какие типы тормозных колодок применяются на подвижном составе

Какие типы тормозных колодок применяются на подвижном составе

ПРОЕКТЫ ГРУППЫ КОМПАНИЙ
«Регионального Центра Инновационных Технологий»
Тормозная система подвижного состава РЖД.

Для остановки поезда при движении его на прямом горизонтальном участке пути достаточно просто выключить тяговые двигатели локомотива (перевести гидропередачу в режим холостого хода), и через определенный промежуток времени поезд остановится благодаря естественным силам сопротивления движению поезда. Однако, в этом случае, за счет силы инерции поезд пройдет значительное расстояние, прежде чем остановиться. Для сокращения этого расстояния необходимо искусственно увеличить силы сопротивления движению поезда.
Устройства, применяемые в поездах для искусственного увеличения сил сопротивления движению, называются тормозными устройствами (тормозами), а силы, создающие искусственное сопротивление, — 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. При трении колодок о колеса происходит разрушение мельчайших выступов поверхности, а также молекулярное взаимодействие микронеровностей контактирующих поверхностей. Трение тормозных колодок можно рассматривать как процесс превращения механической работы сил трения в тепло.

* Величина тормозного пути (м), приходящаяся на 1км/ч максимальной скорости поезда.

ХАРАКТЕРИСТИКА ТОРМОЗОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА
Пневматические тормоза имеют однопроводную магистраль (воздухопровод), проложенную вдоль каждого локомотива и вагона для дистанционного управления воздухораспределителями с целью зарядки запасных резервуаров, наполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом при торможении и сообщения их с атмосферой при отпуске.
Применяемые на подвижном составе пневматические тормоза разделяются на автоматические и неавтоматические, а также на пассажирские (с быстрыми тормозными процессами) и грузовые (с замедленными процессами).
1. Автоматическими называются такие тормоза, в которых при разрыве тормозной магистрали или открытии стоп-крана любого вагона происходит торможение. Автоматические тормоза приходят в действие (срабатывают на торможение) вследствие снижения давления в магистрали, а при повышении давления в магистрали производят отпуск тормозов.
2. Неавтоматическими называются такие тормоза, в которых при разрыве тормозной магистрали происходит отпуск. Неавтоматические тормоза приходят в действие (срабатывают на торможение) при повышении давления в трубопроводе, а при выпуске воздуха из трубопровода производят отпуск.

Работа автоматических тормозов разделяется на следующие три процесса:
1. Зарядка — воздухопровод (магистраль) и запасные резервуары под каждой единицей подвижного состава заполняются сжатым воздухом;
2. Торможение — производится снижение давления воздуха в магистрали вагона или всего поезда для приведения в действие воздухораспределителей, и воздух из запасных резервуаров поступает в тормозные цилиндры; последние приводят в действие рычажную тормозную передачу, которая прижимает колодки к колесам;
3. Отпуск — давление в магистрали повышается, вследствие чего воздухораспределители выпускают воздух из тормозных цилиндров в атмосферу, одновременно производят подзарядку запасных резервуаров, сообщая их с тормозной магистралью.

Электропневматические тормоза.
Электропневматическими называются пневматические тормоза, управляемые при помощи электрического тока.
Электропневматический тормоз прямодействующего типа с разрядкой и без разрядки тормозной магистрали, применяется на пассажирских, электро- и дизель-поездах. В этом тормозе наполнение цилиндров при торможении и выпуск воздуха из них при отпуске осуществляются независимо от изменения давления в магистрали, т. е. аналогично прямодействующему пневматическому тормозу.
Электропневматический тормоз автоматического типа с питательной и тормозной магистралями и с разрядкой тормозной магистрали при торможении применяется на некоторых дорогах Западной Европы и США.
В этих тормозах торможение осуществляется путем разрядки тормозной магистрали каждого вагона через электровентили в атмосферу, а отпуск — сообщением ее через другие электровентили с дополнительной питательной магистралью. Процессами наполнения и опоражнения тормозного цилиндра управляет обычный воздухораспределитель, как и при автоматическом пневматическом тормозе.

