HXD机车基础制动装置

1、和谐机车基础制动装置2012年1月机车车辆研究所8/4/20221机车车辆研究所讲课内容：1、总体介绍2、制动盘介绍3、闸片介绍4、UP、UF型制动缸结构介绍5、UP型制动缸工作原理介绍6、UF制动缸工作原理介绍7、制动缸试验8、制动缸、夹钳的日常维护9、基础制动典型案例介绍8/4/20222机车车辆研究所HXD3 型六轴7200kW 机车对基础制动的要求基础制动采用盘型制动，轮盘制动装置由制动盘、制动缸、夹钳和合成闸片等组成。制动盘为整体夹嵌式。制动缸（包括带弹簧停车装置）应 ： 带有闸片间隙自动调整机构；其中 1、6 轴带弹簧停车装置。 制动闸片的更换必须简便； 保证单机在30坡道上安全停

2、放； 具有闸片间隙自动调整机构。8/4/20223机车车辆研究所制动缸： 数量直径 4203mm（1、6 轴） 8254 mm（2、3、4、5 轴）制动倍率 3.23（1、6 轴） 2（2、3、4、5 轴）基础制动装置传动效率（紧急制动时） （扣除缓解弹簧力）0.95 （含缓解弹簧力）0.85机车空气制动率（紧急制动时）： 23.34%停放制动率： 18%（能保证机车在30坡道上安全停放）闸片与制动盘单侧间隙 S： 单元缸(缸径：254mm)： S=1.752.0 复合缸(缸径：203mm)：S=1.42.05 8/4/20224机车车辆研究所 HXD1B、C机车基础制动装置组成 六轴机车：

3、单元缸和复合缸缸径相同，均为203mm 制动倍率：2.66 闸片与制动盘单侧间隙： S=1.692.48 8/4/20225机车车辆研究所名词解释1、制动倍率：将制动原力放大的倍数称为制动倍率。其表达式为：式中： 一个制动缸形成的闸瓦压力的总和（理论值），kN； F制动原力，kN。 制动倍率的大小取决于制动传动装置各杠杆的尺寸大小。制动倍率可表达为：制动倍率是基础制动装置的重要特性，它的数值与制动缸活塞行程及闸片与制动盘的间隙大小有关。8/4/20226机车车辆研究所2、制动传动效率：实际闸瓦压力与理论闸瓦压力的比值称为基础制动的传动效率，其表达式为： 一个制动缸所形成的实际总闸瓦压力，kN；

4、 根据制动倍率公式计算的一个制动缸所形成的总闸瓦压力，kN。 制动传动效率表征着制动原力的有效利用程度。8/4/20227机车车辆研究所3、制动率：指机车单位重量所获得的闸瓦压力。表达式为： 机车闸瓦总压力，kN； q机车总重量，kN。 制动率表征机车制动能力的大小，合理确定制动率对保证运行速度和行车安全具有重要意义。为了提高制动效果，通常希望采取较大的制动率，但是提高制动率受轮轨间黏着条件的限制。制动率可根据所选用的闸瓦材料的摩擦系数适当选取。8/4/20228机车车辆研究所HXD1C机车转向架1制动缸排列8/4/20229机车车辆研究所HXD1C机车转向架2制动缸排列8/4/202210机

5、车车辆研究所HXD3机车转向架1制动缸排列8/4/202211机车车辆研究所HXD3机车转向架2制动缸排列8/4/202212机车车辆研究所HXD3B机车转向架1制动缸排列8/4/202213机车车辆研究所和谐3B机车转向架2制动缸排列8/4/202214机车车辆研究所弹簧停车控制模块B401:BCCO2:MR3:BP、弹停风缸4:弹簧停车8/4/202215机车车辆研究所8/4/202216机车车辆研究所8/4/202217机车车辆研究所双脉冲电磁阀原理示意图C2得电，P通A，缓解C1得电，A通R(排气)，制动8/4/202218机车车辆研究所制动缸切除模块Z108/4/202219机车车辆

