диплом (1235147), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При низкой температуре окружающей среды резиновые изделия тормозных приборов частично теряют свои эластичные свойства, отчего снижается качество уплотнения деталей тормозного оборудования. Это вызывает ухудшение управляемости тормозов и увеличение утечек воздуха из тормозной магистрали.
Из-за прилипания снега и образования льда на тормозных колодках снижается коэффициент трения тормозных колодок в начальный период торможения. Загустение смазки, замерзание тормозных цилиндров и образование льда на рычажной передаче снижают ее коэффициент полезного действия, поэтому требуются дополнительные усилия для ее перемещения.
Тормозные колодки являются важнейшим элементом механической части тормоза. От них зависит эффективность торможения и, следовательно, безопасность движения - это вызывает ряд требований к их качеству и характеристикам:
– наличие стабильного и высокого коэффициента трения в широком диапазоне скоростей и сил нажатий;
– минимальный износ на единицу тормозного пути для снижения объема работ по замене колодок на подвижном составе;
– возможность длительных торможений без утраты фрикционных свойств;
– отсутствие недопустимых тепловых и других воздействий на колесную пару или диск, повреждающих их поверхность;
– неизменность фрикционных характеристик при попадании влаги на колодки;
– простота установки при замене из-за износа или смены типа тормозных колодок;
– исключение возникновения на поверхности колеса ток непроводящих включений (третьего тела), а также снижающих коэффициент его сцепления с рельсами;
– отсутствие вредных для человека продуктов износа и возможности самовозгорания колодок
От качества тормозных колодок зависит сокращение тормозных путей, повышение скоростей и безопасность движения. Тормозные колодки должны иметь высокий коэффициент трения, мало зависящий от скорости, высокую износостойкость и стабильно работать в разных климатических условиях.
Основная проблема состоит в том, что чугунные колодки быстро изнашиваются, что снижает безопасность движения поезда по перегону (спуску). На крутых затяжных спусках, например, износ чугунных колодок за спуск составляет 7 - 9 мм.
Проблема ресурс обеспеченности колодочных тормозов, которыми оборудованы локомотивы, весьма многопланова. Она требует решения технико-экономических, технологических, металловедческих, триб логических задач, связанных с выбором износостойких фрикционных чугунов, выбором конструкции оптимально приемлемой для установления на локомотив чугунных тормозных колодок, при соблюдении экологически чистых технологий производства.
Одной из задач является изучение возможности применения, путей уменьшения изнашивания трущихся поверхностей. Тормоза локомотива работают в условиях сухого трения, потери металла от интенсивного износа максимальны. При годовой потребности 15 млн. штук указанные потери выглядят, безусловно, очень многогранно. Износ одной тормозной колодки при средней массе 15 - 16 кг. при пробеге 30 тыс.км. составляет 11 - 12 кг.
Наша локомотивостроительная отрасль теряет ежегодно 96,8 тыс.т. высококачественного чугуна вследствие процесса сухого трения. Во-первых, налицо загрязнение атмосферы в тех областях, где эксплуатируются локомотивы и полотна железных дорог. Изыскание ученых России и зарубежных стран направлены в первую очередь на открытие материалов, которые позволят в свою очередь совершенствование конструкции тормозных колодок и внедрению разработок новых технологий и их производства.
Материал для изготовления тормозных колодок локомотива требует определенных условий и рамок, в их числе высокий и стабильный коэффициент трения при различных режимах торможения, высокая износостойкость, теплопроводность, достаточная прочность. Материал и конструкция колодок должны быть совместимы, вследствие чего не вызывать повреждений и интенсивного износа рабочих поверхностей бандажа и колес. Данному требованию можно отнести перлитовый чугун.
Износостойкость, фрикционным свойствам и прочности чугуна тормозных колодок существенное влияние оказывают химический состав и главным образом содержание фосфора. Анализ исследования механизма изнашивания показал, что взаимодействие тормозных колодок с бандажами колесных пар происходит сильная пластическая деформация поверхностных слоев, образуются разделяющие пленки вторичных структур (в основном оксидного происхождения).
