单元制动器12618教材

顺 时 针
逆 时 针
注意： 要进行闸瓦托复位或手动快速移动，必须在单元制动器的行
车制动和停车制动都处于缓解状态下进行。
5、停车制动单元具有快速缓解特性 当总风压力超过450kPa时，操纵车辆上的停车制动缓解开 关，停车制动能迅速缓解。 当车上没有总风或风压不足时，可采用手动缓解，用专用 工具拉动手动缓解销，只需3秒钟左右即可彻底缓解停车制动， 同时能够听到小调整螺杆撞击缸体顶部发出的“砰”的声响。
4、停车制动主弹簧始终被压缩在上缸体内，具有较大的弹力。 分解和组装停车制动器时，必须在专业人员的指导下或经正式培训 后，方可进行。
六、常见故障与应急故障的处理方法
1、常见故障分析判断及处理 在机车车辆运用和单元制动器试验中，单元制动器产生故障，应仔细进行故障的分析， 判断故障原因，检修处理。故障分析判断及处理主要情况如表1所示。
四、单元制动器的维护保养 单元制动器直接关系到列车运行安全，司乘人员每天出车前务必对单元制
动器进行检查，确保其状态良好。检查的重点是单元制动器行车制动、缓解和停 车制动、缓解以及手动缓解等作用过程，
1、检查单元制动器与安装座的连接螺栓是否松动或脱落，视情况拧紧或恢 复原状。
2、检查单元制动器本身活动连接部件是否松动或脱落，视情况拧紧或恢复 原状。
3、弧形滑块式径向活动闸瓦托结构，能自动保持均匀闸瓦间隙，防 止闸瓦偏磨
弧形滑块式闸瓦托结构是调整螺杆与闸瓦托通过V型板簧和Ω型弹簧及弧形 滑块组成的径向活动机构。在制动力作用下，闸瓦托的圆柱型曲面绕球向块转动 以适应闸瓦与踏面的吻合，同时在压簧作用下保持顶角的锁定，如图6所示。
此外，这种结构还有避免偏载、弯曲和冲击载荷的传递，防止调整螺杆弯曲 变形的特点。
表1 单元制动器常见故障及处理
序号 1
2
3 4 5 6 7

故障现象
闸瓦间隙不均匀
行车制动缸体及停车 制动缸体空气泄漏
制动及缓解失效 停车制动器缓解不彻 底 停车制动器手动缓解 时不缓解 过多闸瓦间隙不调整
闸瓦间隙逐渐变小
故障原因
处理方法
未调整好
扳正闸瓦托调好闸瓦上 下间隙
皮碗、楔角机构、缸套、
二、单元制动器的结构组成及工作原理
(一)单元制动器的外型
JSP-1型单元制动器
JSP-2型单元制动器
(二)单元制动器的内部结构
9
8
11
13
10
2
13 12
14
15 4
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图1 JSP-1型单元制动器
图2 JSP-2型单元制动器
1-缸体； 2-制动皮碗及楔角机构； 3-塔式复原弹簧； 4-固定轴承； 5-滚动轴承； 6-间隙调整器； 7-调整螺杆； 8-小调整螺杆； 9-停车制动主弹簧； 10-停车制动皮碗；11-调整螺母； 12-手动缓解 装置； 13-中间隔板； 14-棘轮机构； 15-调整六方。
损，这样就会形成一段由于闸瓦磨损导致的多余行程“P”。这个磨损的多 余行程“P”是应该被调整的多余间隙。
(5)缓解和磨损间隙调整： 当压缩空气排出制动缸时，作用在勾贝推杆上的空气压力消失，从而闸瓦上
的制动力也消失。在复原弹簧1作用下，所有零件向相反的方向移动。移动过距 离“P”以后，系统弹性变形消失，离合弹簧张开，制动盘2不再被夹紧，由于螺 杆3螺纹是非自锁的，引导弹簧4推动导向螺母5在螺杆3上旋转、移动，至接触 到引导齿座6齿面啮合为止，向螺母5正好移动了磨损的距离“P”。
