱盖上部有加油口，其内部设有滤尘器。

另外，上部的帽盖为油箱内外大气连通结构。

其外侧再设