Тормозная система любого вагона состоит из пневматической и механической частей. К пневматической части тормозной системы грузового вагона относятся: воздухораспределитель, тормозной цилиндр, запасной резервуар и автоматический регулятор давления в тормозном цилиндре (авторежим). К механической части относятся: тормозной цилиндр, тормозная рычажная передача (горизонтальные рычаги, затяжка горизонтальных рычагов, тяги), автоматический регулятор тормозной рычажной передачи и ручной стояночный тормоз.

Рис. Пневматическая часть тормоза грузового вагона.

На рисунке цифрами обозначено: 1 – соединительные рукава, 2 – тройник-кронштейн тормозной магистрали, 3 – концевые краны, 4 – запасной резервуар, 5 – разобщительный кран, 6,7,8 – воздухораспределитель (двухкамерный резервуар 7 с главной 8 и магистральной 6 частями), 9 – авторежим, 10 – тормозной цилиндр.

Рис. Тормозная система вагона.

На рисунке показана тормозная система вагона, расположение тормозного оборудования на раме, и цифрами обозначено: 1 – головная тяга, 2 – автоматический регулятор тормозной рычажной передачи, 3 – головной горизонтальный рычаг, 4 – затяжка горизонтальных рычагов, 5 – тормозная магистраль, 6 – тыловой горизонтальный рычаг, 7 – кронштейн-тройник, 8 – запасной резервуар, 9 – площадка под авторежим, 10 – тыловая тяга, 11 – поводок отпускного клапана, 12 – воздухораспределитель, 13 – тормозной цилиндр, 14 – шток тормозного цилиндра, 15 – привод автоматического регулятора ТРП, 16 – предохранительные скобы.

Принцип действия тормозной системы: при разрядке тормозной магистрали воздухораспределитель срабатывает на торможение, соединяя при этом запасной резервуар с тормозным цилиндром. Под действием давления сжатого воздуха шток тормозного цилиндра выходит, поворачивая при этом относительно мертвой точки головной горизонтальный рычаг. Затяжка горизонтальных рычагов перемещается в ту же сторону, что и шток, и тянет на себя тыловой горизонтальный рычаг. Автоматический регулятор тормозной рычажной передачи наезжает на привод, тормозная рычажная передача сокращается. Тяги тянут к центру вагона вертикальные рычаги тормозной рычажной передачи тележек и прижимают тормозные колодки, закрепленные в башмаках триангелей, к поверхности катания колес.

При повышении давления в тормозной магистрали воздухораспределитель срабатывает на отпуск, соединяет запасной резервуар с тормозной магистралью, а тормозной цилиндр – с атмосферой. Под действием возвратной пружины поршень со штоком перемещается к крышке тормозного цилиндра, горизонтальные рычаги передвигают тяги в сторону тележек, тормозные колодки отходят от поверхности катания колес.

Для закрепления вагонов на станциях или крутых спусках применяется ручной стояночный тормоз.

Рис. Схема ручного стояночного тормоза.

Ручной стояночный тормоз состоит из привода 2 со штурвалом 1, червячной передачи, механизма с эксцентриком 4 и тяги 5. Чтобы привести тормоз в рабочее положение, штурвал с приводом отклоняют в сторону от первоначального положения), чтобы он располагался перпендикулярно к продольной оси вагона. Тогда червячная передача входит в зацепление с поворотным механизмом, который, поворачиваясь, тянет за собой тягу. Тяга вторым своим концом крепится при помощи валика к головному горизонтальному рычагу. При перемещении ее в сторону привода ручного стояночного тормоза головной горизонтальный рычаг поворачивается относительно мертвой точки и выводит шток поршня из тормозного цилиндра, тем самым приводя тормозную рычажную передачу в положение торможения. Второй конец тяги ручного стояночного тормоза, соединенный с головным горизонтальным рычагом, выполнен в форме проушины, то есть имеет эллиптическое отверстие, длина которого обеспечивает свободное перемещение крепительного валика при выходе штока тормозного цилиндра во время работы тормозной системы.

Пневматическая часть тормозного оборудования (рис. 1) включает в себя тормозную магистраль (воздухопровод) б диаметром 32 мм с концевыми кранами 4 клапанного или шаровидного типа и соединительными междувагонными рукавами 3; двухкамерный резервуар 7, соединенный с тормозной магистралью б отводной трубой диаметром 19 мм через разобщительный кран 9 и пылеловку — тройник 8 (кран 9 с 1974 г. устанавливается в тройнике 5); запасный резервуар 11; тормозной цилиндр 1; воздухораспределитель № 483 м с магистральной 12 и главной 13 частями (блоками); авторежим № 265 А-000; стоп-кран 5 со снятой ручкой.