Классификация тормозного оборудования.

Тормозное оборудование подвижного состава разделяется на :
1. П невматическое, приборы которого работают под давлением сжатого воздуха, и
2. М еханическое (тормозная рычажная передача).
Пневматическое тормозное оборудование по своему назначению делится на следующие группы:
1. П риборы питания тормоза сжатым воздухом;
2. П риборы управления тормозами;
3. П риборы, осуществляющие торможение;
4. В оздухопровод и арматура тормоза.

1. К приборам питания тормозов сжатым воздухом относятся:
1.1. Компрессоры;
1.2. Предохранительные клапана;
1.3. Регуляторы давления;
1.4. Маслоотделители;
1.5. Главные резервуары;
1.6. Воздухоохладители.

2. К приборам управления тормозами относятся:
2.1. Краны машиниста;
2.2. Краны вспомогательного тормоза;
2.3. Устройства блокировки тормоза;
2.4. Краны двойной тяги;
2.5. Клапаны автостопа;
2.6. Сигнализаторы отпуска;
2.7. Датчики контроля состояния тормозной магистрали;
2.8. Манометры.

3. В группу приборов осуществляющих торможение входят:
3.1. Воздухораспределители;
3.2. Авторежимы;
3.3. Запасные резервуары;
3.4. Тормозные цилиндры.

4. К воздухопроводу и арматуре относятся:
4.1. Трубопроводы магистралей;
4.2. Краны;
4.3. Соединительные рукава;
4.4. Масло и влагоотделители;
4.5. Фильтры и пылеловки.

При оборудовании подвижного состава электропневматическими тормозами к приборам питания добавляется источник электрической энергии (статический преобразователь, аккумуляторные батареи, электрические цепи управления и контроля и др.), а к приборам управления — контроллер, блок управления и др. Соответственно добавляется и арматура: ура: клеммные коробки, соединительные рукава с электроконтактом, сигнальные лампы и др.
Отдельные серии локомотивов (ЧС2, ЧС4, ЧС2Т, ЧС4Т) и вагоны (РТ200, габарита РИЦ и др.) дополнительно оборудованы приборами скоростного регулирования и приборами противоюзного устройства.
В связи с постоянным совершенствованием в процессе эксплуатации тормозного оборудования его схемы для одной и той же серии могут иметь свои особенности. Принципиальное отличие схем тормозного оборудования локомотивов и вагонов заключается в том, что на локомотивах применяются все приборы тормозного оборудования (питания, управления, торможения и др.), а на вагонах — только приборы, осуществляющие торможение. Тормозное оборудование грузовых вагонов.
Тормозное оборудование грузовых вагонов может быть выполнено как с авторежимом, так и без него.
Двухкамерный резервуар 7 прикреплен к раме вагона и соединен с пылеловкой, запасным резервуаром 4 объемом 78 л и тормозным цилиндром 10 через авторежим 2 усл. № 265-002. К резервуару 5 прикреплены магистральная 6 и главная 8 части воздухораспределителя.

Приборы питания тормозов сжатым воздухом

Применяемые на подвижном составе железных дорог компрессоры разделяют:
1. По числу цилиндров:
1.1. Одноцилиндровые,
1.2. Двухцилиндровые,
1.3. Трехцилиндровые;
2. По расположению цилиндров:
2.1. Горизонтальные,
2.2. Вертикальные,
2.3. W-образные,
2.4. V-образные;
3. По числу ступеней сжатия:
3.1. Одноступенчатые,
3.2. Двухступенчатые;
4. По типу привода:
4.1. С приводом от электродвигателя,
4.2. С приводом от дизеля.