6、研究所8/4/202220机车车辆研究所2、制动盘介绍8/4/202221机车车辆研究所制动盘分类按材料分：铸铁、钢、铝合金、陶瓷等按加工方式分：铸造、锻造按安装方式分：轴装盘、轮装盘按结构分：整体式、分体式按安装车型分：动车盘、机车盘、客车盘、货车盘、地铁盘8/4/202222机车车辆研究所轴装制动盘8/4/202223机车车辆研究所轮装制动盘8/4/202224机车车辆研究所轮装制动盘8/4/202225机车车辆研究所制动盘8/4/202226机车车辆研究所制动盘的安装轮装制动盘出厂时应经过动平衡试验，剩余不平衡量标示在轮装制动盘外缘上；安装轮装制动盘时，应使其不平衡点与车轮的不平衡点错开

7、尽可能接近180；按规定的顺序紧固制动盘螺栓；8/4/202227机车车辆研究所制动盘螺栓的紧固顺序 1）按图示的顺序用规定力矩的一半紧固制动盘螺栓； 2）用规定力矩依次紧固制动盘螺栓；8/4/202228机车车辆研究所检查联接螺母检查 每次入库库检时，应查看螺母松动标志，看螺母是否松动，如果出现松动现象，必须认真检查，同时用扭矩扳手给予紧固，并作库检纪录存档。裂纹检查 根据制动盘裂纹分类及磨耗情况对制动盘提出不同的检修要求。磨耗检查 根据制动盘磨耗情况对制动盘提出不同的检修要求。其它检查。包括热斑、温升异常、沟槽划痕检查。8/4/202229机车车辆研究所制动盘裂纹类型及允许范围龟裂：对于温

8、度要求较高的制动盘来说，使用过程中在摩擦面上出现的很浅的散射状细微裂纹（所谓的发裂）。这些发裂对于运行没有什么影响，会在整个摩擦片上的任意位置出现。裂缝：是尚未从摩擦片的内径到达外径的裂纹。有两种不同类型的裂缝。包括a裂纹和b裂纹。贯穿裂纹：制动盘上从内径贯穿到外径或者贯穿到散热片的穿透裂纹不允许存在。必须立即更换，无法继续运行。8/4/202230机车车辆研究所制动盘裂纹类型龟裂 典型裂缝 典型贯通裂纹8/4/202231机车车辆研究所初裂纹长度计算8/4/202232机车车辆研究所a裂纹： 裂纹与摩擦片的内径和 / 或外径之间有 10 mm 的最小距离。b裂纹： 裂纹接触到摩擦片的内径或外

9、径，或者其间有不到 10 mm 的间距。 如果在一个位置上两个或多个裂纹 （不是发裂）之间的相互距离小于 7 mm，则将其看做组合裂纹，其 长度应按照距离最远的裂纹端头之间的距离计算。如果其中一个裂纹为类型 a，另一个为类型 b， 则该组合裂纹应被看做类型 b。 8/4/202233机车车辆研究所若裂纹长度为： a 80 mm b 60 mm 裂纹允许存在，摩擦面可能有多个随机排布的裂纹。若裂纹长度为： 80 mm a 100 mm 60 mm b 100 mm b 80 mm 裂纹不允许存在。有不允许出现的裂纹的摩擦片须尽快更换。制动盘上从内径贯穿到外径或者贯穿到散热片的穿透裂纹不允许存在。

10、有此类裂纹的制动盘必须 立刻更换。无法继续运行。8/4/202234机车车辆研究所磨损检查凹面及倾斜磨损检查8/4/202235机车车辆研究所磨损检查凹面磨损H 倾斜磨损S 采用合成闸片：凹面磨损H2mm最大 倾斜磨损S2mm最大两摩擦环厚度之差最大2mm 旋修制动盘：当制动盘盘面过度磨耗，且凹形磨耗超 过5mm时，不能再加工的制动盘，必须更换新盘。 8/4/202236机车车辆研究所热斑检查造成制动盘上热斑的原因是：在接触区温度快速上升，但散热不充分。必须查找到造成问题的原因，并采取适当措施。可能出现以下症状：1）制动闸片磨耗不均匀；2）闸片有缺陷（比如由于过热），应更换新闸片；3）闸片材料

