馬馳

摘要：介紹了一種新型自動(dòng)調(diào)整行程制動(dòng)缸的基本結(jié)構(gòu)、作用原理和試驗(yàn)情況。

中圖分類(lèi)號(hào)：U272文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)04(A)-0000-00

1、 概述

鐵路貨車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中閘瓦不斷磨耗，使車(chē)輪和閘瓦間隙偏大，導(dǎo)致制動(dòng)缸活塞行程過(guò)長(zhǎng)，制動(dòng)力偏小，從而影響行車(chē)安全；因此，鐵路貨車(chē)就需要安裝一個(gè)閘瓦間隙調(diào)整裝置，及時(shí)調(diào)整制動(dòng)缸活塞行程，使之保持在一定的尺寸范圍之內(nèi)。

在目前的鐵路貨車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)布置中，制動(dòng)系統(tǒng)各部件基本采用散開(kāi)式的傳統(tǒng)布置方式，制動(dòng)系統(tǒng)采用了多級(jí)杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，閘瓦間隙調(diào)整裝置和制動(dòng)缸是分開(kāi)布置的，在一些制動(dòng)裝置安裝空間受到限制的鐵路貨車(chē)上，制動(dòng)裝置將難以布置，即使勉強(qiáng)完成布置，往往制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)繁瑣且傳動(dòng)效率偏低。如果采用將閘瓦間隙調(diào)整裝置和制動(dòng)缸集成在一起的自動(dòng)調(diào)整行程制動(dòng)缸，則能很方便的解決該難題。

2、基本結(jié)構(gòu)

新型自動(dòng)調(diào)整行程制動(dòng)缸由閘瓦間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)和制動(dòng)缸兩部分組成。

制動(dòng)缸部分由緩解彈簧、活塞組成、制動(dòng)缸體、外套筒和復(fù)位彈簧組成。

閘瓦間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)主要由螺桿、彈簧（1）、彈簧（2）、套筒組成、推力軸承、調(diào)整螺母、拉桿、操縱桿等組成。

套筒組成可在活塞的推動(dòng)下伸出外套筒，當(dāng)活塞回退時(shí)套筒組成又可在復(fù)位彈簧的作用下縮回外套筒。套筒組成與外套筒的位置變化可控制操縱桿與套筒組成的位置變化，使操縱桿帶動(dòng)拉桿動(dòng)作，調(diào)整兩個(gè)彈簧對(duì)調(diào)整螺母作用力的大小，從而控制調(diào)整螺母是否可以脫開(kāi)離合面旋轉(zhuǎn)。當(dāng)調(diào)整螺母可旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿可以伸出或縮回套筒組成，從而調(diào)整閘瓦和車(chē)輪之間的間隙。

閘瓦間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)的基本工作原理簡(jiǎn)單說(shuō)就是一個(gè)壓桿，但做成兩截套在一起，一截做成螺桿，另一截做成一端帶控制機(jī)構(gòu)的空心的套筒組成，中間用調(diào)整螺母連接。當(dāng)調(diào)整螺母不受約束、可以旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓桿就會(huì)因旋轉(zhuǎn)方向不同而伸長(zhǎng)或縮短。為了能使其自動(dòng)調(diào)整而將調(diào)整螺母前后都裝上預(yù)壓縮的彈簧，并把螺桿和調(diào)整螺母的螺紋做成多頭的非自鎖螺紋，使彈簧能推動(dòng)螺母向前或向后轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致壓桿伸長(zhǎng)或縮短，即閘瓦間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)的總長(zhǎng)度伸長(zhǎng)或縮短。

閘瓦間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)內(nèi)有3個(gè)離合器，通過(guò)各個(gè)離合器的接合和脫開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)閘調(diào)器在各個(gè)工況下的作用（見(jiàn)圖2）。離合器A和B由調(diào)整螺母左右兩端外錐面和套筒內(nèi)腔與之對(duì)應(yīng)的兩個(gè)內(nèi)錐面組成；離合器C由操縱桿端部凸起面與制動(dòng)缸體與之對(duì)應(yīng)的平臺(tái)面組成。

3、 作用原理

新型自動(dòng)調(diào)整行程制動(dòng)缸的作用分為三個(gè)工況，第一是正常間隙時(shí)的工況，第二是大于正常間隙時(shí)的工況，第三是小于正常間隙時(shí)的工況，現(xiàn)闡述如下：

如圖2所示，為了說(shuō)明作用原理需要，增加了車(chē)輪、制動(dòng)梁閘瓦、制動(dòng)梁杠桿（1）、制動(dòng)梁杠桿（2），并簡(jiǎn)化了新型自動(dòng)調(diào)整行程制動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)。

