机车单元制动器

2技术标准探讨
2.1
2.1.1
当前使用的机车单元制动器的缸径规格主要有7寸，7．5寸8寸，其中以7寸缸使用最为广泛，也有采用6．5寸和8寸以上的。缸体直径的规格越少，互换性和简统化程度越高。缸体直径过小将影响制动缸的缓解和常用制动性能，而直径过大，则活塞杆过重，造成动作困难，易使皮碗变形和拉伤缸表面。因此建议制动缸的内径定为6．5寸，7寸，7．5寸，8寸等4个等级。
2.2
2.2.1
考虑机车使用中的不可预期的调拨，单元制动器应能适应中国大陆的一般地理和气候条件。根据实际情况，对机车单元制动器的使用环境条件建议为：海拔
不高于l200m，温度范围为—4o一50℃，在最高月平均气温≤25℃情况下湿度不超过90％。
2.2.2
据《铁路技术管理规程》的规定，机车闸瓦间隙为4~8mm，故单元制动器的设计闸瓦间隙应按此取值。
2.3.3
性能试验主要是验证单元制动器的性能指标是否符合设计的要求。由于每个制动器的性能指标受制造的影响较大，因此对制动器的性能试验应作为例行试
验的一部分。性能试验必须在试验台上进行，建议按以下几个参数分别测试：闸瓦间隙、一次间隙调整量、最大丝杆调节量、闸瓦最大行程、最小动作压力、传动效率，每一个指标的测试次数不少于3次，并应按规定的表格记录。试验压力分别按10okPa，450kPa，60okPa进行。
皮碗的结构种类较多，目前使用的L形皮碗运动阻力大，安装复杂，此结构原套用化工部标准，并不适合于单元制动器使用。国外制动器的皮碗基本上都采用钢骨架结构，其优点是安装、拆卸简便，定位精度高运动阻力小，国产JDYZ-4型制动器亦采用了这种结构，运用效果较好。建议新造制动器皮碗采用钢骨架式结构。
2
间隙调整器分为棘轮棘勾式和非自锁螺纹式两种
2.3.5
制动器的零部件在温度较低的条件下可能会发生性能上的改变，从而影响制动器的整机性能，因此对制动器须进行低温试验。为了模拟低温环境，制动器和风源系统均应在-40℃下保持一段时间，一般在48h以上。在低温环境下应对制动器进行所有性能试验和气密性试验。
2.3.6
型式试验是针对新研制的制动器，因此以上提到的所有试验均应涵盖在型式试验之中，同时建议型式试验还必须对关键零件的关键质量特性进行专项检
2.3.4
制动器在使用过程中各零部件和制动器的安装应有足够的强度，除在设计时进行强度计算外，对新研制的制动器必须进行有关的强度试验。国内尚无这方面的规定和要求，根据UIC的规定和国外的其他资料，对制动器安装的强度可按5g的加速度进行冲击试验后检验安装螺栓和安装座应无变形和裂损；对制动器
内部零部件的强度可在制动缸中充以1000kPa的压力，保压5min以上，检查应无永久变形和裂损。制动器的疲劳强度按2．3．1条进行试验。
2.3.2
此试验是制动器的一个重要的测试项目，目的是确保制动缸不泄漏，保证制动不失效。由于制动器工作压力范围大，不同的压力都有造成泄漏的可能性，应确保制动器在整个工作范围内不泄漏并具有一定的安全量，因而必须对制动缸进行高、中、低压下的气密性试验，可分别按600kPa，450kPa，10okPa进行试验。各压力下的试验均应保压3min以上，总泄漏量控制在10kPa以内。
50kPa。
2.3
机车单元制动器是影响机车行车安全的重要部件，新研制的单元制动器和正式生产的单元制动器必须符合设计要求，因此对单元制动器试验方法的规定应作为单元制动器技术标准的一个重要组成部分予以阐述。
根据对单元制动器的作用原理和安全性的分析，单元制动器至少应进行疲劳、气密性、性能、强度等4个方面的试验。同时为考验制动器在低温下的工作能力，制动器除了要做室温环境的各种试验外，还应对受温度影响较大的项目进行低温试验。
结构。棘轮棘勾式间隙调整器在国外早已淘汰，其缺点是一次调整量太小，间隙调整不灵敏，易自动上闸、犯卡，存在安全隐患。非自锁螺纹间隙调整器一次调整量大，动作灵活，闸瓦间隙控制准确，在技术标准中应规定采用非自锁螺纹的间隙调整器。同时考虑更换闸瓦的方便，制动器应能手动双向调整闸间隙。
2.1.3
闸瓦的制动行程应等于闸瓦间隙，若闸瓦安装较松，则将在闸瓦与车轮间产生假间隙，增大了制动行程，严重时会导致制动不上闸，酿成重大事故。故闸瓦
2.2.7
标准中应规定制动器闸瓦的最大行程。用制动缸活塞最大行程与制动倍率的比值得出闸瓦能达到的最大行程。实际制动时闸瓦产生制动力的有效行程范围约为5~1lmm，此数值考虑了制动时轮对和制动器箱体的弹性变形量。当制动器运用后，销套产生磨损，配合间隙增大，将对最大行程产生一定的影响，根据设计极限值的规定计算出该影响值最大可达到2～3nlln，闸瓦能达到的最大行程与该影响值的差值不应小于最大有效行程l1mm，否则制动器就存在失效的可能性。因此对闸瓦最大行程应规定为不小于14mm。
关键词：单元制动器；JDYZ-4型；技术标准
引 言
单元制动器由制动缸装配、箱体、间隙调整器、闸瓦托装配、放大杠杆几部分组成。由于闸瓦是易耗件，且运用不固定，故一般不将闸瓦归人单元制动器。制动缸装配由制动缸、活塞、皮碗组成，当向缸中充人压缩空气后，活塞将产生运动，推动杠杆前行，经放大后作用于闸瓦托，进而形成闸瓦压力，有的制动器将活塞与杠杆设计为一体化。