Авторежим служит для автоматического изменения давления воздуха в тормозном цилиндре в зависимости от степени загрузки вагона — чем она выше, тем больше давление в тормозном цилиндре. При наличии на вагоне авторежима рукоятка переключателя грузовых режимов воздухораспределителя снимается после того, как режимный переключатель воздухораспределителя будет поставлен на груженый режим при чугунных тормозных колодках и средний режим при композиционных тормозных колодках. У рефрижераторных вагонов авторежима нет. Запасный резервуар имеет объем 78 л у четырехосных вагонов с тормозным цилиндром диаметром 356 мм и 135 л у восьмиосного вагона с тормозным цилиндром диаметром 400 мм.
Зарядка резервуара 7, золотниковой и рабочей камер воздухораспределителя запасного резервуара 11 производится из тормозной магистрали 6 при открытом разобщительном кране 9. При этом тормозной цилиндр через главную часть воздухораспределителя и авторежим 2 сообщен с атмосферой. При торможении давление в тормозной магистрали понижается через кран машиниста и частично через воздухораспределитель, который при срабатывании отключает тормозной цилиндр 1 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 11 до выравнивания давления в них при полном служебном торможении.
Тормозная рычажная передача грузовых вагонов выполнена с односторонним нажатием тормозных колодок (кроме шестиосных вагонов, у которых средняя колесная пара в тележке имеет двустороннее нажатие) и одним тормозным цилиндром, укрепленным на хребтовой балке рамы вагона болтами. В настоящее время в опытном порядке некоторые восьмиосные цистерны без хребтовой балки оборудуются двумя тормозными цилиндрами, от каждого из которых усилие передается лишь на одну четырехосную тележку цистерны. Это сделано для упрощения конструкции, облегчения тормозной рычажной передачи, уменьшения силовых потерь в ней и повышения эффективности работы тормозной системы.
Тормозная рычажная передача всех грузовых вагонов приспособлена к использованию чугунных или композиционных тормозных колодок. В настоящее время все грузовые вагоны имеют композиционные колодки. При необходимости перехода с одного типа колодки на другой необходимо изменить лишь передаточное число тормозной рычажной передачи путем перестановки валиков затяжки и горизонтальных рычагов (в более близко расположенное к тормозному цилиндру отверстие при композиционных колодках и, наоборот, при чугунных колодках). Изменение передаточного числа связано с тем, что коэффициент трения у композиционной колодки примерно в 1,5-1,6 раза больше, чем у чугунных стандартных колодок.
В тормозной рычажной передаче четырехосного грузового вагона (рис.2) горизонтальные рычаги 4 и 10 шарнирно соединены со штоком б и кронштейном 7 на задней крышке тормозного цилиндра, а также с тягой 2 и авторегулятором 3 и с тягой 77. Между собой они соединены затяжкой 5, отверстия 8 которой предназначены для установки валиков при композиционных колодках, а отверстия 9— при чугунных тормозных колодках.

Тяги 2 и 77 соединены с вертикальными рычагами 7 и 72, а рычаги 14 соединены с серьгами 13 мертвых точек на шкворневых балках тележек. Между собой вертикальные рычаги соединены распорками 75, а их промежуточные отверстия шарнирно соединеныс распорками 17 триангелей с тормозными башмаками и колодками, которые подвесками 16 соединены с кронштейнами боковых рам тележки. Предохранение от падения на путь деталей тормозной рычажной передачи обеспечивается специальными наконечниками 19 триангелей, расположенными над полками боковых рам тележки. Передаточное число тормозной рычажной передачи, например, четырехосного полувагона при плечах горизонтальных рычагов 195 и 305 мм и вертикальных рычагов 400 и 160 мм равно 8,95.
Тормозная рычажная передача восьмиосного вагона (рис. 3, а) в основном аналогична передаче четырехосного вагона, отличие состоит лишь в наличии параллельной передачи усилия на обе четырехосные тележки с каждой стороны через тягу 1 и балансир 2, а также укороченного на 100 мм верхнего плеча вертикальных рычагов.
В рычажной передаче шестиосного вагона (рис. 3,5) передача усилия от тормозного цилиндра на триангели в каждой тележке происходит не параллельно, а последовательно.

