闸调器的工作原理

(一)原始状态

原始状态是指闸调器装车后,在正常缓解状态下,其控制距离A按照闸瓦与车轮的正常间隙调整合适。

因为闸调器没有受力,各零部件是根据外体内4个弹簧压力的作用保持在各自的位置上,离合器B,D,C处于结合状态,E处于脱开状态,存在这3个轴向间隙δ1,δ2,δ3,弹簧盒座与调整螺母相接处,4个弹簧依各自装入时的预压力处于安装位置,控制挡铁左侧与外体右端面距离为A。

(二)正常间隙时,闸调器的动作

闸瓦间隙处于正常状态下,闸瓦与车轮接触时,控制挡铁向左移动和外体向右移动的距离之和等于A,即两者正好相接处,螺杆工作长度不变。

具体动作过程:

1、制动时

(1)制动初始阶段

此阶段由拉杆传递过来的拉力小于主弹簧预压力,主弹簧没有被压缩,闸调器呈刚性传递,制动时,力的传递过程是:拉杆头——拉杆——挡圈——轴承——主弹簧座——主弹簧—外体后盖——外体——外体前盖——离合器白——引导螺母——螺杆。在闸调器向右移动过程中,一位转向架的闸瓦逐渐向车轮靠近,同时控制挡铁向左移动过程中,二位转向架的闸瓦也逐渐向车轮靠近,当外体右端与控制挡铁相接触时,消除了距离A,正好一,二位转向架也都与车轮相接处。

(2)制动拉力逐渐增大阶段

此后,制动作用继续进行,闸调器传递的制动拉力逐渐增大,由于闸瓦碰到车轮,使控制杆与外体暂时不能移动。

①当制动拉力大于主弹簧预压力,而小于压紧弹簧预压力时.

主弹簧开始被压缩,闸调器不能刚性传递。力的传递过程;拉杆——拉杆端头——活动套——压紧弹簧——套筒盖——套简体,套筒体右移,离合器D脱开,E接合,消除了间隙δ2,主弹簧被压缩了δ2。

②当制动拉力增加到大于压紧弹簧预压力时

压紧弹簧被压缩,活动套右端与套筒盖左端相接触,消除了间隙δ3,离合器C脱开,主弹簧被压缩了δ3。

此阶段,制动拉力的传递过程;拉杆头——拉杆——拉杆端头——活动套——套筒盖——套筒体——离合器E——调整螺母——螺杆。拉杆头与外体右端距离增加了(δ2+δ3),闸调器总长增加了(δ2+δ3)。

(3)制动拉力继续增加,制动传动杠杆系统产生了弹性变形阶段

在以上动作中,外体在控制挡铁的作用下,不能右移,以后由于制动拉力继续增加很大,制动传动杠杆系统产生弹性变形,设t1为一位传动杠杆系统向右的弹性变形量。T2为二位传动杠杆系统向左的弹性变形量,拉杆通过套筒体,调整螺母将螺杆向左移动了t1,控制挡铁将外体推动向左移动了t2,在上述两动作同时发生时,弹簧盒中节被挡圈挡住,消除了间隙δ1,离合器B脱开,引导螺母顺时针旋转向左移动。两螺母之间距离增大了(t1+t2-δ1)即e,螺杆工作长度缩短了(t1+t2)。

制动到此结束。

此时,闸调器各零部件之间的变化结果如下:

引导螺母外锥齿和前盖内锥齿脱开,离合器B脱开;弹簧盒中节与挡圈之间的间隙δ1消除;引导螺母右端与调整螺母左端之距离比原始状态增加了(tl+t2-δ1);螺杆的工作长

度缩短了(tl+t2);离合器E锁紧,而D脱开,间隙为(δ2+δ3);主弹簧比原始状态压缩了(t1+t2+δ2+δ3);拉杆头与外体右端距离增大了(t1+t2+δ2+δ3);闸调器总长比原始状态增大了(δ2+δ3)。

