Тормозное оборудование

Вагоны метрополитена оборудованы автоматическим (пневматическим) и ручным тормозами. От состояния тормозного оборудования и умения машиниста управлять им зависит безопасность движения поездов.

К тормозному оборудованию относятся тормозные колодки, рычажно-тормозные передачи и их привод. На каждой тележке вагона имеется четыре узла рычажно-тормозной передачи, действующих от пневматического или ручного привода на каждое колесо вагона и обеспечивающих двустороннее нажатие колодок на бандажи колес.

Рычажно-тормозная передача. Она служит для передачи усилия от пневматического или ручного привода к тормозным колодкам.

Узел рычажно-тормозной передачи (рис. 28) состоит из тормозного цилиндра 11, установленного в торце продольной балки рамы тележки, концевого рычага 8 с тормозной колодкой 5, среднего рычага 2 с такой же колодкой, двух параллельных тяг 4 (наружной и внутренней), отмораживающего устройства 9, фиксатора 7 положения тормозных колодок.

Концевой рычаг 8, не имеющий мертвой точки, подвешивают к раме тележки на подвеске 6 с помощью валика, который одновременно соединяет рычаг с башмаком тормозной колодки. Рычаг в верхней части имеет два отверстия: нижнее служит для соединения со штоком тормозного цилиндра, а верхнее - для присоединения к тяге ручного тормоза.

Средний рычаг 2 в верхней части имеет отверстие под валик, на котором рычаг подвешивают на раме тележки. С башмаком тормозной колодки средний рычаг соединен так же, как концевой.

В целях ограничения бокового перемещения средних тормозных колодок при торможении предусмотрен стабилизатор 3, который представляет собой подпружиненный упор, имеющий сферическую опорную поверхность.

Как средний, так и концевой рычаги установлены по отношению к колесу с некоторым наклоном, поэтому при отпуске тормозов колодки от колес сами не отходят. Для оттяжки колодок от колес устанавливают оттормаживающее устройство 9

Рис. 28. Узел рычажно-тормозной передачи

Затяжки рычажной передачи (параллельные тяги 4) имеют предохранительное устройство, предотвращающее их падение на путь в случае обрыва.

Все детали рычажно-тормозной передачи стальные, за исключением тормозных колодок.

Рычажно-тормозная передача с пневматическим приводом действует следующим образом. Под действием сжатого воздуха шток выходит из тормозного цилиндра 11 и давит на верхнее плечо концевого рычага 8, Рычаг начинает поворачиваться на нижнем шарнире (мертвая точка). Движение рычага будет происходить до тех пор, пока тормозная колодка 5 не подойдет к колесу, после чего мертвая точка из нижнего шарнира перейдет в шарнир подвески тормозной колодки (валик). При дальнейшем движении верхнего плеча рычага в том же направлении нижнее его плечо начнет перемещаться в обратном направлении вместе с параллельными тягами, которые приведут в движение средний рычаг 2 (мертвая точка для него находится в точке подвеса). В результате подойдет к колесу вторая тормозная колодка. В дальнейшем произойдет нажатие обеих колодок на колесо с силой, соответствующей усилию на штоке тормозного цилиндра, умноженному на передаточное число рычажной передачи (см. ниже).

После прекращения торможения и выхода воздуха из тормозного цилиндра тормозные колодки отходят от колес под действием оттормаживающего устройства 9. При торможении оттормажи-вающая пружина натягивается, что при отпуске тормозов приводит к отводу тормозных колодок от колес и установке их в исходное положение. Концевой рычаг 8 также становится в исходное положение под действием возвратной пружины.

Рычажно-тормозная передача характеризуется передаточным числом, которое показывает, во сколько раз суммарное нажатие тормозных колодок узла больше усилия на штоке тормозного цилиндра или во сколько раз выход штока тормозного цилиндра больше среднего зазора между одной колодкой и колесом. Передаточное число зависит от соотношения длин плеч рычагов, составляющих рычажно-тормозную передачу. Передаточное число одного узла (от тормозного цилиндра к двум колодкам) составляет 6,56.

Согласно существующим нормам выход штоков тормозных цилиндров при установленных зазорах между тормозной колодкой и бандажом, должен быть не более 55 мм, а следовательно, средний зазор между колодкой и колесом 55:6,56 = 8 мм.