同时，在复原弹簧1作用下，制动主轴套7继续向后移动，在移动过一段距离 “A”后，引导齿座6被调整后盖8的凹槽顶住，不能继续移动，由于导向螺母5和 引导齿座6的齿面紧紧啮合，导向螺母5和螺杆3也一起停止移动。在复原弹簧力 的作用下，制动主轴套7要继续向后移动，这时，通过复原弹簧1和制动主轴套7， 调整螺母9和调整齿片10齿面脱开，在调整弹簧11作用力下，推动调整螺母9在 非自锁的螺杆3上旋转、移动，至间隙调整机构回到初始位置，调整螺母9和调整 齿片10齿面再次啮合。这样，调整螺母9也移动了相当于闸瓦磨损距离“P”，磨 损距离得到调整补偿，单元制动器恢复了正常闸瓦间隙。
(7)产生弹性变形的制动行程： 当制动缸充入压缩空气时，间隙调整机构移动一段距离“A”后闸瓦贴敷在车轮
踏面上。闸瓦间隙调整机构继续向前移动，产生制动力，在制动力的作用下轮对 发生弹性变形“E”，这时在弹性变形反作用力下离合弹簧1被行程压缩，制动盘2 被夹紧，使导向螺母3不能转动，带动螺杆向前运动，引导齿座被调整后盖的凹 槽挡住不能再继续向前移动，导向螺母3随螺杆向前移动一段距离“E”。在缓解 时，螺杆往回移动一段距离“E”后弹性变形反作用力消失，制动盘2才能松开， 回到正常缓解状态。发生弹性变形这段距离“E”是不被调整补偿的。
单元制动器
金鹰重工培训中心
一、概述 为了适应列车速度、载重的需要，提高机车车辆技术 装备水平，目前城市轨道车辆和大型养路机械的基础制动 装置普遍采用了单元制动器。 单元制动器是集制动缸、力的放大机构及间隙调整器 为一体的装置，它对减轻车辆重量、均匀分配制动力、改 善转向架动力学性能及减少维护量等有明显作用。 目前应用于城市轨道车辆和大型养路机械中的单元制 动器主要有三种，分别是四川江山铁路配件公司的JSP型、 株洲九方制动设备公司的JDYZ型和铁科院机车车辆研究所 的XFD型。三种单元制动器的生产厂家不同，但其结构原 理、操作方法和维护保养基本一致，本课件以JSP型为例 对单元制动器进行介绍。
图3 停车制动示意图
图4 手动缓解示意图
4、停车制动空气缓解 总风进入停车制动皮碗下方，当总风压力达到450kPa
以上时，推动皮碗和主弹簧向上移动，从而带动小调整螺杆 上移，实现了停车制动的缓解。如图2所示。
5、停车制动手动缓解 用专用工具拉动手动缓解销，调整螺母和棘轮装置在
停车制动主弹簧的作用下快速旋转，迫使停车制动主弹簧和 皮碗下移至上缸体的最底端，同时由于调整螺母的快速旋转， 小调整螺杆迅速上移至上缸体的顶端，实现了停车制动的缓 解，如图4所示。
所以动车前一定要先缓解停车制动器，方可动车，即停车制动器未 缓解前，严禁动车，否则会产生抱闸运行现象。
2、机车和车辆在无动力回送或与其它车辆混编时，可根据需 要接上列车管，通过列车管向回送车辆总风缸充气，使回送车辆的 停车制动器缓解，当列车管压力达到450kPa以上时，方可动车。
3、总风缸无风源时，停车制动器只能实现一次手动缓解，手 动缓解后不能再次停车制动。若需再次制动，必须再次向总风缸充 风，待风压达到450kPa以上时，方可实施二次停车制动。
故 n=k/p1=1/tgα
式中 n—制动倍率 p1—制动皮碗作用 力 k—制动单元输 α—楔角角度
图5 楔角放大原理
