Размещено на http://www.allbest.ru/

МПС РОССИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (РГОТУПС)

Контрольная работа

по дисциплине Основы технической диагностики

по теме

"Тормозное оборудование грузовых вагонов"

Студент Нестеров С.В.

7

Саратов - 2007

Тормозное оборудование служит для уменьшения скорости движения вагона и его остановки в заданном месте.

Важнейшим параметром эффективности работы тормозной системы является ее тормозной коэффициент или длина пути, которую вагон, движущийся с заданной скоростью, пройдет от момента начала торможения до полной остановки. Конструктивное исполнение тормозного оборудования весьма разнообразно. Однако если рассматривать его как автоматизированную систему, то можно выделить некоторое количество блоков, объединенных в единую структурную схему (рис. 1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1. Структурная схема тормозного оборудования

Работа тормозной системы проходит следующим образом. Управляющий блок 1 обеспечивает зарядку тормозной системы сжатым воздухом через тормозную магистраль (блок вязи 2) и при необходимости подает сигнал о начале торможения или отпуска. Управляющий сигнал воспринимает воздухораспредитель 3, который с помощью авторежима 4 включает в работу тормозной цилиндр 5 с рычажной передачей и авторегулятором 6. Силовое воздействие от тормозного цилиндра передается на фрикционную пару 7, которая обеспечивает поглощение кинетической энергии движения, т.е. торможение вагона. Процесс торможения колесной пары 9 контролируется и регулируется противоюзным устройством 8. Следовательно, эффективность работы тормозной системы обеспечивается качественным функционированием всех блоков. Причем преимущественно последовательно соединение блоков делает такую систему очень уязвимой, так как выход из строя одного из блоков приводит к отказу всей системы. Эта особенность работы тормозного оборудования требует четкой организации системы диагностирования и технического обслуживания.

Функциональное диагностирование эффективности действия автотормозов проводят во время движения поезда (после отправления до станции) в основном на равнинном прямом участке пути при скорости движения 40-60 км/ч. Для этого машинист выполняет пробное торможение поезда, обычно снижением давления в тормозной магистрали на 0,03-0,04 МПа. Если достаточный тормозной эффект не будет получен в течение 20-30с в грузовых поездах, то производят экстренное торможение и принимают другие меры к остановке поезда, так как тормоза функционируют неправильно. Опытные машинисты по темпу замедления поезда могут определить его тормозной коэффициент.

Например, в США в опытном порядке начала применяться следующая система диагностирования тормозных систем поезда. На последнем вагоне поезда и в кабине машиниста устанавливают электронные блоки с микропроцессорами, которые взаимодействуют между собой по радиосвязи. По соответствующей программе ведется контроль давления и утечек из тормозной магистрали в голове и хвосте поезда, процесса торможения и отпуска. По желанию машиниста эта информация выводится на дисплей, расположенный в кабине машиниста.

В вагонном хозяйстве на пунктах технического обслуживания широко применяют квазифункциональное диагностирование тормозного оборудования по структурным параметрам, которое получило название полного и сокращенного опробования тормозов. Сущность опробования состоит в следующем.

После зарядки тормозной сети поезда до установленного давления проверяется плотность воздухопровода. Для этого, например, в грузовых поездах кран машиниста устанавливают в положение II и измеряют время падения давления в главных резервуарах при выключенных компрессорах на 0,05 МПа. Норма времени устанавливается в зависимости от объема главных резервуаров и длины состава в осях.

После проверки плотности магистрали поезда производят контроль функционирования тормозов. Для этого выполняют ступень торможения снижением давления в магистрали на 0,06-0,07 МПа и устанавливают ручку крана машиниста в положение перекрыши с питанием. Все воздухораспределители поезда должны сработать на торможение и самопроизвольно не отпускать в течение всего времени проверки. Контроль действия тормозов производят осмотрщики вагонов, которые по структурным диагностическим параметрам оценивают техническое состояние тормозного оборудования. Диагностическими параметрами в данном случае являются: выход штока тормозного цилиндра, прижатие колодок к колесам, правильное расположение рычагов передачи, отсутствие интенсивных утечек воздуха в элементах тормозного оборудования. Если установлено, что тормозная система нормально сработала на торможение, то поддается сигнал отпустить тормоза и кран машиниста переводится в положение II. Производится контроль отпуска тормозов. Правильность отпуска проверяется по возвращению штоков в цилиндры, отходу тормозных колодок от колес, отсутствию интенсивных утечек, в том случае из воздухораспределителей.