11、不匹配，应安装指定闸片；4）制动控制器系统故障，应调试和修复制动控制器；5）安装误差不符合制动盘装配图规定值，应继续跟踪问题并解决之；6）无闸片制动。8/4/202237机车车辆研究所温升异常检查造成温升异常可能原因：造成制动盘上热斑的原因是在接触区温度快速上升，但散热不充分。症状可能表现为： 1）闸片偏磨； 2）闸片掉块； 3）磨耗到限； 4）闸片材料不匹配； 5）制动控制异常； 6）制动盘安装未按技术条件如跳动值超限，施加制动时打颤 。8/4/202238机车车辆研究所制动盘沟槽及划痕检查造成制动盘沟槽及划痕的可能原因：1）闸片摩擦块有局部硬质点2）闸片处在磨合期，局部受力3）闸片摩擦块表

12、面有沙粒8/4/202239机车车辆研究所制动盘造成划伤的原因1.可能有硬物与制动盘盘面接触造成划伤. 2.制动盘与闸片之间有异物造成划伤. 8/4/202240机车车辆研究所制动盘表面裂纹与划伤的判定方法1：目视检查、打磨方法2：渗透探伤或磁粉探伤8/4/202241机车车辆研究所目视检查、打磨判定步骤如下：2.对问题部分底部用百洁布或300500号砂纸打磨清洁。1.首先将制动盘上疑似裂纹位置摆放在方便处理的位置。3.观察打磨后底部情况，对它进行判定。8/4/202242机车车辆研究所打磨前打磨前打磨后百洁布8/4/202243机车车辆研究所制动盘划伤与裂纹的判定1.机车制动盘的划痕经过打磨

13、清洁后底部呈圆滑状，为 金属颜色，无其它痕迹，即为划伤。2.如打磨清洁后，底部发丝纹路清晰可见，此种情况为裂纹。8/4/202244机车车辆研究所渗透探伤，判定步骤如下：1.1对问题部分进行打磨清洁。（图1）1.2渗透探伤.（图2）1.3对其进行判定8/4/202245机车车辆研究所图1清洁对疑似裂纹表面进行打磨清洁8/4/202246机车车辆研究所渗透探伤疑似裂纹处检测结果是划伤，制动盘表面无红线显示，如显示红线，则为裂纹。8/4/202247机车车辆研究所磁粉探伤 步骤如下：2.1对问题部分进行打磨清洁。（图1）2.2磁粉探伤。（图2）2.3对其进行判定。8/4/202248机车车辆研究所

14、图1清洁对疑似裂纹表面进行打磨清洁8/4/202249机车车辆研究所磁粉探伤便携式磁粉探伤机磁粉探伤检测图2如果是划伤，磁粉不堆积。裂纹会形成漏磁场，磁粉会堆积在裂纹处。8/4/202250机车车辆研究所3、闸片介绍闸片通常有如下种类： - UIC闸片：燕尾-接口的有机材料闸片（目前机车上使用的闸片） - KRS闸片：燕尾-接口，KRS形有机材料闸片（KRS=圆弓形） - 烧结闸片：燕尾-接口的烧结材料闸片 - 等压垫片：相同接触压力加入特殊安装垫元素的KRS形有机材料闸片。闸片可以是一整片，也可能是由两半片组成。有带有沟槽的闸片，也有没有沟槽的闸片，沟槽可以降低湿度对摩擦特性的影响。8/4/