Источник

Тормозные колодки. Особенности и перспективы их совершенствования

Тормозные колодки (накладки) являются важнейшим элементом механической части тормоза. От них зависит эффективность торможения и это вызывает ряд серьезных требований к их качеству и характеристикам:

Тормозные колодки разделяют на категории по типу материала, из которого они сделаны, и форме исполнения. В соответствии с первой в нашей стране выпускаются три вида колодок: чугунные стандартные, композиционные и чугунные с повышенным содержанием фосфора (фосфористые), а в соответствии со второй: безгребневые, гребневые и секционные. Кроме того, в дисковых тормозах используются специальные накладки из чугуна.

Чугунные стандартные колодки применяют на пассажирских вагонах, обращающихся со скоростями до 120 км/ч, и локомотивах. К достоинствам этих фрикционных элементов относятся хороший отвод выделяющегося при торможении тепла и отсутствие влияния влаги на коэффициент трения. В то же время такие колодки имеют существенно нестабильный, коэффициент трения, снижающийся с ростом скорости. Это, в частности, приводит к необходимости применения на скоростном подвижном составе регуляторов сил нажатия колодок в зависимости от скорости движения. Кроме того, чугунные колодки быстро изнашиваются, что требует большого объема работ по замене и регулировке рычажных передач.

Композиционные тормозные колодки применяют на всех грузовых, а также на пассажирских вагонах, которые эксплуатируются при скоростях более 120 км/ч. Их изготавливают по определенной технологии из асбокаучуковых материалов с добавлением барида, сажи и вулканизирующего состава методом напрессовки на металлический каркас. Они в 3-5 раз более износостойки, чем чугунные, что соответственно снижает объем работ по замене и регулировке рычажных передач, и обладают повышенными стабильностью и величиной коэффициента трения относительно скорости движения. Это увеличивает тормозную эффективность поездов, облегчает ТРП и уменьшает расход сжатого воздуха, затраченного на торможение благодаря пониженным усилиям, развивающимся в ней, улучшает управляемость поездов и неистощимость их тормозных систем.

К недостаткам этих колодок относятся плохой отвод тепла и, как следствие, неблагоприятные температурные режимы на поверхности катания колес, вызывающие их повреждения в виде наваров, сдвигов металла, микротрещин и т. д. Их не применяют на бандажных (локомотивных) колесах по причине перегрева, ослабления и возможного сползания бандажа. Кроме этого, при увлажнении, особенно в зимний период из-за метелей и снегопадов, композиционные колодки увлажняются и обледеневают, что требует периодического включения тормозов для их просушивания.

Чугунные колодки с повышенным содержанием фосфора (до 1,5 %) на 25-30% более износостойки, чем стандартные, обладают более высоким и стабильным коэффициентом трения, но искрят при торможении. По этой причине их не применяют на подвижном составе с деревянными конструкциями и используют в основном на электропоездах.

Гребневые колодки применяют на локомотивах в том случае, если их из-за тягового оборудования невозможно соединить попарно триангелями или тормозными балками. Поскольку поверхность катания колес имеет конусообразный вид и при нажатии на колодку кроме нормальной возникает боковая сила, ее удерживают от сползания с помощью специального фигурного паза, который ложится на гребень колеса. Общий вид рассмотренных тормозных колодок и способы их крепления приведены на рис. 3.1-3.6.

Что касается характеристик тормозных колодок, то их целесообразно анализировать по крайней мере с двух позиций. Согласно первой коэффициенты трения тормозных колодок и сцепления колес с рельсами для наилучшего использования последнего без установки специальных регулирующих устройств должны изменяться одинаково во всем диапазоне скоростей движения.

Согласно второй позиции идеальной зависимостью коэффициента трения для перспективной тормозной колодки от скорости движения должна быть квадратичная, соответствующая аналогичному росту кинетической энергии. Это позволяет обеспечить безопасную эксплуатацию подвижного состава при любых скоростях движения и на любых уклонах.

