铁路货车转向架基础制动装置技术分析

铁路货车转向架基础制动装置技术分析

赵宏伟

中车齐齐哈尔车辆有限公司质量管理部高级工程师黑龙江齐齐哈尔161002

摘要：本文介绍了几种不同结构的铁路货车转向架踏面式基础制动装置的制动原理、结构特点以及各种制动装置的制动倍率计算方法，对各种不同结构制动装置的制动效率和缓解性能进行了分析，阐述了各种制动装置的优缺点，对铁路货车如何选用基础制动装置给出了建议。

关键词：铁路货车；转向架；基础制动装置

引言

铁路货车转向架的基础制动装置分盘形制动和踏面制动两大类，前者多用于速度较高的焊接构架式转向架，后者多用于速度为120Km/h及以下的焊接构架式及铸钢3大件式转向架；盘形制动又包括轴盘制动、轮盘制动2种，踏面制动包括传统的杠杆式制动装置和转向架集成式制动装置2种。盘形制动装置中，无论轴盘还是轮盘制动，结构都是制动缸驱动制动钳夹住制动盘产生制动力，机构比较简单；杠杆式制动装置和转向架集成式制动装置又各有不同的具体结构，文中对杠杆式制动装置和转向架集成式制动装置这两种踏面制动进行分析。

1制动倍率计算

按照基础制动装置制动倍率的定义，制动时制动缸传至转向架的作用力经转向架杠杆机构扩大的倍数，称之为转向架的制动倍率，即

式中ｎ为制动倍率；a为游动杠杆上部长；b为游动杠杆下部长；c为固定杠杆上部长；d为固定杠杆下部长；k为气缸活塞面积与油缸活塞面积比。

2制动效率和缓解性能对比

2.1杠杆式制动装置

制动效率方面，杠杆式制动装置的制动效率与结构型式、销孔间隙、杠杆角度有关。从结构型式上看，下拉杆式制动装置由于整体重心偏重小，效率高于中拉杆式制动装置，吊挂式制动梁的高于滑槽式制动梁的，滚子式制动梁的高于滑块式制动梁的；从销孔间隙上看，间隙大的效率高于间隙小的；从杠杆角度上看，竖直杠杆的因为不存在空、重车状态固定杠杆支点座位置变化导致的制动装置之间配合不当问题，因此效率高于斜式杠杆。缓解性能与制动效率是一个问题的两面，因此，下拉杆式制动装置的缓解性能优于中拉杆式制动装置[2]。

2.2转向架集成式制动装置

制动效率方面，转向架集成式制动装置的制动效率因结构各异，各不相同，但从理论角度仍遵循上述基本原理，即不偏重的、采用吊挂式制动梁的、销孔间隙大的、杠杆竖直放置的（即圆销水平放置的）、机构简单及摩擦环节少的、制动缸内不带缓解弹簧的效率高，而偏重的、采用滑槽式制动梁的、销孔间隙小的、杠杆水平放置的（存在杠杆因重力产生的与其他件之间的摩擦）、机构复杂及摩擦环节多的、制动缸内带缓解簧的效率低。值得说明的是，除上述理论因素外，制动效率还与每种制动装置的具体设计细节有关，比如杠杆受力与杠杆体轴线接近垂直位的效率高于远离垂直位的，摩擦环节表面摩擦系统小的效率高于摩擦系统大的等。同理，缓解性能方面，制动效率高的缓解性能也好；唯一例外的是，带有缓解簧的缓解性能高于不带缓解簧的。另外，缓解性能还与制动装置两制动梁的质量是否均匀有直接关系，均匀的两个制动梁基本同步缓解，而如果两者质量相差悬殊的话，质量大的制动梁的重力引起的分力会通过推杆加在另一个制动梁上，阻碍其缓解[3]。

结束语

各种制动装置都有其各自的特点和优缺点，适应不同的情况。例如杠杆式制动装置中，虽然下拉杆式制动装置在很多方面优于中拉杆式制动装置，尤其在避免制动梁横移从而导致同一轮对两车轮非对称磨耗方面，但是它不能用于下交叉支撑式转向架，且装用下拉杆式制动装置的转向架摇枕不能适应装用某些转向架集成式制动装置，因此，中拉杆式制动装置仍然有大量应用对于铁路货车来说，选择基础制动装置时应根据该系统的制动效率、缓解性能、安装拆卸方便性、占用空间、互换性、可靠性、检修维护成本、质量大小等多方面指标，结合车辆本身的使用条件、转向架结构型式特点等，进行综合考虑后确定。

参考文献：

[1]王金栋，孟宏.铁路货车转向架基础制动装置与车轮磨耗的研究[C]//2017铁路重载运输建设与装备安全学术研讨会论文集.2017.

[2]罗辉，徐勇.快速货车转向架盘形基础制动装置选型分析[C]//中国铁道学会车辆委员会快捷货车制动技术交流会论文集.2015.

[3]袁国庆，翟鹏军，杨文朋.快捷货车转向架基础制动装置选型及方案研究[C]//中国铁道学会车辆委员会快捷货车制动技术交流会论文集.2015.