Грузовые вагоны оборудованы магистральным воздухопроводом 6 (рис. 11) диаметром 32 мм с концевыми кранами 4 клапанного типа № 190 и соединительными рукавами 8 № Р17.

Двухкамерный резервуар 7, укрепленный на раме вагона, соединен с магистральным воздухопроводом отводом 10 диаметром 19мм через разобщительный кран 9 и пылеловку-тройник 8 (с 1974 г. кран 9 устанавливается в тройник перед отводом 10, чтобы можно было отключить не только воздухораспределитель, но и отвод в случае его излома).

Трубами диаметром 19 мм резервуар 7 соединен также с запасным резервуаром 11 и тормозным цилиндром 1. К резервуару 7 крепятся магистральная 12 и главная 13 части воздухораспределителя. На новых грузовых вагонах устанавливаются только воздухораспределители № 483. Между воздухораспределителем и тормозным цилиндром подключен грузовой авторежим 2 № 265-002 (если он установлен). При наличии в тормозном оборудовании вагонов авторежима рукоятки переключателя грузовых режимов у воздухораспределителя снимают. Если вагон оборудован композиционными колодками и авторежимом, то воздухораспределитель фиксируется на средний режим торможения.

Рис. 11. Схема тормозного оборудования грузового вагона.

При включенном положении разобщительного крана 9 воздухораспределитель сообщается с тормозной магистралью, при выключенном - с атмосферой.

Кран экстренного торможения 5 со снятой ручкой устанавливается только на вагонах с тормозной площадкой.

На четырехосных вагонах объем запасного резервуара составляет 78 л при тормозном цилиндре диаметром 356 мм. Восьмиосные вагоны имеют аналогичную схему тормозного оборудования, все они имеют стояночный тормоз; запасный резервуар применяется объемом 135 л (или два резервуара 78 и 55 л), тормозной цилиндр - диаметром 406 мм.

Рефрижераторные вагоны оборудованы по схеме рис. 11, но без авторежима.

Зарядка золотниковой и рабочей камер воздухораспределителя, резервуара 7 и запасного резервуара 11 осуществляется из магистрали 6. Тормозной-цилиндр 1 сообщен в это время с атмосферой через авторежим 2 и главную часть воздухораспределителя. При торможении давление в магистрали понижается, воздухораспределитель срабачывает, отключает тормозной цилиндр 1 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 11. При полном торможении давление в запасном резервуаре и тормозном цилиндре выравнивается.

Пассажирские вагоны оборудованы электропневматическим тормозом с электровоздухораспределителем 17 (рис. 12) № 305-000 и воздухораспределителем 17 № 292-001, смонтированными на камере 10, которая расположена на кронштейне тормозного цилиндра 16 диаметром 356 мм.

Рис. 12. Схема тормозного оборудования пассажирского вагона.

Тормозная магистраль 15 диаметром 32 мм соединена отводом 8 через тройник 7 и разобщительный кран 9 с воздухораспределителем 17, а также с камерой 10, тормозным цилиндром 16 и запасным резервуаром 13 объемом 78 л. Выпускной клапан 12, расположенный на запасном резервуаре или на трубе к нему, имеет поводковый привод, выведенный на обе стороны снаружи и внутрь вагона.

Воздухопроводы между тормозной магистралью, воздухораспределителем, запасным резервуаром и тормозным цилиндром выполнены из труб диаметром 25,4 мм (от разобщительного крана Ш до воздухораспределителя диаметром 32 мм).

На тормозной магистрали расположены концевые краны 2 и соединительные рукава 1 № 369А с электрическими контактами, подвешиваемые на изолированные подвески 14. Линейные электрические провода электропневматического тормоза проложены в стальной трубе 5 и подведены к соединительным рукавам через концевые двухтрубные коробки 3 №316-000-7. От средней трехтрубной коробки 6 № 317-000-7 отходит провод к камере 10 электровоздухораспределителя 11.

Пневматическая часть тормозного оборудования (рис. 7.11) включает в себя тормозную магистраль (воздухопровод) б диаметром 32 мм с концевыми кранами 4 клапанного или шаровидного типа и соединительными междувагонными рукавами 3; двухкамерный резервуар 7, соединенный с тормозной магистралью б отводной трубой диаметром 19 мм через разобщительный кран 9 и пылеловку - тройник 8 (кран 9 с 1974 г. устанавливается в тройнике 5); запасный резервуар 11; тормозной цилиндр 1; воздухораспределитель № 483 м с магистральной 12 и главной 13 частями (блоками); авторежим № 265 А-000; стоп-кран 5 со снятой ручкой.