В соответствии с равенством (2.12) и выражениями (2.13), (2.14) получены формулы [13], позволяющие рассчитать оптимальные для первого случая зависимости коэффициентов трения

На рис. 3.10 показаны зависимости, описываемые приведенными выражениями. Анализируя их, можно отметить, что оба применяемых типа колодок не обеспечивают повышенной реализации наилучшего использования сцепления с противоюзными устройствами сцепления при неизменном нажатии во всем диапазоне скоростей. Рост последних приводит к неоптимальному завышению коэффициента трения для композиционных и чрезмерному занижению его для чугунных колодок.

Для перспективных пассажирских вагонов с учетом их оборудования противоюзньгми устройствами также найдена расчетная зависимость коэффициента трения от скорости V (рис. 3.10, кривая 4), оптимизирующая процесс торможения. Она позволяет при небольшом уменьшении сцепления предотвратить вход колес в юз и обеспечить тем самым высокую степень использования сцепления фкр =036-0,00005К. (3.18)

Для второго варианта на рис. 3.11 показаны зависимости тормозных сил Вт реализуемые колесной парой при неизменном нажатии чугунных, композиционных и идеальных тормозных колодок (кривые 1*, 1 и 2 соответственно). Кривая 3 определяет скатывающую силу уклона 1> (произведение нагрузки на величину спуска).

Анализ этих зависимостей показывает, что при скоростях более 80 км/ч чугунные тормозные колодки (кривая 1*) не в состоянии снижать скорость подвижного состава на данном спуске, что приводит к так называемому разносному торможению. Композиционные колодки (кривая 1) обеспечивают большую эффективность, чем чугунные, и позволяют работать на более крутых спусках и с повышенными скоростями, но при определенных условиях также не гарантируют остановку.

В то же время перспективные тормозные колодки с идеализированными фрикционными свойствами увеличивают тормозную силу (кривая 2) с ростом скорости, что обеспечивает устойчивое торможение в любых ситуациях. Если тормозная сила становится чрезмерно большой и нарушается условие безъюзового торможения, то скорость колеса снижается, приводя к ее уменьшению и выходу из юза.

Подобной характеристикой (или близкой к ней) обладали деревянные тормозные колодки, испытания которых в 1930-е г. проводил Б.Л. Карвацкий [3]. Из-за низкой механической прочности и склонности с самовозгоранию на подвижном составе в настоящее время их не применяют. Учитывая то обстоятельство, что в ближайшее время создание колодок с указанными выше параметрами проблематично, скоростная нестабильность фрикционных материалов должна компенсироваться соответствующими устройствами, позволяющими изменять силу нажатия, например, специальным или встроенным в противоюзное устройство регулятором.

Кроме фрикционных свойств тормозных колодок, очень важными являются процессы их износа и тепловые режимы (будут рассмотрены в п. 7.3). Износ колодок в условиях эксплуатации существенно зависит от силы их нажатия, материала, вида и длительности торможения, регулировки рычажной передачи, положения колодки относительно поверхности катания колеса как в тормозном, так и в отпущенном состояниях и ряда других факторов. При этом величину износа за одно торможение АН можно рассчитать для чугунных колодок по следующей формуле [14]

V- средняя скорость движения, м/с;

Критическое время непрерывного торможения ^ после которого наступает катастрофически быстрый износ чугунных тормозных колодок, определяется выражением [14]

Основываясь на приведенных выше формулах, можно оценить износ чугунных колодок, например, при следовании поезда со скоростями 40 и 50 км/ч по затяжному спуску крутизной 25 %о и длиной 20 км с нагрузкой на колесо 100 кН [14]. Расчеты показывают, что износ колодки при этих условиях составит соответственно 9,8 мм и 14,7 мм, а критическое время непрерывного торможения 3220 с и 2053 с (соответственно 53,7 мин и 34,2 мин).

Композиционные тормозные колодки имеют другие закономерности износа, при которых благодаря физико-механическим свойствам материала, в эксплуатации не достигаются условия катастрофического износа.

Минимальная толщина чугунных тормозных колодок на вагонах (но не менее 0,012 м) соответственно для равнинных и горных профилей с затяжными крутыми спусками рассчитывается по следующим формулам [14]

— сумма произведений длин участков пути в километрах на их уклон в тысячных.