На участках действительного контакта поверхностей наблюдается металлическое взаимодействие и повреждения из-за микро схватывания поверхностей, характерное для трения скольжения без смазочного материала. Повышенное содержание фосфора в структуре чугуна фосфид ной эвтики оказывает положительное влияние на свойства поверхностных слоев, снижая интенсивность разрушения поверхностей за счет схватывания. Эластичность активного слоя на фосфористом чугуне обеспечивает хорошее прилегание колодки к поверхности катания бандажа, увеличивает фактическую площадь контакта и, следовательно, силу трения, что придает таким тормозным колодкам высокие фрикционные свойства и снижает их износ.
Однако в современных условиях эксплуатации тормозных колодок локомотивов невозможно обеспечить непрерывный контроль ее износа во время движения, а следовательно, и своевременную замену.
В настоящее время толщину тормозной колодки контролируют помощники машиниста линейкой или штангенциркулем на стоянке локомотива. Однако ввиду сложности прогнозирования износа колодки, а также наличия так называемого «человеческого фактора», невозможно предсказать ее толщину на участке обращения локомотивов из-за разности режимов вождения поездов машинистами.
Также российский опыт литья локомотивных тормозных колодок показывает, что при проектировании технологии часто нарушаться принципы питания и отливка горячем металлом при затвердевании. Зачастую это связано с неправильным расположением отливок в форме, что приводит к образованию (мостов, с спаев) которые препятствуют неправильному питанию отливки. Наличие стольного вкладыша в мести бандажа, в верхней полу форме, усугубляет эту ситуацию.
В результате в центре отливки образуется крупная усадочная поростость, это приводит к резкому увеличению износа, а в отдельных случаях и к разрушению колодки до нормативной выработки. Поэтому поиск усовершенствования технологии остается настоящее время актуальной задачей.
В ниже приведённых результатах исследования эти проблемы были четко выявлены, в результате чего предложены мероприятия по устранению этих дефектов.
-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ГЛАВА
-
Требования к локомотивным тормозным колодкам
-
Технические требования
Тормозные колодки должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и нормативными документами, утвержденными в установленном порядке. Точность отливки 10-7-0-10 - по ГОСТ 26645. Формовочные уклоны - по ГОСТ 3212.
Колодки изготавливают из чугуна марок, химический состав которых должен соответствовать нормам, указанным в таблице 2.1.
Таблица 2.1
| Марка чугуна тормозной колодки | Массовая доля элементов, % | ||||||
| С | Si | Mn | Р | S, не более | Ва | Са | |
| М | 2,7 - 3,4 | 0,7 - 1,0 | 0,4 - 0,9 | 0,4 - 0,9 | 0,20 | 0,05 - 0,2 | 0,05 - 0,15 |
| Р | 2,5 - 3,6 | 1,3 - 2,0 | 0,3 - 0,9 | 2,5 - 3,5 | 0,20 | - | - |
В чугуне тормозных колодок при условии обеспечения механических
В чугуне тормозных колодок при условии обеспечения механических свойств и выполнения других требований стандарта допускаются отклонения от норм по содержанию элементов.
Допускаемые отклонения приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2
| Наименование элемента | Допускаемое отклонение, %, для колодок из чугуна марок | |
| М | Р | |
| Углерод (С) | ± 0,1 | ± 0,1 |
| Кремний (Si) | ± 0,2 | ± 0,2 |
| Марганец (Мn) | ± 0,1 | ± 0,1 |
| Фосфор (Р) | -0,1 | +0,2 |
| Сера (S) | +0,02 | +0,02 |
Твердость тормозной колодки должна соответствовать:
229 - 302 НВ - для чугуна марки М;
217 - 303 НВ - для чугуна марки Р.
Номинальная масса тормозной колодки должна соответствовать:
14,7 кг - для чугуна марки М;
15,8 кг - для чугуна марки Р.
Микроструктура чугуна тормозных колодок должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.3.
Таблица 2.3
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Каркас (спинка) и скоба колодки должны изготавливаться из полос по ГОСТ 103 и ленты по ГОСТ 503 или листов по ГОСТ 19903 и ГОСТ 14637 следующих марок стали: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, БСт3 по ГОСТ 380 и 05кп, 08кп по ГОСТ 1050.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