Авторежим служит для автоматического изменения давления воздуха в тормозном цилиндре в зависимости от степени загрузки вагона - чем она выше, тем больше давление в тормозном цилиндре. При наличии на вагоне авторежима рукоятка переключателя грузовых режимов воздухораспределителя снимается после того, как режимный переключатель воздухораспределителя будет поставлен на груженый режим при чугунных тормозных колодках и средний режим при композиционных тормозных колодках. У рефрижераторных вагонов авторежима нет. Запасный резервуар имеет объем 78 л у четырехосных вагонов с тормозным цилиндром диаметром 356 мм и 135 л у восьмиосного вагона с тормозным цилиндром диаметром 400 мм.

Зарядка резервуара 7, золотниковой и рабочей камер воздухораспределителя запасного резервуара 11 производится из тормозной магистрали 6 при открытом разобщительном кране 9. При этом тормозной цилиндр через главную часть воздухораспределителя и авторежим 2 сообщен с атмосферой. При торможении давление в тормозной магистрали понижается через кран машиниста и частично через воздухораспределитель, который при срабатывании отключает тормозной цилиндр 1 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 11 до выравнивания давления в них при полном служебном торможении.

Тормозная рычажная передача грузовых вагонов выполнена с односторонним нажатием тормозных колодок (кроме шестиосных вагонов, у которых средняя колесная пара в тележке имеет двустороннее нажатие) и одним тормозным цилиндром, укрепленным на хребтовой балке рамы вагона болтами. В настоящее время в опытном порядке некоторые восьмиосные цистерны без хребтовой балки оборудуются двумя тормозными цилиндрами, от каждого из которых усилие передается лишь на одну четырехосную тележку цистерны. Это сделано для упрощения конструкции, облегчения тормозной рычажной передачи, уменьшения силовых потерь в ней и повышения эффективности работы тормозной системы.

Тормозная рычажная передача всех грузовых вагонов приспособлена к использованию чугунных или композиционных тормозных колодок. В настоящее время все грузовые вагоны имеют композиционные колодки. При необходимости перехода с одного типа колодки на другой необходимо изменить лишь передаточное число тормозной рычажной передачи путем перестановки валиков затяжки и горизонтальных рычагов (в более близко расположенное к тормозному цилиндру отверстие при композиционных колодках и, наоборот, при чугунных колодках). Изменение передаточного числа связано с тем, что коэффициент трения у композиционной колодки примерно в 1,5-1,6 раза больше, чем у чугунных стандартных колодок.

В тормозной рычажной передаче четырехосного грузового вагона (рис. 7.12) горизонтальные рычаги 4 и 10 шарнирно соединены со штоком б и кронштейном 7 на задней крышке тормозного цилиндра, а также с тягой 2 и авторегулятором 3 и с тягой 77. Между собой они соединены затяжкой 5, отверстия 8 которой предназначены для установки валиков при композиционных колодках, а отверстия 9- при чугунных тормозных колодках.

Тяги 2 и 77 соединены с вертикальными рычагами 7 и 72, а рычаги 14 соединены с серьгами 13 мертвых точек на шкворневых балках тележек. Между собой вертикальные рычаги соединены распорками 75, а их промежуточные отверстия шарнирно соединеныс распорками 17 триангелей с тормозными башмаками и колодками, которые подвесками 16 соединены с кронштейнами боковых рам тележки. Предохранение от падения на путь деталей тормозной рычажной передачи обеспечивается специальными наконечниками 19 триангелей, расположенными над полками боковых рам тележки. Передаточное число тормозной рычажной передачи, например, четырехосного полувагона при плечах горизонтальных рычагов 195 и 305 мм и вертикальных рычагов 400 и 160 мм равно 8,95.

Тормозная рычажная передача восьмиосного вагона (рис. 7.13, а) в основном аналогична передаче четырехосного вагона, отличие состоит лишь в наличии параллельной передачи усилия на обе четырехосные тележки с каждой стороны через тягу 1 и балансир 2, а также укороченного на 100 мм верхнего плеча вертикальных рычагов.

В рычажной передаче шестиосного вагона (рис. 7.13,5) передача усилия от тормозного цилиндра на триангели в каждой тележке происходит не параллельно, а последовательно.

