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        SS4型機車手制動裝置制動緩解狀態(tài)指示器

        2016-05-30 08:26:12張振貴
        關(guān)鍵詞:制動機車隱患

        張振貴

        摘 要:為防止機車長時間停放發(fā)生機車溜逸事件,需要對機車進行一個機械制動,確保機車長時間停放時產(chǎn)生一定的制動力,SS4電力機車加裝了手制動機系統(tǒng)進行產(chǎn)生制動功能。SS4機車手制動機系統(tǒng)由安裝在司機室后墻上的手制動機手輪、小鏈輪、鏈條、大鏈輪、絲杠、橫杠桿、拉桿組成;通過手輪旋轉(zhuǎn)帶動機構(gòu)連續(xù)運動,使車輪制動,直至旋轉(zhuǎn)到制動極限點。反之即手輪反轉(zhuǎn)直至松開極限點。而SS4型機車手制動裝置施加制動力后沒有制動、緩解狀態(tài)顯示設備,如果乘務員或整備作業(yè)人員稍有馬虎,在動車前未確認手制動裝置制動未撤銷,就會造成機車帶閘運行,進而造成車輪過熱等嚴重后果,長時間運用,會產(chǎn)生車輪踏面過熱,造成分體輪輪箍弛緩、外穿,機車輪對輪距改變,形成車輪脫軌事故;或整體輪車輪過熱,機車制動時制動力下降,形成行車安全隱患。為避免此隱患發(fā)生,我們決定為手制動裝置研發(fā)一套性能可靠、功能齊全、顯示直觀的制動緩解狀態(tài)指示器。目的就是把制動手輪轉(zhuǎn)到制動區(qū)域和間隙區(qū)域時,能將該區(qū)域的位置直觀的反應到操作輪箱體上的顯示器中。但極限位置必須經(jīng)過操作者通過手輪旋轉(zhuǎn)達到極限點位置(手感覺和視覺檢查)。

        關(guān)鍵詞:機車;制動;隱患;手制動

        一方面乘務員在機車運用中能直接監(jiān)視手制動機是否上閘,二方面機車出入庫,地勤檢查人員上車也能有效判斷機車手制動機是否在制動狀態(tài),從而有效避免盲目動車造車機車手制動在制動狀態(tài)造成機車上閘動車發(fā)生輪對弛緩的故障,三是各級檢查人員上車,能夠很明顯判斷出機車手制動機是否在上閘狀態(tài),有效保證常備機車留逸的發(fā)生。

        1 設計方案

        方案1:運用電氣原理,布置傳感器探測閘瓦與車輪踏面的間隙及壓力,再通過電磁閥控制指示牌紅綠轉(zhuǎn)換以顯示制動緩解狀態(tài)??紤]傳感器會受到機車其它電氣部件的電磁干擾,傳遞的信號會導致電磁閥的誤動作,而且布線、裝配件涉及車上及車下,復雜且對機車擾動大,費時費工,配件成本高昂,后期維護不便,故放棄該方案。

        方案2:運用機械原理,對手制動裝置手輪與指示器顯示牌之間的運動規(guī)律進行運動分析,確定運動方案,設計機械傳動結(jié)構(gòu),使手輪產(chǎn)生的圓周運動轉(zhuǎn)化為指示牌上下翻動的直線運動,反映出制動緩解狀態(tài)。該方案只在手制動裝置手輪處加裝機械機構(gòu),無電氣元件,結(jié)構(gòu)簡單,傳動簡單且可靠,對機車擾動小,加裝省時省力,配件成本低,后期維護方便,經(jīng)過對比,使手制動機功能可靠、安裝簡單、操作方便,我們選擇了機械原理。

        2 基本原理

        在制動手輪的主軸上固定一套鏈傳動,手輪帶動主動鏈輪,鏈條帶動從動鏈輪,從動鏈輪處安裝一臺微型減速機,減速圈數(shù)20圈以內(nèi)用1比40減速機,20至30圈用1比60減速機。工作時通過鏈傳動裝置將主動手輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰴C構(gòu)的滑塊直線運動,通過顯示器窗口反映出制動區(qū)域或間隙區(qū)域,使操作者及時了解手自動處于的工作位置。但此窗口只反映自動區(qū)域和間隙區(qū)域,不精確反映制動與松開的極限點位置,其極限點位置必須通過手感和視覺觀察才能確定。

        3 關(guān)鍵技術(shù)

        3.1 行星減速器

        由于完全施加手制動要轉(zhuǎn)動手輪20轉(zhuǎn)左右,產(chǎn)生圓弧度ω=360°/轉(zhuǎn)×20轉(zhuǎn)=7200°,行程巨大,直接將圓周運動轉(zhuǎn)化為直線運動將產(chǎn)生巨大直線位移,所以必須在轉(zhuǎn)化過程中進行調(diào)速,加入減速器,且減速器傳動比須夠大,如采用普通齒輪減速器結(jié)構(gòu)復雜、體積大,占用司機室空間太大,經(jīng)大量查閱資料后我們找到了解決方法,采用行星減速器,不僅體積小而且同等體積下傳動比大,最終選用1:40的行星減速器,使輸出的圓弧度ω1=7200°÷40=180°,即產(chǎn)生1/2周的圓弧度。

        3.2 將圓周運動轉(zhuǎn)化為直線運動

        研究了曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)、蝸輪機構(gòu)、蝸桿機構(gòu)、棘輪機構(gòu)后,我們創(chuàng)新性的將曲柄滑塊機構(gòu)與凸輪機構(gòu)相結(jié)合設計出凸輪滑塊機構(gòu)這樣的多運動副復合機構(gòu),將圓周運動轉(zhuǎn)化為直線運動。