緩解時(shí)各零部件所處位置如圖2所示。在緩解狀態(tài)下，制動(dòng)缸沒(méi)有受外力，各零部件是根據(jù)套筒內(nèi)兩個(gè)彈簧的彈簧壓力的作用保持在各自的位置，彈簧（1）的預(yù)壓力小于彈簧（2）的預(yù)壓力，此時(shí)離合器A接合，離合器B、C脫開(kāi)。

第一階段。制動(dòng)缸活塞逐漸向左移動(dòng)，帶動(dòng)套筒組成移動(dòng)，此時(shí)操縱桿跟隨套筒組成一起移動(dòng)，離合器C逐漸由脫開(kāi)轉(zhuǎn)為接合；在離合器C接觸之前，操縱桿沒(méi)有受力，暫時(shí)沒(méi)有動(dòng)作。

第二階段。正常間隙時(shí)，隨著制動(dòng)缸活塞繼續(xù)向左移動(dòng)，制動(dòng)梁閘瓦與車(chē)輪接觸，此時(shí)離合器C已經(jīng)接合，操縱桿不再跟隨套筒組成向左移動(dòng)，操縱桿帶動(dòng)拉桿停止向左移動(dòng)（見(jiàn)圖3）。

圖3

當(dāng)閘瓦間隙小于正常間隙時(shí)，在離合器C接觸之前，制動(dòng)梁閘瓦就已接觸到車(chē)輪，螺桿所受制動(dòng)梁杠桿（1）的反力增大；此時(shí)，這一增大后的反力和彈簧（1）共同作用在調(diào)整螺母上的合力將大于彈簧（2）作用在調(diào)整螺母上的作用力，推動(dòng)調(diào)整螺母和螺桿一起向左移動(dòng)；但此時(shí)彈簧（2）對(duì)調(diào)整螺母的作用力仍大于彈簧（1）對(duì)調(diào)整螺母的作用力，于是當(dāng)離合器A脫開(kāi)后，這一彈簧合力又有使離合器A接合的趨勢(shì)，由于離合器B也保持脫開(kāi)狀態(tài)，導(dǎo)致調(diào)整螺母旋轉(zhuǎn)，螺桿向左移動(dòng)縮進(jìn)套筒組成。

第三階段。正常間隙時(shí)，套筒繼續(xù)向左移動(dòng)，拉桿壓縮彈簧（2），使彈簧（2）作用在調(diào)整螺母上的作用力小于彈簧（1）作用在調(diào)整螺母上的作用力，這兩個(gè)相反作用力的合力（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：彈簧合力）和螺桿所受制動(dòng)梁杠桿（1）的反力共同作用，使調(diào)整螺母和螺桿一起向右移動(dòng)，使離合器A脫開(kāi)，離合器B接合（見(jiàn)圖4）。

當(dāng)閘瓦間隙大于正常間隙時(shí)，由于此時(shí)閘瓦仍未與車(chē)輪接觸，于是螺桿所受另一側(cè)制動(dòng)梁杠桿（1）的反力遠(yuǎn)小于彈簧這兩個(gè)相反作用力的合力，此時(shí)離合器A脫開(kāi)后，沒(méi)有立刻與離合器B接合，此時(shí)調(diào)整螺母由于沒(méi)有受到任何離合器摩擦副的約束，從而可以在螺桿上旋轉(zhuǎn)，由于彈簧（1）作用在螺桿上的力大于另一側(cè)制動(dòng)梁的反力，于是螺桿在彈簧（1）的作用力的推動(dòng)下向右側(cè)伸出套筒。這一過(guò)程直到兩側(cè)的制動(dòng)梁閘瓦接觸到車(chē)輪時(shí)停止。

第四階段。當(dāng)離合器B接合后，閘瓦間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)成一個(gè)壓死桿。此時(shí)，一端制動(dòng)力的傳遞過(guò)程是活塞→套筒→離合器B→調(diào)整螺母→螺桿→杠桿（1）；另一端的制動(dòng)力傳遞過(guò)程是制動(dòng)缸體→杠桿（2）。

4、 試驗(yàn)情況

對(duì)原理機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)臺(tái)性能試驗(yàn)，完成正常間隙穩(wěn)定性、間隙減小與增大及靈敏度、螺桿全行程伸長(zhǎng)與縮短等各項(xiàng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5、 結(jié)論

新型自動(dòng)調(diào)整行程制動(dòng)缸采用閘瓦間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)與制動(dòng)缸集成在一起的組合方式，構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、作用可靠；可有效解決制動(dòng)裝置安裝空間受到限制的鐵路貨車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)布置困難及制動(dòng)效率偏低的難題。