для студентов специальности «Вагоны»

по дисциплине «Вагоны (общий курс)»

к лабораторной работе № 11

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ГРУЗОВЫХ И ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Иркутск 2005

УДК 629.4.077

Составители: А.В. Паргачевский, ст. преподаватель;

Г.В. Ефимова, ст. преподаватель;

М.Н. Якушкина, ассистент

Кафедра вагонов и вагонного хозяйства

Рецензенты: П.А. Голец, начальник технического отдела службы вагонного хозяйства ВСЖД – филиала ОАО «РЖД»;

кандидат технических наук Г.С. Пугачёв, доцент кафедры вагонов и вагонного хозяйства.

Лабораторная работа № 11

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ГРУЗОВЫХ И ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Цель работы: Изучить: общее устройство тормозной системы вагона; расположение основных приборов автотормозного оборудования на грузовых и пассажирских ва­гонах; типы пневматических тормозов, их режимы торможения.

1. Краткие сведения из теории

Тормозное оборудование вагонов предназначено для создания и увеличения сил сопротивления движущемуся поезду. Силы, создающие искусственное сопротивление, называются тормозными силами .

Тормозные силы и силы сопротивления движению гасят кинетическую энергию движущегося поезда. Наиболее распространенным средством для получения тормозных сил является колодочный тормоз , при котором торможение осуществляется прижатием колодок к вращающимся колесам, благодаря чему возникают силы трения между колодкой и колесом.

На подвижном составе железных дорог применяются 5 типов тормозов: стояночные (ручные), пневматические, электропневматические, электрические и магнитно-рельсовые.

На грузовых вагонах общей сети МПС применяются пневматические тормоза. В систему пневматического тормоза входят: тормозная магистраль (М), которая расположена относительно продольной оси симметрии вагона (рис. 1). Тормозная магистраль крепится к кузову вагона в нескольких местах и у концевой балки рамы вагона она имеет концевые краны, соединительные рукава с головками (рис. 2). Тормозная магистраль каждого вагона, входящего в сформированный поезд, должна быть соединена при помощи соединительных рукавов между собой, а концевые краны открыты. Концевой кран хвостового вагона поезда должен быть перекрыт.

От тормозной магистрали на каждом вагоне имеются отводы через тройники к воздухораспределителю (ВР) и, в некоторых случаях, к стоп-кранам (рис. 1). Воздухораспределитель (ВР) и запасный резервуар (ЗР) крепятся к кронштейнам, установленным на раме вагонов, при помощи болтов. В основных типах вагонов воздухораспределитель и запасный резервуар расположены в средней части рамы. У некоторых типов грузовых специализированных вагонов воздухораспределитель и запасный резервуар устанавливаются в консольной части рамы вагона.

Воздухораспределитель соединен с тормозной магистралью (М), запасным резервуаром и тормозным цилиндром при помощи труб (рис. 3).

На трубе между тормозной магистралью (М) и воздухораспределителем (ВР) установлен разобщительный кран, который при неисправном автотормозе вагона должен быть перекрыт – рукоятка крана расположена поперек трубы.

Тормозной цилиндр крепится при помощи болтов к кронштейнам, установленным на раме вагона, и соединен с воздухораспределителем при помощи трубы (рис. 4).

При торможении усилие от штока тормозного цилиндра (ТЦ) передается через горизонтальные рычаги и затяжку горизонтальных рычагов к тягам, соединенным с тормозной рычажной передачей тележки.

На одной из тяг тормозной рычажной передачи устанавливается регулятор выхода штока, который по мере износа тормозных колодок уменьшает длину этой тяги и тем самым компенсирует увеличение зазоров между колодками и поверхностями катания колес.

Принципиальная схема тормозной рычажной передачи двухосной тележки грузового вагона представлена на рис. 5.

Для закрепления одиночно стоящего грузового вагона от самопроизвольного ухода, на нем имеется стояночный (ручной) тормоз, основные элементы которого представлены на рис. 6. Аналогичное устройство имеет стояночный тормоз пассажирских вагонов. Приведение в действие этих тормозов осуществляется вручную поворотом штурвала или рукоятки.

Кроме указанных узлов тормозное оборудование некоторых типов грузовых вагонов имеет авторежим – это прибор, обеспечивающий автоматическое регулирование давления воздуха в тормозном цилиндре в зависимости от загрузки вагона. Устанавливается между воздухораспределителем и тормозным цилиндром.

У некоторых типов пассажирских вагонов устанавливается противоюзное устройство, обеспечивающее автоматическое понижение давления в тормозном цилиндре для прекращения проскальзывания колесной пары при движении заторможенного вагона.