По мере износа тормозных колодок зазоры между колодками и колесами, а также выход штока тормозных цилиндров увеличиваются; при предельно допустимых размерах осуществляют регулировку передачи для каждого узла в отдельности. При этом учиты вают диаметры колес, уменьшение которых требует соответственного приближения "к ним тормозных колодок. Это означает, что регулировка фактически сводится к изменению (уменьшению) рабочей длины тяг, соединяющих рычаги друг с другом.

Выход штока регулируют, переставляя валик концевого рычага во второе отверстие нижних параллельных тяг в зависимости от диаметра колес. Регулировку зазоров между поверхностью катания колеса и тормозными колодками производят с помощью втулки 10 (см. рис. 28) для концевых колодок и винта 1 для средних. (Один оборот при затяжке регулировочного винта уменьшает выход штока тормозного цилиндра на 6-7 мм.)

Тормозные колодки. Первые вагоны метрополитена были оборудованы обычными чугунными тормозными колодками. Эти колодки оказались непригодными для условий метрополитена, так как образующаяся при их истирании в большом количестве металлическая пыль приводила к порче тягового оборудования, нарушению работы устройств СЦБ и связи. С 1938 г. на вагонах метрополитена применяют колодки из фрикционного материала. Их изготовляют из фрикционной массы, состоящей из асбеста, каучука, железного сурика, окиси цинка и других составляющих. Колодки вагонов гребневые, т. е. имеют дополнительную боковую часть для обхвата гребня бандажа, что препятствует сползанию колодки по его конусной части. Толщина новых колодок в средней части 40- 44 мм, допускается их износ до толщины не менее 12 мм, после чего остатки массы выжигают в печах, а на металлическую арматуру - башмак - напрессовывают новую колодку.

Коэффициент трения тормозных колодок - 0,4 (у чугунных в 3 раза меньше). Однако он снижается при нагреве колодок, а также в сырую погоду на открытых участках линии. Недостатком фрикционных колодок является также их низкая теплопроводность. По этой причине на поверхности катания образуется сетка трещин термического происхождения.

Фиксаторы положения тормозных колодок. Для того чтобы колодки не перекашивались и не работали одним концом, а располагались концентрично по окружности бандажа, применяют фиксаторы 7 (см. рис. 28).

Положение колодок регулируют при порожнем вагоне. Колодки располагают не параллельно окружности колеса, а учитывают предстоящее опускание тормозной системы вместе с рамой тележки под нагрузкой. Для этого зазор между верхним краем колодки и колесом должен составлять 10-12 мм, а между нижним краем колодки и колесом 3-5 мм.

Ручной тормоз. Помимо пневматического привода рьгчажно-тор-мозная передача снабжена ручным приводом, которым пользуются при длительной стоянке поезда.

Ручной (стояночный) тормоз (рис. 29) состоит из колонки, установленной в кабине машиниста с левой стороны, и системы расположенных на кузове рычагов и тяг, связывающих колонку с рычажной передачей тележки. Ручной тормоз действует на тормозные колодки только одной (левой) стороны вагона.

Рис. 29. Колонка ручного тормоза (а) и рычажно-тормозная передача (б) вагона Е

Колонка ручного тормоза состоит из маховика с рукояткой 1, который через коническую пару шестерен передает вращение винту 2. По винту поступательно вверх и вниз перемещается гайка 3, связанная тягами 4 с кривым рычагом 5 под рамой кузова. При вращении маховика по часовой стрелке этот рычаг поворачивается вокруг своей оси, вызывая перемещение тяги 6 с регулировочной муфтой 8. От тяги 6 через большой и малый горизонтальные рычаги усилие передается на наклонные тяги 7, а затем на концевые вертикальные рычаги 11 обоих узлов тормозной рычажной передачи одной стороны тележки.

Наклонные тяги действуют на тормозные колодки так же, как при пневматическом торможении шток поршня.

При вращении маховика против часовой стрелки происходит отпуск ручного тормоза.

Точно так же устроена передача к двум левым узлам тормоза второй тележки, а связь между ними осуществлена длинной тягой, составленной из трех частей, скрепленных болтами.

Регулировку рычажной передачи ручного тормоза осуществляют вращением регулировочной муфты 8, расположенной на тяге 6, идущей от кривого рычага. После окончания регулировки муфту закрепляют гайкой 9 со шплинтом. Длину наклонных тяг, идущих к рычагам тележки, регулируют, вращая головку каретки 10, расположенной у короткого горизонтального рычага.

Общее передаточное число ручного тормоза от рукоятки маховика до тормозных колодок, включая передаточное число рычажной передачи тележек, составляет 1000, поэтому при торможении вагона ручным тормозом обеспечивается такое же нажатие тормозных колодок на бандажи колес, как при пневматическом торможении.