2、单向间隙调整器对弹性变形的不调整性，确保闸瓦与车轮 踏面的有效间隙
踏面制动单元在制动过程中，产生如下三种变形与位移： (1)在输出力传递过程中，由于机械原因，间隙调整器内将产 生较小范围内的弹性变形； (2)制动时，车轮产生沿受力方向的弹性位移； (3)制动时，单元制动器安装固定座的弹性变形位移。
当制动缸压缩空气排出后，单元制动进入缓解状态，间隙调整机构和闸 瓦托同时都向后移动，移动了一个距离“A”和弹性位移“E”，调整螺母1和 调整齿片2齿面脱开，在调整弹簧力作用下迫使调整螺母1旋转、移动直到 调整螺母1和调整齿片2齿面再次啮合，在这个缓解过程，调整螺母1相对 于螺杆3向后移动了一段距离也就相当于制动螺杆向前移动了一段距离，过 量间隙得到“S”得到部分补偿或全 部补偿。
单元制动器内部结构：
塔式 弹簧
滚动轴承
制动 皮碗
停车制动 主弹簧
楔角 机构
间隙调 整器
固定轴承
手动缓 解装置
调整螺母
中间隔板 进风口
排风口
停车制动皮碗
小调整螺杆
(三) 单元制动器的工作原理 1、行车制动 制动缸压缩空气经P口进入缸体，制动缸皮碗及楔角机构
下移，推动滚动轴承向前移动，同时间隙调整器前移，从而推 出调整螺杆带动闸瓦托、闸瓦压紧车轮踏面，实现车辆的制动 功能，如图1所示。
2、行车制动缓解 制动缸压缩空气从P口排出，制动皮碗及楔角机构在复原 弹簧的作用下上移，滚动轴承和间隙调整器后退，带动调整螺 杆后退，从而实现了车辆的缓解。
3、停车制动
停车制动皮碗下方的压缩空气排出，停车制动皮碗在主弹簧作用力下迅速 下移，同时带动小调整螺杆下移，小调整螺经过中间隔板的通孔推动制动皮 碗及楔角机构下移，从而产生停车制动作用，如图3所示。
图6 弧形滑块式闸瓦托结构
4、更换闸瓦方便
用扳手转动单元制动器箱体后部的六方形调整后盖，可以进行闸瓦间隙的手动 调整。更换闸瓦时，顺时针转动调整后盖，使螺杆带动闸瓦托退回以获得必要的 空间，逆时针转动调整后盖可以使闸瓦托快速移向车轮踏面。更换闸瓦后，经过 多次制动、缓解过程后，闸瓦间隙自动调整机构将自动恢复正常闸瓦间隙。
三、单元制动器的主要特性
1、力的放大机构采用楔角放大原理 传统的基础制动力的放大原理基本上通过逐级的杠杆传递完成，而单元
制动器力的放大采用楔角放大原理，使制动单元重量轻、体积小、输出力大 且范围广，如图5所示。
踏面制动单元力的放大倍率仅与楔角角度有关，制动倍率的计算如下：
k=p1·1/tgα=p1·n
(6)过剩间隙调整： 在单元制动器处于缓解状态时，如果闸瓦与轮对踏面之间的间隙大于
“A”，这时就存在一个过量的间隙“S”，经过一次或多次制动、缓解的循环 过程，间隙“S”会被完全补偿，但间隙调整机构产生调整的动作与补偿闸瓦 磨损间隙“P”有所不同。向制动缸充入压缩空气，制动单元开始动作。当间 隙调整机构连同闸瓦托向前移动距离“A”后，由于过量间隙“S”的存在，闸 瓦和轮对踏面还未接触，螺杆1不传递制动力，制动盘2不被夹紧，在压缩 空气的作用下，间隙调整机构继续往前移动，导向螺母3齿面与引导齿座4 齿面脱离，在引导弹簧力的作用下，导向螺母3被迫在螺杆上1旋转、移动 直到导向螺母3与引导齿座4齿面再次啮合，这个制动过程，导向螺母3相对 于螺杆1移动了一段距离，也就是说，这个过量间隙“S”首先在导向螺母3 处得到了部分补偿或全部补偿。