        3.3 確定凸輪副的臂長

        由于安裝指示牌處所的空間有限,臂長直接決定了指示牌的大小,確定合適的臂長顯得尤為關(guān)鍵,經(jīng)過反復試驗,計算行程,最終確定臂長為18mm。

        4 安裝

        4.1 安裝步驟

        ①將選好的鏈輪安裝于手制動裝置手輪轉(zhuǎn)軸上,通過鏈條將鏈輪與行星減速器相連接;

        ②將行星減速器輸出軸與凸輪副相連接;

        ③調(diào)試凸輪副與指示器顯示屏之間位置,固定顯示屏;

        ④轉(zhuǎn)動手制動裝置手輪測試指示器顯示狀態(tài)是否準確。

        4.2 指示器樣式及安裝位置

        ①指示器安裝于機車A節(jié)司機室后墻手制動裝置手輪柜處(如圖1),由安裝架、鏈輪裝置、減速器和顯示面板組成。

        ②安裝指示器前必須確認手制動裝置狀態(tài)良好,如作用不良必須對手制動裝置進行整治良好后方可安裝。

        ③指示器顯示面板小窗口可隨手制動裝置手輪轉(zhuǎn)動至緩解、制動位而對應顯示為綠色、紅色,當顯示面板小窗口完全顯示為綠色時代表手制動裝置完全緩解,當顯示面板小窗口完全顯示為紅色時代表手制動裝置完全制動。

        ④機車B節(jié)手制動裝置不啟用,不安裝指示器,緩解后,司機室手制動裝置手輪用鉛封封死,任何人不得擅自轉(zhuǎn)動。

        5 操作過程

        5.1 施加手制動操作過程

        ①順時針按照標識 “制動”方向轉(zhuǎn)動手制動裝置手輪,直到手輪不能再轉(zhuǎn)動為止,查看指示器顯示面板全部顯示紅色。

        ②下車確認A節(jié)2軸轉(zhuǎn)向架上方左右兩側(cè)手制動裝置豎杠桿與橫拉桿孔無間隙。

        ③緩解小閘,查看A節(jié)2軸左右兩側(cè)車輪踏面與閘瓦抱緊。

        注:如第②步驟無法判斷手制動裝置豎杠桿與橫拉桿孔是否有間隙,則執(zhí)行①、③步驟即可。

        5.2 制動轉(zhuǎn)向緩減時操作步驟

        ①逆時針按照標識 “緩解”方向轉(zhuǎn)動手制動裝置手輪,直到手輪不能再轉(zhuǎn)動為止,查看指示器顯示面板全部顯示綠色;

        ②下車確認A節(jié)2軸轉(zhuǎn)向架上方左右兩側(cè)手制動裝置豎杠桿與橫拉桿孔分離;

        ③緩解小閘,查看A節(jié)2軸左右兩側(cè)車輪踏面與閘瓦分離。如第②步驟無法判斷手制動裝置豎杠桿與橫拉桿孔是否分離,則執(zhí)行①、③步驟即可。

        5.3 指示器發(fā)生異常處理方法

        5.3.1 施加手制動后發(fā)現(xiàn)指示器顯示面板未全部顯示為紅色

        ①緩解小閘,查看A節(jié)2軸左右兩側(cè)車輪踏面與閘瓦抱緊,此情況手制動裝置制動良好,指示器故障,提票整修指示器;

        ②緩解小閘,查看A節(jié)2軸左右兩側(cè)車輪踏面與閘瓦分開,此情況手制動裝置故障,提票整修手制動裝置。

        5.3.2 撤銷手制動后發(fā)現(xiàn)指示器顯示面板未全部顯示為綠色

        ①緩解小閘,查看A節(jié)2軸左右兩側(cè)車輪踏面與閘瓦分離,此情況手制動裝置緩解良好,指示器故障,提票整修指示器;

        ②緩解小閘,查看A節(jié)2軸左右兩側(cè)車輪踏面與閘瓦壓緊,此情況制動缸故障或手制動裝置故障,提票整修制動缸或手制動裝置。

        5.3.3 其他規(guī)定

        指示器安裝完畢后任何人未經(jīng)允許不得擅自擾動指示器;乘務員及整備作業(yè)人員動車前必須首先確認指示器全部顯示綠色(緩解),然后確認A節(jié)2軸轉(zhuǎn)向架上方左右兩側(cè)手制動裝置豎杠桿與橫拉桿孔有間隙,緩解小閘后A節(jié)2軸左右兩側(cè)車輪踏面與閘瓦分離后方可動車,如發(fā)現(xiàn)異常及時提票處理。

        6 取得效果

        SS4型機車手制動裝置制動緩解狀態(tài)指示器裝車后,聯(lián)合駐段驗收室共同現(xiàn)場鑒定,經(jīng)反復試驗確認穩(wěn)定可靠、設計理念先進、顯示直觀醒目、成本經(jīng)濟、機構(gòu)簡約、美觀大方,能夠有效的達到防止機車因未撤銷手制動而造成車輪過熱的隱患。我們決定擴大裝車試驗,推廣使用。目前我段126臺SS4機車全部安裝這種手制動機顯示器。通過一年的運行考驗,沒有發(fā)生一起車輪上閘動車和常備機車留逸事件。

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