Для доведения тормозных колодок до соприкосновения с колесами достаточно 16-23 оборотов маховика. Когда же будет исчерпан ход, необходимо приложить к маховику силу руки, приблизительно равную 200 Н (20 кгс), с тем чтобы обеспечить прижатие колодок. Нельзя допускать, чтобы число оборотов маховика было выше указанного, поскольку при этом кривой рычаг может упереться в швеллер рамы кузова.

Пример. Определить, на скольких груженых вагонах семивагонного состава нужно привести в действие ручные тормоза, чтобы удержать состав на спуске 40 %о*.

Вес вагона 520 кН (52 тс), вес семивагонного состава 7 • 520 = 3640 кН (364 тс). Сила скатывания состава равна 40 • 3640 = 145 600 кН (14,5 тс) с учетом того, что на каждой 1%о спуска возникает движущаяся сила 10 Н (1 кгс) на 10 кН (1 тс) веса вагона.

Тормозная сила одного вагона составляет 45 кН (4500 кгс) Для удержания состава требуется тормозная сила нескольких вагонов: 14 560 : 4500 = 3,2. Следовательно, нужно привести в действие ручные тормоза не менее чем на четырех вагонах.

Уход за тормозным оборудованием. Проверяют состояние и крепление узлов и деталей передачи, выявляют недопустимые трещины, сколы, выкрашивания и износы колодок. Смазывают трущиеся части и регулируют передачу в случае износа колодок или при их замене.

Изношенные тормозные колодки заменяют следующим образом. Освобождают фиксатор положения тормозной колодки, снимают параллельные тяги с валика крайнего рычага, освобождают валик крепления заменяемой колодки, снимают изношенную колодку, устанавливают и закрепляют новую колодку. После этого монтируют фиксатор и тяги.

Тормозные колодки заменяют при отпущенных тормозах и выключенном воздухораспределителе того вагона, где выполняется смена колодок, чтобы предотвратить возможность случайного торможения и травмы работающего. Выход колодки за наружные грани бандажа не допускается.

Недопустимы изломы, трещины и ослабление крепления подвесок, рычагов, шайб, пружин, параллельных тяг, стержней фиксаторов положения тормозных колодок, деталей оттормаживающего узла крайней тормозной подвески, их кронштейнов. Проверяют, туго ли затянуты гаики, надежно ли закреплены валики. Заменяют изломанные шплинты.

Недопустимо касание и трение деталей рычажной передачи о раму тележки, буксы, предохранительные скобы и колесные пары.

* 1 %о (промилле) - одна тысячная доля.

При отпущенных тормозах колодки не должны приближаться вплотную к бандажам и тем более касаться их, зазор должен быть в пределах нормы.

При осмотре рычажной передачи ручного тормоза, вращая маховик, убеждаются в отсутствии заеданий деталей, проверяют состояние и крепление кривого рычага, его тяг, винта, гайки и направляющих стоек привода колонки тормоза, продольных тяг, горизонтальных рычагов, регулировочной муфты, каретки. Контролируют, на сколько резьбовая часть наклонных тяг заходит в головку каретки (должно быть не менее 20 мм).

Контрольные вопросы 1. В чем заключается механическое торможение вагона?

2. Чем создается прижатие тормозных колодок к колесу?

3. Сколько самостоятельных рычажно-тормозных узлов установлено на вагоне?

4. Из каких основных элементов состоит рычажно-тормозная передача?

5. Как работает механический тормоз с пневматическим приводом?

6. Каким основным показателем характеризуется рычажно-тормозная передача и чем он определяется?

7. С какой целью регулируют рычажно-тормозную передачу?

8. Как выполняют регулировку рычажно-тормозной передачи?

9. Как и насколько изменится длина выхода штока тормозного цилиндра, если колодки тормозного узла износились на 2 мм?

10. Каковы преимущества и недостатки фрикционных тормозных колодок?

11. Чем обеспечивается концентричное расположение колодок относительно поверхности катания колеса?

12. Когда используется ручной привод механического тормоза?

13. Каковы особенности ручного тормоза?

14. Каким образом передается усилие с маховика ручного тормоза на колодки?

15. Каким образом регулируют рычажную передачу ручного тормоза?

16. Что определяет передаточное число ручного тормоза, чему оно равно?

17. Сколько оборотов маховика ручного тормоза требуется для Доведения тормозных колодок до соприкосновения с колесом?