Рис. 2. Схемы пунктов централизованного опробования тормозов

По окончании полного опробования тормозов заполняют справку о тормозах формы ВУ-45. На крупных ПТО для проведения диагностирования тормозов имеются пункты централизованного опробования (рис. 2). Получили распространение две схемы пунктов. В схеме А все диагностическое оборудование размещено в помещении пункта, а на Питу выведены трубопроводы с концевыми кранами 1, 2, 3, 4 для подключения тормозной сети составов и колонки двусторонней громкоговорящей связи. Опробованием тормозов поездов руководит оператор централизованного пункта, который выполняет его по описанному выше алгоритму.

В схеме Б на каждом междупутье устанавливают автономные полуавтоматы 5, 6, 7, 8 для диагностирования автотормозов по соответствующей программе. Централизованным является подвод сжатого воздуха и кабельные линии, по которым результаты диагностирования фиксируются на аппаратуре пункта Б. Оператор пункта фактически контролирует действия полуавтоматов и осмотрщиков вагонов, а также принимает решение об объеме ремонтных работ и ведет соответствующий учет. Как видно из описанной процедуры полного опробования тормозов, процесс это достаточно длительный, что затрудняет обслуживание поездов, особенно длинносоставных, увеличивает их простои на ПТО. Для сокращения процесса диагностирования тормозов исследователями ВНИИЖТа предложены два метода. Сущность первого метода состоит в том, что контроль плотности магистрали рекомендуется осуществлять по измерению расхода сжатого воздуха в процессе зарядки тормозной сети. Действительно, как показывает опыт эксплуатации, утечки воздуха в составе сосредоточены в основном в местах, где располагаются концевые краны, соединительные рукава, тройники, пылеловки, муфты. Поэтому состояние тормозной магистрали по существу характеризуется транзитным расходом, вызванным сосредоточенными в указанных местах утечками. Следовательно, производя измерение расхода воздуха при зарядке тормозной сети, можно сначала наблюдать большой расход, идущий на зарядку запасных резервуаров, а затем постепенную стабилизацию расхода сжатого воздуха. Этот стабилизированный уровень расхода воздуха фактически идет на пополнение утечек. Оценивая его в зависимости от длины поезда, можно определить соответствие плотности тормозной магистрали установленным нормам.

Второй способ состоит в том, что плотность тормозной магистрали проверяют после ступени торможения. В этом случае воздухораспределители вагонов срабатывают и отключаются от тормозной магистрали. Поэтому если через 15-20с после торможения провести проверку утечек, то они будут характеризовать плотность тормозной магистрали поезда. Значит, и в этом случае можно совместить две процедуры опробования тормозов и сократить время всего цикла диагностирования.

При сокращенном опробовании тормозов алгоритм диагностирования существенно упрощается. После зарядки тормозной сети производится ступень торможения и контролируется срабатывание тормозов только хвостовых вагонов. Если тормоза хвостовых вагонов сработали, то тормоза отпускают и контролируют качество отпуска тормозов хвостовых вагонов. Следовательно, при сокращенной пробе автотормозов проверяют фактически целостность и исправность тормозной магистрали поезда и с некоторой вероятностью действие всех тормозов по срабатыванию тормозов хвостовых вагонов.

Воздухораспределители и авторежимы

Методику диагностирования воздухораспределителей можно рассмотреть на примере испытания приборов грузовых вагонов. На испытательном стенде контролируют четыре параметра функционирования магистральной части воздухораспределителя и три - главной части.

