HXD机车基础制动装置

和谐机车基础制动装置2012年1月机车车辆研究所2020年1月16日机车车辆研究所第2页共页讲课内容：•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2020年1月16日机车车辆研究所第3页共页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‰坡道上安全停放；具有闸片间隙自动调整机构。2020年1月16日机车车辆研究所第4页共页•制动缸：数量×直径4×203mm（1、6轴）8×254mm（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=1.75～2.0复合缸(缸径：203mm)：S=1.4～2.052020年1月16日机车车辆研究所第5页共页HXD1B、C机车基础制动装置组成六轴机车：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=1.69～2.482020年1月16日机车车辆研究所第6页共页名词解释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。2020年1月16日机车车辆研究所第7页共页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；－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。2020年1月16日机车车辆研究所第8页共页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。2020年1月16日机车车辆研究所第9页共页HXD1C机车转向架1制动缸排列2020年1月16日机车车辆研究所第10页共页HXD1C机车转向架2制动缸排列2020年1月16日机车车辆研究所第11页共页HXD3机车转向架1制动缸排列2020年1月16日机车车辆研究所第12页共页HXD3机车转向架2制动缸排列2020年1月16日机车车辆研究所第13页共页HXD3B机车转向架1制动缸排列2020年1月16日机车车辆研究所第14页共页和谐3B机车转向架2制动缸排列2020年1月16日机车车辆研究所第15页共页弹簧停车控制模块B40•1:BCCO•2:MR•3:BP、弹停风缸•4:弹簧停车2020年1月16日机车车辆研究所第16页共页2020年1月16日机车车辆研究所第17页共页2020年1月16日机车车辆研究所第18页共页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2020年1月16日机车车辆研究所第19页共页制动缸切除模块Z102020年1月16日机车车辆研究所第20页共页2020年1月16日机车车辆研究所第21页共页2、制动盘介绍2020年1月16日机车车辆研究所第22页共页制动盘分类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2020年1月16日机车车辆研究所第23页共页轴装制动盘2020年1月16日机车车辆研究所第24页共页轮装制动盘2020年1月16日机车车辆研究所第25页共页轮装制动盘2020年1月16日机车车辆研究所第26页共页制动盘2020年1月16日机车车辆研究所第27页共页制动盘的安装•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尽可能接近180º；•按规定的顺序紧固制动盘螺栓；2020年1月16日机车车辆研究所第28页共页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；2020年1月16日机车车辆研究所第29页共页检查•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。2020年1月16日机车车辆研究所第30页共页制动盘裂纹类型及允许范围•龟裂：对于温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。2020年1月16日机车车辆研究所第31页共页制动盘裂纹类型龟裂典型裂缝典型贯通裂纹贯通裂纹2020年1月16日机车车辆研究所第32页共页初裂纹长度计算2020年1月16日机车车辆研究所第33页共页•a裂纹：裂纹与摩擦片的内径和/或外径之间有10mm的最小距离。•b裂纹：裂纹接触到摩擦片的内径或外径，或者其间有不到10mm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7mm，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。2020年1月16日机车车辆研究所第34页共页•若裂纹长度为：•a80mm•b60mm•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：•80mma100mm•60mmb80mm•裂纹在一定条件下允许存在。与下一个在一定条件下允许存在的裂纹的最短间距必须有50mm。带有在一定条件下允许存在的裂纹的制动盘可以继续运行到下次检查。根据制动盘的状况必须缩短检修周期。•若裂纹长度为：•a100mm•b80mm•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。有此类裂纹的制动盘必须立刻更换。无法继续运行。2020年1月16日机车车辆研究所第35页共页磨损检查凹面及倾斜磨损检查2020年1月16日机车车辆研究所第36页共页磨损检查•凹面磨损H•倾斜磨损S采用合成闸片：凹面磨损H＝2mm最大倾斜磨损S＝2mm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。2020年1月16日机车车辆研究所第37页共页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。2020年1月16日机车车辆研究所第38页共页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。2020年1月16日机车车辆研究所第39页共页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）闸片摩擦块表面有沙粒2020年1月16日机车车辆研究所第40页共页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.2020年1月16日机车车辆研究所第41页共页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2020年1月16日机车车辆研究所第42页共页目视检查、打磨判定步骤如下：2.对问题部分底部用百洁布或300～500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。2020年1月16日机车车辆研究所第43页共页打磨前打磨前打磨后百洁布2020年1月16日机车车辆研究所第44页共页制动盘划伤与裂纹的判定1.机车制动盘的划痕经过打磨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。2020年1月16日机车车辆研究所第45页共页渗透探伤，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2020年1月16日机车车辆研究所第46页共页图1清洁对疑似裂纹表面进行打磨清洁2020年1月16日机车车辆研究所第47页共页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。2020年1月16日机车车辆研究所第48页共页磁粉探伤步骤如下：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。2020年1月16日机车车辆研究所第49页共页图1清洁对疑似裂纹表面进行打磨清洁2020年1月16日机车车辆研究所第50页共页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。2020年1月16日机车车辆研究所第51页共页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。2020年1月16日机车车辆研究所第52页共页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350℃2020年1月16日机车车辆研究所第53页共页•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（0.20mm～2.35mm）。•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。2020年1月16日机车车辆研究所第54页