15、202251机车车辆研究所对机车闸片的要求制动闸片满足UIC 标准面积400cm2闸片的材料： 合成闸片闸片的平均摩擦系数： 0.35闸片密度 2.35g/cm3闸片温度限值 350轮盘温度限值 3508/4/202252机车车辆研究所闸片或半闸片必须有同种类的沟槽，不同沟槽的一对闸片是不允许的。在闸片托内，闸片沿纵向（如：燕尾接口视图方向）允许有非常小的运动（0.20mm2.35mm）。当闸片被锁闭时，闸片必须充分靠在闸片托沟槽的底座上。制动夹钳上更换闸片时，一侧到另一侧的厚度之差不超过2mm。（指夹钳两侧）同一闸片托不能安装不同厚度的闸片。经摩擦后的闸片剩余厚度的测量方法应该是从闸片背面到

16、闸片摩擦表面的最薄处计算的。 闸片更换周期，是用户根据实际经验来确定的，建议对闸片要进行一周一次的目测检查。建议：更换闸片时，夹钳两侧的闸片同时更换，且是同一批次的闸片。8/4/202253机车车辆研究所8/4/202254机车车辆研究所8/4/202255机车车辆研究所4、单元缸制动结构介绍制动夹钳单元（UP型制动缸） 制动缸 制动杠杆 吊杆吊杆 闸片托8/4/202256机车车辆研究所复合制动缸（UF型制动缸）8/4/202257机车车辆研究所8/4/202258机车车辆研究所单元制动缸（UP制动缸）技术特点缸体是一个铝制金属模铸件，活塞工作表面光滑，接触均匀，耐磨性能良好。活塞皮碗耐低温

17、，且韧性好。即使在缓解位，间隙调整器也被齿形离合器（Z）牢靠地锁定，因此运行时的振动和摇晃对间隙调整器不会造成影响。制动缸具有防水功能。制动缸非加载气室通过呼吸堵与大气相通。间隙自动调整丝杠复位简单8/4/202259机车车辆研究所单元制动缸（UP制动缸）结构特点由三个功能部件组成：传力部件。间隙调整装置。丝杠复位结构。8/4/202260机车车辆研究所复合制动缸（UF制动缸）技术特点正常情况下停放缸可以由压缩空气来缓解，紧急情况下可以手动快速缓解。只有施加最小的缓解压力后，被手动缓解的弹簧停车制动器才会自动恢复。弹簧停放制动缸受气动控制，列车的停放制动可以由司机室来集中控制。作用在制动盘上的

18、弹簧停放制动力是通过具有自动间隙调整装置的常用制动缸来施加的，故其输出的停放制动力是固定不变的。在常用制动失效时增加了安全保障。紧急情况下，列车可以通过集中控制弹簧停放制动缸来进行制动。8/4/202261机车车辆研究所复合制动缸（UF制动缸）结构特点制动缸包括以下的组件带间隙调整器的常用制动缸（间隙调整机构N）和丝杠复位机构。弹簧停放制动缸辅助缓解机构8/4/202262机车车辆研究所常用制动缸 常用制动缸由中间体、复原弹簧、制动缸体、活塞、丝杠和间隙调整器N组成。 活塞力作用在丝杠上，通过间隙调整器上的部件，从连接杆传给制动夹钳机构。间隙调整器自动补偿由于磨耗而产生的闸片间隙，并将其调整到已经设定的作用行程。丝杠复位机构R能使因间隙调整而伸出的丝杠复位。弹簧停放制动缸 弹簧停放制动缸由停放缸体、活塞和主弹簧等组成。 主弹簧的力通过活塞、停放丝杠和套筒螺母作用在楔形体上，再通过常用制动缸传递到制动夹钳机构。8/4/202263机车车辆研究所辅助缓解机构 辅助缓解机构装在弹簧停放制动缸上，并手动操作。当停放制动缸产生停放制动作用后，如没有缓解所需压力（F处压力），可使用该装置实施手动缓解。 辅助缓解可以使主弹簧展开，直到将活塞推到停放缸体的底部，使弹簧力不再通过停放丝杠作用到楔形体上。8/4/202264机车车辆研究所U系列的制动缸设计