Причем испытания диагностируемой, например, магистральной части проводят вместе с эталонной главной частью одного и того же типа воздухораспределителя. Подкомплекты, используемые в качестве эталонов, должны по всем параметрам отвечать требованиям заводских инструкций. При испытании проверяют работу магистральной части на равнинном груженном режиме по следующим параметрам: времени зарядки золотниковой камеры; мягкости действия; четкости функционирования при степени торможения и отпуске. Главную часть воздухораспределителя проверяют на горном порожнем и груженом режимах. При этом основное внимание уделяется контролю времени зарядки запасного резервуара, исправности действия обратного питательного клапана, наполнению и отпуску тормозного цилиндра (время и давление). В настоящее время на автотормозных контрольных пунктах внедряют испытательный стенд с автоматическим программным управлением типа СтВРГ-ПУ (Ст - стенд, ВРГ - воздухораспределителей грузовых, ПУ - с программным управлением).

Стенд работает следующим образом. Испытуемую и эталонную части воздухораспределителя устанавливают на прилавочные фланцы стенда и закрепляют пневматическими прижимами. Производят зарядку стенда и включают программный блок управления. Шаговые искатели программного блока, находящиеся в исходном положении, включают соответствующие электропневматические, измерительные приборы и начинают испытание воздухораспределителя по безусловному алгоритму диагностирования. Электроконтактные манометры измеряют давление в резервуарах и камерах воздухораспределителя, а счетчики временных интервалов фиксируют время (в секундах) наполнения или опорожнения резервуаров. Блок памяти запоминает и информацию и хранит ее до окончания проверки.

Если на каком-либо этапе диагностирования измеряемые параметры выйдут за пределы установленных норм, то испытания автоматически прекращаются и загорается красная сигнальная лампа. На блоке индикации указывается, на какой операции выявлен брак. Это позволяет быстро определять, какой узел воздухораспределителя неисправен.

тормозное оборудование грузовой вагон

Авторежимы. Диагностирование авторежимов проводят на стенде (рис. 3). Стенд состоит из пневматического зажима, в котором устанавливают авторежим 1 и соединяют с резервуаром 6 и через кран 2 с резервуаром 3. Редуктор 4, получая питание от магистрали 7 сжатого воздуха, поддерживает в резервуаре 3 заданное давление. В свою очередь резервуар 6 снабжен краном 5 с калиброванным отверстием. Имитация работы авторежима 1 при разных загрузках вагона осуществляется цилиндром 9 с помощью крана 8.

Диагностирование авторежимов проводят на стенде (рис. 3). Стенд состоит из пневматического зажима, в котором устанавливают авторежим 1 и соединяют с резервуаром 6 и через кран 2 с резервуаром 3. Редуктор 4, получая питание от магистрали 7 сжатого воздуха, поддерживает в резервуаре 3 заданное давление. В свою очередь резервуар 6 снабжен краном 5 с калиброванным отверстием. Имитация работы авторежима 1 при разных загрузках вагона осуществляется цилиндром 9 с помощью крана 8.

Рис. 3. Схема стенда для диагностирования авторежимов.

Диагностирование авторежима производится в следующей последовательности. Сначала редуктором 4 устанавливают в резервуаре 3 давление 0,3 - ⁺ 0,005 МПа, т.е. резервуар 3 будет имитировать работу воздухораспределителя тормоза вагона. Авторежим 1 устанавливают на работу в порожнем режиме, т.е. с зазором между головкой и штоком цилиндра 9 в отпущенном состоянии д ? 1 мм. Открывают кран 2, и сжатый воздух из резервуара 3 через авторежим 1 поступает в резервуар 6, который играет роль тормозного цилиндра. В тормозном резервуаре 6 должно установиться давление 0,125 - 0,135 МПа. На этом первый этап испытаний заканчивается. На втором этапе перекрывают кран 2, а из резервуара 6 сжатый воздух выпускается в атмосферу. В цилиндр 9 с помощью крана 8 подается сжатый воздух из магистрали 7. Цилиндр 9 срабатывает и утапливает головку авторежима 1 на 24 - ⁺ 1 мм, т.е. переводит его работу в среднем режиме. Далее редуктором 4 устанавливают исходное давление в резервуаре 3, открывают кран 2 и измеряют давление в тормозном резервуаре 6, которое должно быть 0,3 МПа. Время перемещения демпферного поршня авторежима вниз при выпуске воздуха из цилиндра 9 должно быть в пределах 13-25 секунд. В таком же порядке контролируют работу авторежима при других загрузках вагона, а также при имитации утечки из тормозного цилиндра за счет открытия калиброванного отверстия в кране 5 резервуара 6.

