斜楔式踏面制動(dòng)單元原理分析

王冬

摘要：踏面制動(dòng)單元分成三種形式，通過(guò)對(duì)斜楔式踏面制動(dòng)單元作用原理分析，單純的通過(guò)改變?chǔ)两莵?lái)增加制動(dòng)倍率，并不是確切可行，但在空間受限制的情況下，可以考慮使用斜楔式踏面制動(dòng)單元。

關(guān)鍵詞：踏面制動(dòng) 斜楔式 原理 制動(dòng)倍率

現(xiàn)有踏面制動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)形式，可以分成三種形式：

1）杠桿式，有兩種形式：內(nèi)支點(diǎn)式和外支點(diǎn)式。

2）斜楔式

3）凸輪式

杠桿式的結(jié)構(gòu)形式，就是通過(guò)杠桿，將制動(dòng)缸的作用力傳遞到閘瓦上。這種結(jié)構(gòu)是現(xiàn)行制動(dòng)結(jié)構(gòu)常用的形式。踏面制動(dòng)單元將這種結(jié)構(gòu)緊縮，放置在一個(gè)緊湊的空間之中。

杠桿式踏面制動(dòng)單元，根據(jù)杠桿固定支點(diǎn)的位置，可以分成外支點(diǎn)式和內(nèi)支點(diǎn)式有兩種形式。

外支點(diǎn)式的杠桿固定支點(diǎn)在杠桿的一段，代表結(jié)構(gòu)有國(guó)產(chǎn)的JDYZ。

斜楔式的結(jié)構(gòu)形式，就是通過(guò)斜楔，將制動(dòng)缸的作用力傳遞到閘瓦上。斜楔與活塞聯(lián)成一體，其中一個(gè)面是直面，作為支撐面，與固定在箱體上支撐點(diǎn)接觸，為斜楔作用提供支撐；另一個(gè)面是斜面，作為推動(dòng)面，與固定在推桿上的支點(diǎn)接觸，推桿支點(diǎn)沿斜面滑動(dòng)，推動(dòng)閘瓦伸出，產(chǎn)生制動(dòng)作用。

凸輪式的結(jié)構(gòu)形式，就是通過(guò)凸輪，將制動(dòng)缸的作用力傳遞到閘瓦上。凸輪與活塞聯(lián)之間，可以是鉸接，也可以是滑動(dòng)接觸。通過(guò)活塞的運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)凸輪擺動(dòng)，再推動(dòng)推桿伸出，形成閘瓦壓力，產(chǎn)生制動(dòng)作用。

比較而言，凸輪式結(jié)構(gòu)，實(shí)際是斜楔式結(jié)構(gòu)的變體，或者說(shuō)二者互為變體，凸輪機(jī)構(gòu)顯得要復(fù)雜一些，在作用環(huán)節(jié)上，又增加了一環(huán)。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)行使用的一些踏面制動(dòng)單元如下表：

由表中可見(jiàn)斜楔式踏面制動(dòng)單元在我國(guó)應(yīng)用較為廣泛。

一、斜楔式踏面制動(dòng)單元結(jié)構(gòu)原理圖

當(dāng)制動(dòng)缸上部充風(fēng)是，活塞下移，帶動(dòng)斜楔下移，斜楔的斜面推動(dòng)推桿，安裝箭頭指示的方向移動(dòng)。

斜楔式踏面制動(dòng)單元作用原理簡(jiǎn)圖

二、斜楔式踏面制動(dòng)單元作用原理分析

XFD-1型踏面制動(dòng)單元受力分析圖

K=P×1/tanα= P×n （1）

n=K/P=1/tanα （2）

式中n—制動(dòng)倍率，P—制動(dòng)活塞作用力，K—制動(dòng)單元輸出力，α—斜楔角度。

由公式（2）可以看出， 該型制動(dòng)單元的制動(dòng)倍率只與制動(dòng)活塞的斜楔角度α有關(guān)。不必改變制動(dòng)單元的外型尺寸，只通過(guò)改變?chǔ)恋闹担涂梢缘玫较鄳?yīng)的n值， 故可以滿足各種軸重的機(jī)車及動(dòng)車組的制動(dòng)要求。

如果制動(dòng)倍率也為n=2.8時(shí)，斜楔角α約為20°。

將α角與1/tanα值的對(duì)應(yīng)關(guān)系摘錄一段，如下表。

可以看出，相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。然而制動(dòng)倍率并不能無(wú)限制的加大，其中有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶Ｅc杠桿式的結(jié)構(gòu)相似，制動(dòng)倍率的取值，受到制動(dòng)缸行程的限制，也即是受到踏面制動(dòng)單元結(jié)構(gòu)尺寸的限制。另外也受到間隙調(diào)整裝置的一次間隙調(diào)整量的影響。

踏面制動(dòng)單元本身就是以結(jié)構(gòu)緊湊見(jiàn)長(zhǎng)，增加制動(dòng)倍率，勢(shì)必增加制動(dòng)缸的行程，進(jìn)而加大踏面制動(dòng)單元的外形尺寸，因此單純的通過(guò)改變?chǔ)两莵?lái)增加制動(dòng)倍率，以適合“各種軸重的機(jī)車及動(dòng)車組的制動(dòng)要求”的想法，在操作上似乎并不是確切可行。

與杠桿式踏面制動(dòng)單元比較，斜楔式踏面制動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)形式相對(duì)小巧，因此在結(jié)構(gòu)空間的設(shè)置上有垂直式和水平式兩種，而兩種形式在結(jié)構(gòu)尺寸上的區(qū)別不大。只是在設(shè)置停放制動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，有外延擴(kuò)展，除此之外沒(méi)有差別。因此在空間受限制，制動(dòng)力能滿足要求.

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