ПЗ (Прочностной расчёт тормозной рычажной передачи электровозов 2(3)ЭС5К), страница 2

Тормозные цилиндры служат для передачи через поршень и шток усилия от давления сжатого воздуха на тормозную рычажную передачу.

Тормозной цилиндр состоит из корпуса 9 (рисунок 1.3) закрытого двумя крышками: передней - направляющей 5 и задней – рабочей 12. Крышки укреплены болтами [1]. Внутри цилиндра расположен поршень 1, отжимаемый в крайнее положение отпускной пружиной 8. Шток 3 свободно вставлен в направляющую трубу 4, проходящую через отверстие в направляющей крышке 5. Сферической головкой шток 3 свободно упирается в сферическую выемку поршня 1, а другим концом соединяется с рычажной передачей с помощью головки 7. Для плотного прилегания поршня к поверхности цилиндра и во избежание перетекания воздуха применяется резиновый воротник 1. Отворот воротника направляется в сторону задней крышки и прижимается к стенкам цилиндра упругим разрезным кольцом 10. Воротник 11 крепится к диску поршня 1 шайбой и шпильками. На задней крышке 12 имеются два отверстия с резьбой для присоединения подводящего трубопровода и установки манометра при испытании тормозного цилиндра; это отверстие обычно заглушено винтовой пробкой.

Рисунок 1.3 – Тормозной цилиндр: 1 – поршень; 2 – палец; 3 – шток; 4 – направляющая труба; 5 – передняя крышка; 6 – сетчатый фильтр; 7 – головка поршия; Я – отпускная пружина; 9 – корпус; 10 – разрезное кольцо; 11 – резиновый воротник; 12 – задняя рабочая крышка

Во время торможения пространство между задней рабочей крышкой 12 и поршнем заполняется сжатым воздухом, поршень перемещается в сторону направляющей крышки и посредством штока и системы рычагов передает нажатие на тормозные колодки. Пространство с правой стороны поршня постоянно сообщается с атмосферой. В положении отпуска полости по правую и левую сторону поршня сообщены небольшой продольной канавкой на поверхности цилиндра (около задней крышки). Канавка служит для того, чтобы при случайном пропуске воздуха распределителем не происходило самопроизвольного торможения.

При значительном поступлении воздуха в тормозной цилиндр, что происходит при торможении, поршень продвигается за конец канавки, вследствие чего выход воздуха прекращается.

Поршни тормозных цилиндров перемещаются в начале торможения при давлении 0,01–0,03 МПа, в конце (перед упором в переднюю крышку) – при 0,03–0,06 МПа. Обратное перемещение от передней крышки в процессе отпуска начинается при давлении 0,02–0,04 МПа и заканчивается при 0,01–0,025 МПа. В тормозных цилиндрах имеется канавка для удаления влаги со стороны нерабочей полости между передней крышкой и корпусом.

Важным показателем состояния тормоза и качества регулировки рычажной передачи является выход штока тормозного цилиндра. Если он превышает установленную норму, удлиняется тормозной путь поезда вследствие уменьшения давления воздуха в цилиндрах и увеличения времени их наполнения. Увеличенный выход штока связан обычно с неправильным положением рычагов тормозной рычажной передачи, что также может отрицательно сказаться на эффективности торможения.

Выход штока ТЦ является важным эксплуатационным показателем состояния тормоза. Для каждого типа подвижного состава нормы верхнего и нижнего пределов выхода штока, а также величина максимально допустимого выхода штока ТЦ в эксплуатации устанавливается специальными инструкциями МПС. При увеличенном выходе штока увеличивается рабочий объем ТЦ и, следовательно, уменьшается давление в ТЦ и замедляется его наполнение, что в конечном итоге ведет к снижению эффективности тормозов. При малом выходе штока возможно заклинивание колесных пар из-за повышения давления в ТЦ, а в зимнее время и из-за примерзания колодок к колесам после стоянки, вследствие уменьшения расстояния между колодкой и колесом[3].

1.4 Исходные данные для построения тормозной рычажной передачи

Для выполнения прочностного расчета за исходные данные будут взяты размеры тормозной рычажной передачи, представленные на рисунках 1.4–1.18.

Рисунок 1.4 – Винт

Рисунок 1.5 – Регулировочный болт М8

Рисунок 1.6 – Башмак

Рисунок 1.7 – Втулка

Рисунок 1.8 – Двойная тяга

Рисунок 1.9 – Балансир

Рисунок 1.10 – Планка

Рисунок 1.11 – Камень

Рисунок 1.12 – Подвеска

Рисунок 1.13 – Втулка

Рисунок 1.14 – Планка

Рисунок 1.16 – Поперечина

Рисунок 1.17 – Тяга

Таким образом можно сделать вывод, что ТРП ответственный узел, предназначенный для осуществления тормозного воздействия на обод колеса, вследствие этого в элементах появляются различные усилия. Эти усилия необходимы для выполнения прочностного расчета. Так же за исходные данные будут взяты геометрические параметры всех элементов, приведенных на рисунках выше.

2 АНАЛИЗ НЕСПРАВНОСТЕЙ ТОРМОЗНОЙ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ С ЦИЛИНДРОМ

Для того что бы подтвердить необходимость в модернизации тормозной рычажной передачи с цилиндром, следует произвести анализ отказов данного объекта. В локомотивном депо ООО «ТМХ-сервис» с января 2016 года было зарегистрировано 36 случаев непланового ремонта ТРП с непроизводительным простоем локомотивов 146,21 часа. Депо приписки локомотивов: ТЧЭ-2 Хабаровск-2, ТЧЭ-3 Чита, ТЧЭ-6 Уссурийск, ТЧЭ-8 Смолянинова. Характер неисправности тормозной рычажной передачи и причины непланового ремонта представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Случаи непланового ремонта за 2016 год

Продолжение таблицы 2.1

Продолжение таблицы 2.1

Продолжение таблицы 2.1

Окончание таблицы 2.1

По данной таблице можно сказать, что неплановых ремонтов по причине излома тормозной рычажной передачи с тормозным цилиндром зарегистрировано 26 случаев. Общее время непроизводительного простоя локомотивов составляет 146,21 часа.

По данным таблицы 2.1 на рисунке 2.1 представлена диаграмма отказов тормозной рычажной передачи относительно всех механических неисправностей за 2016 год в процентах.