Авторегуляторы рычажной передачи

Эффективность тормозной системы во многом зависит от правильной работы тормозного цилиндра и рычажной передачи. Выход штока тормозного цилиндра должен быть в пределах норм, предусмотренных инструкциями МПС. Увеличение выхода штока сверх установленной нормы приводит к понижению эффективности действия тормоза, так как давление в тормозном цилиндре будет ниже расчетного значения. Малые выходы штоков при непрямодействующих тормозах вызывают завышение давления в тормозном цилиндре, что может вызвать заклинивание колес.

Выход штока тормозного цилиндра зависит не только от износа тормозных колодок, но и правильного регулирования рычажной передачи и ее жесткости. Тормозная рычажная передача должна быть отрегулирована так, чтобы в заторможенном состоянии горизонтальные рычаги занимали положение, близкое к перпендикулярному штоку тормозного цилиндра и тягам. Вертикальные рычаги на тележке должны иметь примерно одинаковый наклон, а подвеска и колодки образовывали бы примерно прямой угол между осью подвески направлением радиуса колеса, проходящего через центр нижнего шарнира подвески.

Жесткость передачи не должна быть ниже нормы. Например, на грузовом вагоне с тормозным цилиндром диаметром 14 и передаточным числом n _рп = 11,3 выход штока на порожнем режиме составляет 110 мм, на среднем режиме - ? 120 мм, а на груженном - ? 135 мм. Для обеспечения автоматического регулирования рычажной передачи применяют авторегуляторы, например, 536 М, 574 Б, и пневматический регулятор РБ 3. Регуляторы рычажной передачи проверяют на стенде (рис.4). Стенд состоит из тормозного цилиндра 1, соединенного с рычажной передачей, состоящей из горизонтального рычага 2, испытываемого регулятора 4, ограничителя 3, имитатора упругости тормозной передачи 5, вертикального рычага 6 с тормозной колодкой, имитатора колеса 7 с регулировочным винтом 8. Выход штока тормозного цилиндра 1 измеряют прибором 9. Регулируя винтом 8 положение имитатора колеса 7, можно уменьшить зазор между колесом и колодкой. Следовательно, стенд моделирует работу рычажной передачи на вагоне. Регулятор испытывают на стенде по алгоритму.

Рис. 4. Схема стенда для диагностирования авторегуляторов рычажной передачи.

С начала устанавливают регулятор в исходное положение, т.е. когда рычажная передача отрегулирована правильно и регулятор не должен срабатывать ни на роспуск, ни на стягивание передачи. В этом положении размер а от защитной трубы до контрольной риски на хвостовике винта должен находится в пределах 75 до 125 мм. После этого проверяют позиционную стабильность регулятора. Для этого наносят мелом продольную линию на трубе и тяги винта регулятора и имитируют на стенде ряд последовательных циклов торможения - отпуск. У исправного регулятора защитная труба в этом положении не должна вращаться относительно винта, т.е. размер а не должен изменяться. Далее проверяют действие регулятора на роспуск. Для этого поворотом регулирующей трубы навертывают гайку регулятора на винт на 1-2 оборота и тем самым уменьшают размер а. На стенде имитируется процесс торможения и регулятор должен восстановить первоначальный размер а, а при последующих торможениях он не должен изменяться. На следующем этапе проверяют действие регулятора на стягивание. Для этого регулирующую гайку поворачивают на 1-2 оборота, чтобы увеличить размер а, т.е. "распустить" передачу. После каждого торможения размер а должен уменьшаться, что наблюдается по меловой черте "измеряется прибором", нанесенном на защитной трубе и тяге.