Износ чугунных тормозных колодок по толщине (м) на протяженном участке с затяжными спусками можно определить по формуле [14]

по которым следует поезд, на величину спуска.

Минимальная толщина композиционных тормозных колодок составляет 0,014 м и в связи с их большей износостойкостью, чем чугунных, обеспечивает нормальную работу тормоза при любых плечах.

В последние годы стали появляться экспериментальные колодки с включением керамики, бронзы и других материалов, однако они пока не вышли в серийную эксплуатацию. Дальнейшее совершенствование тормозных колодок будет происходить в направлении улучшения их теплопередающих свойств и стабильности характеристик трения, понижения износа и совершенствования ряда других качеств в соответствии с приведенными в начале этого раздела требованиями.

Источник

Комплектующие подвижного состава. Колодки тормозные, чугунные.

15 лет порядочной работы. Ваше спокойствие за результат

Железная дорога является зоной повышенной опасности, поэтому к скорости и длине тормозного пути особые требования. Эти показатели на прямую зависят от качества такого элемента тормозного механизма, как колодки. Качество их строго регламентируется с учетом места эксплуатации. Колодки имеют дугообразную форму Внутренний радиус тормозной колодки повторяет внешний радиус колеса, т.к. ее основное назначение это зажим колеса во время движения подвижного состава и, таким способом совершить торможение. Принцип действия очень простой, но так как речь идет о многотонных составах, требование к качеству этого элемента очень высокое. Сегодня существует три вида железнодорожных тормозных колодок:

Колодки чугунные стандартные.

Фото колодки чугунной стандартной

Размеры 380х80х85 (мм)

Плотность чугуна: 7,2 г/см3

колодки чугунные тип С применяются на железнодорожном транспорте, как запасные части для вагонов железных дорог колеи 1520 (1534) мм.

Применяют на пассажирских вагонах, обращающихся со скоростями до 120 км/ч, и локомотивах магистральных железных дорог колеи 1520 мм.

Фото колодки композиционной

Имеют сложную многослойную структуру с участием асбокаучуковых материалов с добавлением барита, сажи и вулканизирующего состава методом напрессовки на металлический каркас. Их износостойкость превышает стандартные в 3-5 раз. Благодаря таким высоким качествам их используют в особо ответственных грузовых и пассажирских составах, которые эксплуатируют при скорости более 120 км/ч Композиционные колодки подразделяются на три модификации:

Колодки чугунные с повышенным содержанием фосфора.

Фото фосфористой колодки

Фосфористые тормозные колодки за счет повышенного содержания фосфора более прочные, чем обычные чугунные, имеют стабильный коэффициент трения от скорости движения и более предсказуемы в экстремальных ситуациях.

При изготовлении колодок соблюдаются требования ГОСТ (см. таблицу №1) и соответствие сертификату качества «Регистрация Сертификации на федеральном железнодорожном транспорте» («РС ФЖТ»), свидетельствующий о соответствии нормам безопасности, установленным НБ ЖТ ТМ 02-98.

Как отследить исправность тормозных колодок.

Наш принцип работы: Порядочность на первом месте!

Описание этого принципа и выгод для Вас от сотрудничества с нашей компании подробно представлено здесь в разделе о компании.

Звоните и заказывайте по указанным ниже телефонам:

Москва: 8(499)322-02-04,
Казань: 8(843)212-20-29,
Федеральный: 8-800-500-00-51,
Зеленодольск: 8(84371)5-91-02,
8 95-20-4756-20, 8 987-00-454-13,
e-mail: promputsnab@yandex.ru
Заявки через сайт направляйте КРУГЛОСУТОЧНО.
Прямой телефон отдела контроля качества: 8(843)212-20-29, доб.121.

Наши девушки ждут Вашего звонка и мы сделаем все возможное чтобы Вы остались довольны!

Источник