间隙调整器的作用是控制闸瓦间隙，使得在闸瓦和车轮磨耗后，闸瓦与车轮踏面的间隙能自动调整，保证制动时闸瓦的行程不变。闸瓦托装配主要是固定闸瓦并保证闸瓦托的弹性定位。箱体是所有部件的支承和受力件。同时通过箱体与转向架构架的联接实现单元制动器的安装。
单元制动器由制动缸装配、箱体、间隙调整器、闸瓦托装配、放大杠杆几部分组成。由于闸瓦是易耗件，且运用不固定，故一般不将闸瓦归人单元制动器。制动缸装配由制动缸、活塞、皮碗组成，当向缸中充人压缩空气后，活塞将产生运动，推动杠杆前行，经放大后作用于闸瓦托，进而形成闸瓦压力，有的制动器将活塞与杠杆设计为一体化。间隙调整器的作用是控制闸瓦间隙，使得在闸瓦和车轮磨耗后，闸瓦与车轮踏面的间隙能自动调整，保证制动时闸瓦的行程不变。闸瓦托装配主要是固定闸瓦并保证闸瓦托的弹性定位。箱体是所有部件的支承和受力件。同时通过箱体与转向架构架的联接实现单元制动器的安装。图l是主要国产单元制动器的结构示意图。单元制动器主要技术参数有活塞有效面积、制动倍率、传动效率、活塞最大行程、闸瓦最大行程、一次间隙调整量、最大丝杆调节量、缓解弹簧力等。表1为主要单元制动器的技术参数和运用范围。
2.2.5
机车踏面单元制动器在运用过程中，将存在着踏面的磨耗和闸瓦的磨损两种对偶摩擦件，对轮径为250nlln的机车，最大半径磨耗量为50mm，而一般
闸瓦的最大磨损量为25mm，两者的总磨损是75mm。要保持在车轮和闸瓦均磨损到极限时闸瓦与踏面的间隙仍为8mm，在理论上丝杆必须至少能调整75nlln。考虑到适当的安全裕量和变形因素，建议规定制动器丝杆的最大调节量不小于85mm。
西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）格式规范
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摘 要
机车单元制动器是机车走行部分的重要部件。用于对机车施行空气制动，因此它对机车运行的安全性可靠性有着重要的影响。机车采用单元制动器后克服了杠杆式基础制动装置效率低，磨耗大，闸瓦间隙不准确，维修量大的缺点。经过多年的运用表明，其性能稳定，作用可靠，维护性好。在近几年铁道部主要新造机车标书中均明确要求采用单元制动器。当前我国机车上使用的单元制动器生产单位较多，各单位所制造的单元制动器的结构和技术参数以及对试验条件的规定不统一，单元制动器的互换性不强。在同一机务段存在多种单元制动器并存现象，造成使用维护不便。随着机车数量的增多，这种矛盾更加突出。因此，从机车运用的安全性、可维护性考虑，有必要制订统一的单元制动器技术标准。2002年3月，在北京举行的国产JDYZ一4型单元制动器技术评审会上铁道部运输局装备部、铁道部安监司有关领导呼吁尽快制订单元制动器的行业标准，规范全路单元制动器的技术条件，并得到与会专家的认同。本文就机车单元制动器有关技术标准的规定作一探讨
2.2.6
制动器的传动效率是制动器实际输出力与理论计算力的比值。在理论计算力的算法上，国内与国外有所不同，国内的计算是直接采用活塞力乘以制动倍率，而将缓解弹簧的力与制动过程中的摩擦力一并算作制动阻力；国外的计算是将活塞力减去缓解弹簧力后再乘以制动倍率，因而国外制动器给出的传动效率值一般
在0．9以上，而国内的设计惯例一般是不小于0．85。由于缓解弹簧力虽然在制动时起阻力作用，但在缓解过程中却是一种积极作用的力，而且，缓解弹簧力并不是不可控力，完全可通过设计和制造进行量化控制，因而不应将其归咎为阻力。在制动器的设计中，提出传动效率指标主要是要对制动中的各种摩擦等非可控阻力因素采取措施，尽量控制，如提高摩擦部位光洁度、涂润滑脂等。建议今后机车制动器传动效率按国外的方法进行计算。
2.3.1
试验的目的是考验制动器连续工作的能力，由于很难模拟实际运行的条件，一般是进行静态连续制动缓解。目前新研制的制动器只进行10万次制动缓解动作疲劳试验，不足以反映制动器的正常工作寿命。20o2年4月铁道部运输局装备部已下文要求新研制的制动器一律进行40万次动作试验。因此在技术标准中应规定按40万次作疲劳试验，试验后解体检查各零部件的磨耗和变形应在正常范围内，并不得有裂损现象。
制动缸压力不同时传动效率值不同，设计给出的传动效率一般是紧急制动压力(450kPa)下的传动效率。设计传动效率过小，虽不影响紧急制动功能，但将对小压力时的常用制动功能有影响，导致常用制动力偏小。同时制动器的最小动作压力增大，影响灵敏度。国外制动器的传动效率提出的指标有0．9l，0．93，0．95等数据，按国外的算法，可规定国产制动器设计的最小传动效率在450kPa时不小于0．9。
2.2.8
单元制动器的缓解弹簧力的大小决定着制动器能否可靠缓解，对制动器的安全性有重要影响，间隙调整器为非自锁螺纹时，缓解弹簧还将影响间隙调整功能。
缓解弹簧力太大将影响传动效率和最小压力。建议新设计的制动器缓解弹簧力在300～700N之间。