Противоюзные устройства

Основная функция этих устройств заключается в предотвращении заклинивания колесных пар во время торможения. Противоюзное устройство состоит из осевого датчика, устанавливаемого на буксе колесной пары; предохранительного клапана, расположенного на кузове вагона и соединенного с осевым датчиком гибким шлангом; выпускного клапана, размещенного рядом с тормозным цилиндром. Работают устройства следующим образом. Осевой датчик при заклинивании колесной пары полает сигнал предохранительному клапану, который работает как усилитель и приводит в действие выпускной клапан. Через выпускной клапан, сжатый воздух из тормозного цилиндра выходит в атмосферу и происходит кратковременный отпуск тормоза. Как только частота вращения колесной пары восстановится, то возобновляется процесс торможения и так далее.

На вагонах получили применение три типа противоюзных устройств: инерционного типа, усовершенствованный для международных вагонов, электронный. Противоюзные устройства инерционного типа срабатывают при достижении замедления вращательного движения поверхности катания колеса 3-4 мм в секунду. В комплект усовершенствованного противоюзного устройства типа MWX входит 4 осевых датчика MWX2, два срабатывающих клапана MWА15 и четыре предохранительных клапана. Таким образом, устройства контролируют частоту вращения всех четырех колесных пар вагона.

В комплект электронного противоюзного устройства входит электронный блок, четыре тахогенератора, установленные на каждой оси колесной пары, и четыре сбрасывающих электропневматических клапана.

Рис. 5. Схеме стенда для диагностирования противоюзных устройств.

Питание осуществляется от аккумуляторной батареи. Не смотря на конструктивные отличия, все типы противоюзных устройств фактически имеют структурные сходные схемы и их контролируют на стенде (рис.5). Стенд для проверки противоюзного устройства включает: основание 1, на котором закрепляется букса 2 с датчиком 3 противоюзного устройства; тормозную колодку 4 с цилиндром 6, которая смонтирована на раме 5; вращатель 7 с клиноременной передачей; сбрасывающий клапан 8; воздухораспределитель 9; тормозной магистраль 10; запасной резервуар 11; тормозной цилиндр 12, и имитатор 13 рычажной передачи, в виде упругого элемента. Методика диагностирования состоит в следующем. Стенд включается и с помощью вращателя 7 с клиноременной передачей воспроизводится заданная частота вращения шейки оси колесной пары с маховиком. Подается сжатый воздух в цилиндр 6, который принимает тормозную колодку 4 к маховику. Начинается процесс торможения. Испытание противоюзного устройства проводится с начала при обычном торможении, т.е. замедления частоты вращения колесной пары менее 3 м/с^2. При этом противоюзное устройство не должно срабатывать. Далее имитируется заклинивание колесной пары, т.е. процесс остановки маховика происходит с замедлением более 3-4 м/с^2. В этом случае датчик 3 противоюзного устройства должен сработать на отключение тормозной системы, включить сбрасывающий клапан 8, который соединяет тормозной цилиндр 12 с атмосферой. Производится сброс давления из цилиндра 6 и процесс вращения оси колесной пары возобновляется. В это время клапан 8 закрывается и воздухораспределитель 9 соединяет запасной резервуар 11 с тормозным цилиндром 12, имитируя процесс торможения. Затем вновь воспроизводится срабатывание противоюзного датчика 3 и так далее.

Необходимо отметить, что описанный стенд состоит как бы из двух частей: первый, который имитирует заклинивание колесной пары и работу датчика, и второй, воспроизводящий работу обычных элементов тормозного оборудования - воздухораспределителя, запасного резервуара, тормозного цилиндра и рычажной передачи.

Диагностирование проводят по параметрам замедления, при котором срабатывает датчик, времени опорожнения и наполнения тормозного цилиндра, расходу сжатого воздуха из запасного резервуара при многократном срабатывании противоюзного устройства и другие. Противоюзное устройства регулируют из расчета, чтобы оно обеспечило предотвращение заклинивания колесной пары при минимальном снижении тормозной эффективности всей системы.

