踏面制动单元组装试验问题研究

唐虎（时代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412000）



踏面制动单元组装试验问题研究

唐虎
（时代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412000）

摘要：研究了铁路常用踏面制动单元试验中常见问题及解决办法。

关键词：踏面制动单元；试验；间隙调整动作

人为地使列车减速或阻止其加速叫做制动。为了施行制动而在轨道车辆上装设的由一整套零部件组成的装置成为制动装置。地铁动车组的制动系统由风源装置、制动控制装置、基础制动执行装置构成。空气制动力通过基础制动装置转换为制动力作用在轴对或制动盘上，最终实现列车的减速或停车。踏面制动单元一般应用在时速在100km/h以下的列车上，现在我公司提供的带停放的踏面制动单元和不带停放的踏面制动单元两种产品均运用在在建的地铁线路上。经过部门所有人的共同努力，我们的产品越来越成熟，但在踏面制动单元的组装试验过程中也出现了各种各样的问题，本文将对制动后无间隙调整动作的问题做分析解决。

一、踏面制动单元的功能

踏面制动是将经制动控制装置输出的制动空气压力转换为制动力通过闸瓦作用于车辆轮对轮缘面上的制动方式。制动时闸瓦压紧车轮轮缘，产生制动力，将车辆运行动能通过轮、瓦间的摩擦变成热能，最终逸散出去。

由于摩擦产生的损耗会使闸瓦变得越来越薄，由此闸瓦与车轮间距就会变大。踏面制动单元内集合了间隙调整装置，可以根据闸瓦的磨耗自动调整闸瓦与车轮间距，保持闸瓦与车轮间距的固定不变。

二、踏面制动单元的特点

1.重量轻,体积小,安装方便；

2.输出力大,制动率调整方便；

3.闸调器动作准确,性能可靠；

4.采用了自动调整闸瓦位置的闸瓦托结构,防止丝杠弯曲或变形；

5.采用全密封结构,防尘、防雨,并可延长使用寿命。

三、踏面制动单元工作原理分析

以不带停放的踏面制动单元为例，结构图如图（1）所示：

四、闸瓦间隙正常时的运动原理

（一）制动状态。

制动时空气压力P进入制动缸，克服活塞复原弹簧的反作用力，推动活塞向下移动，并推动轭及推力衬套，向前移动，推动闸瓦托，使闸瓦压在车轮上产生制动作用。

当制动时，推力衬套移动，在螺杆和闸瓦向前移动的情况下，后引导螺母及齿座向前移动距离A，此距离为闸瓦与车轮踏面的正常间隙，此时，闸瓦与车轮踏面刚接触。

在气压作用下，活塞继续向下移动，推力衬套也继续向前移动时，在制动缸输出力的作用下，压缩离合器弹簧，直至将制动环压紧。此时，由于制动环夹紧，进而使后引导螺母不能转动。在制动过程中，闸瓦如果磨耗f距离，螺杆组成就继续向前移动f距离，从而使引导螺母与齿座间产生间隙，此时，螺杆组成共移动距离为A+f。

（二）缓解状态。

缓解时，空气压力P由制动缸排出，在活塞复原弹簧反力的作用下，推动活塞向上移动，在推力衬套复原弹簧力的作用下，推力衬套向后移动，并带动轭向后移动，在推力衬套向后移动过程中，间隙调整器动作，同时使闸瓦离开车轮，使踏面制动单元处于缓解位。

缓解时，在缓解弹簧反力的作用下，推力衬套带动螺杆迅速后退，使闸瓦离开车轮踏面。在作用力消除情况下，制动环松开，引导螺母锁紧解除，使之可以转动。此时，由于闸瓦已磨损了f，引导螺母与弹簧套之间仍具有f距离。在推力衬套向后移动过程中，在引导弹簧反力作用下，引导螺母旋转，直至后引导螺母与弹簧套齿座接触并啮合，使后引导螺母复位。此时，后引导螺母与螺杆组成之间相对移动了f距离，此距离正好为闸瓦磨耗厚度。

当继续缓解时，引导螺母与弹簧套同时在调整后盖沟槽内移动A距离，并与调整后盖接触。由于前调整螺母在制动时，随螺杆向前移动了与闸瓦磨耗厚度相等的距离f。

当继续缓解时，由于推力衬套向后移动，使调整螺母与锁紧垫圈脱开，在前调整弹簧反力作用下，调整螺母在螺杆组成上旋转，致使调整螺母齿与锁紧垫圈接触并啮合。此时，使螺杆向前伸长了与闸瓦磨耗量f相同的距离。前调整螺母与齿的复位啮合，使螺杆牢固旋和，能够传递下次制动输出力。此次制动与缓解过程，自动补偿了闸瓦磨耗引起的闸瓦间隙过大，保持了闸瓦与车轮踏面的正常间隙。

五、组装试验中故障描述与分析解决

试验过程中发现有一些踏面制动单元的间隙调整功能没有起到作用或间隙调整量过小。放慢给气速度观察发现制动过程开始之初，推力衬套要比螺杆早伸出来一些，也就是说推力衬套与螺杆没有一起运动。而在缓解过程要结束时，螺杆没有调整量。通过对闸调器原理的分析，我们知道螺杆的运动只受到前后调整螺母与螺杆的影响，所以问题可能出在这两个螺母和螺杆身上，有可能是前后调整螺母不旋转造成的没有间隙调整。由上面的运动分析可知，由于推力衬套比螺杆早伸出，可知螺杆在刚开始时不受力，即调整螺母与锁紧垫圈之间存在间隙B。正常情况下不应该存在此间隙，调整螺母在前次调整时应该旋回，现在调整螺母没有旋回，可知调整螺母受到一个向前的作用力与前弹簧平衡，即螺杆与前调整螺母间配合出现问题，螺母不能自由旋转。由于是螺母与螺杆的配合出现问题，所以我们取出调整螺母并更换上一个新的调整螺母，重新组装后，问题得到解决。

中图分类号：U264.91

文献标识码：A

文章编号：1671-864X（2016）04-0282-01