Магнитно-рельсовый тормоз

Такие тормоза используются в основном как дополнительные при экстренном торможении скоростных поездов. Электромагнитные башмаки располагаются с обеих сторон тележки в пространстве между колесами. Каждый такой башмак при отпущенном тормозе удерживается над рельсами пружинами, вмонтированными в вертикальные пневматические цилиндры с направляющими. Башмаки снабжены также амортизаторами и поперечными связями.

При экстренном торможении подается сжатый воздух в цилиндры, которые опускают башмаки на рельсы, и одновременно ток от аккумуляторов подается в обмотки электромагнитов башмаков. Электромагниты притягиваются, и происходит трение башмаков по рельсам, которое обеспечивает торможение вагонов.

Рис. 6. Схема стенда для диагностирования магнитно-рельсового тормоза.

Проверку эффективности работы магнитно-рельсовых тормозов проводят на стенде (рис. 6). Для испытания блок магнитно-рельсового тормоза 1 устанавливают на вращающиеся металлические круги 2, которые имитируют движущийся рельсовый путь, и закрепляют связями 3 с неподвижными опорами. Выполняют серию циклов торможение - отпуск. Тормозную эффективность измеряют по расходу мощности электродвигателей, вращающих круги 2. при проверке также измеряют время срабатывания башмаков на торможение и отпуск, контролируют эффективность работы подъемных устройств, гасителей и связей.

Требования охраны труда при ремонте тормозного оборудования грузовых вагонов

1. Ремонт тормозного оборудования должен осуществляться в соответствии с ремонтной и технологической документацией, требованиями Инструкции по ремонту тормозного оборудования вагонов специально подготовленными слесарями под контролем и руководством мастера или бригадира.

2. Перед сменой воздухораспределителей, выпускных клапанов, деталей тормозного оборудования, резервуаров, подводящих трубок к воздухораспределителю, перед вскрытием тормозных цилиндров и регулировкой рычажной передачи воздухораспределитель должен быть выключен, а воздух из запасного двухкамерного резервуара выпущен.

3. Стягивание тормозной рычажной передачи, при ее регулировки следует производить с помощью специального приспособления. Для совмещения отверстий в головках тяг и рычагах тормозной рычажной передачи необходимо пользоваться бородком и молотком. Проверять совпадение отверстий пальцами рук запрещается.

4. При продувке тормозной магистрали во избежание удара соединительным рукавом следует придерживать его рукой возле соединительной головки.

5. Перед разъединением соединительных рукавов концевые краны смежных вагонов должны быть перекрыты.

6. Для разборки поршня после извлечения его из тормозного цилиндра необходимо крышкой тормозного цилиндра сжать пружину на столько, чтобы можно было выбить штифт головки штока и снять крышку, постепенно отпуская ее до полного разжатия пружины.

7. Перед разъединением головки штока поршня тормозного цилиндра и горизонтального рычага воздухораспределитель должен быть выключен, а воздух из запасного и двухкамерного резервуара выпущен. Выемка и установка поршня тормозного цилиндра должны производиться с использованием специального приспособления.

8. Перед сменой концевого крана необходимо отключить тормозную магистраль грузового вагона от источника питания.

9. При ремонте тормозного оборудования под грузовым вагоном запрещается находиться у головки штока поршня тормозного цилиндра со стороны выхода штока и прикасаться к головке штока.

10. Запрещается обстукивать резервуары рабочей камеры и воздухораспределителя при их очистке, а также отвертывать заглушки тормозных приборов и резервуаров, находящихся под давлением.

11. Специальные установки и воздухоразборные колонки для опробования автотормозов и других целей должны быть оборудованы соединительными головками. При опробовании автотормозов запрещается производить работы по ремонту ходовых частей рамы, автотормозного устройства тормозов грузовых вагонов.

12. При ремонте оборудования, находящегося под грузовым вагоном, садиться на рельс запрещается.

Литература

1. Соколов М.М. Диагностирование вагонов.

2. Сергеев К.А., Готаулин В.В. Основы технической диагностики.

3. Биргер И.А. Техническая диагностика. М: Машиностроение.

Размещено на Allbest.ru