2、缓解时

(1)缓解初始阶段

缓解开始后,制动拉力逐渐降低,传动杠杆系统的弹性变形逐渐消除。由于二位传动杠杆的弹性变形消除,控制挡铁向右移动,主弹簧伸长,使外体右移,关闭了离合器B,弹簧盒中节与挡圈之间的间隙δ1恢复。与此同时,由于一位传动杠杆的弹性变形消除,也使主弹簧伸长,拉杆左移,套筒体,调整螺母,和螺杆向左移动。在拉杆向左移动和外体向右移动的过程中,引导螺母连同外体逆时针方向旋转,直到外体向右移动了t1,螺杆向左移动了t2,弹簧盒座与调整螺母接触,弹性变形完全消除。

此时,主弹簧伸长了(tl+t2),螺杆的工作长度伸长了(t1+t2),恢复到原始状态。

弹簧盒座与调整螺母之间消除了(t1+t2一δ1),恢复

接触。拉杆头距外体右端面距离缩短了(t1+t2),闸调器总长增加了(δ2+δ3)。

外体右端面与控制挡铁左侧面仍然接触。

(2)制动拉力继续下降阶段

①制动拉力下降小于压紧弹簧压力。压紧弹簧松开,拉杆同时向左移动,活动套也向左移动至离合器C闭合,。恢复轴向间隙δ3,主弹簧伸长了δ3。

②制动拉力继续下降,小于主弹簧的预压力。主弹簧向左伸长,套筒体随之向左移动,离合器E脱开,离合器D接合,主弹簧伸长了δ2。至此,闸调器已恢复到原始状态,螺杆工作长度及拉杆头与外体右端的距离也都与原始状态是相同。最后,随着缓解的完全结束,控制挡铁与外体右端距离可以达到A位置。

(三)大于正常间隙时,闸调器的动作

制动开始时,闸调器的原始状态与正常间隙时相同,闸瓦与车轮距离大于正常间隙,挡控制挡铁与外体接触后,闸瓦未与车轮接触,即闸调器外体向右移动和控制挡铁向左移动距离之和大于A位置。

具体动作过程;

1、制动时

(1)制动初始阶段

此阶段右拉杆传递过来的拉力小于主弹簧的预压力,主弹簧没有被压缩,闸调启程刚性传递,力的传递过程;拉杆头——拉杆——轴向挡圈——轴承——主弹簧座——主弹簧——外体——前盖——离合器——引导螺母——螺杆。同时,控制挡铁向左移动,当两者相遇后,闸瓦还没靠上车轮。

(2)制动拉力继续增大阶段。

初始阶段结束后,因为闸瓦与车轮没有接触,所以,闸调器仍能向右移动,控制挡铁仍能向左移动。

①当制动拉力大于主弹簧预压力而小于压紧弹簧的预压力时;

拉杆通过拉杆端头、活动套、压紧弹簧、套筒盖,将套筒体向右移动,使离合器E接合,D脱开,消除了间隙δ2,主弹簧被压缩了δ2,制动拉力继续增加,拉杆通过套筒体,调整螺母,将螺杆拉动右移了△M1,此时,一位转向架的闸瓦接触到车轮,主弹簧压缩了△M1,与此同时,控制挡铁向左移动,推动外体向左移动距离△M2,二位转向架的闸瓦接触车轮,主弹簧被压缩了△M2,△M1、△M2,是由间隙增大反映到一、二位上拉杆上的增多移动量,在移动△M1、△M2的过程中,是引导螺母的外锥齿与前盖的内锥齿脱开,即离合器B脱开,弹簧盒中节与挡圈之间的间隙δ1消除:并使引导螺母在螺杆上顺时针旋转,

向左移动。结果,弹簧盒与调整螺母距离增大了(△M1+△M2-δ1),螺杆工作长度缩短了(△M1 + △M2),主弹簧被压缩了(△M1+△M2+d2),闸调器比原始状态增加了δ2。

②当制动拉力增大,大于压紧弹簧预压力时;

拉杆通过拉杆端头,活动套压缩压紧弹簧,是活动套右移与套筒盖接触,消除间隙δ3,主弹簧随之被压缩δ3,离合器C脱开,此后,力的传递过程;拉开——拉杆端头——活动套——套筒体——调整螺母——螺杆。控制挡铁压紧外体,结果,闸调其总长增加了δ3。

(3)制动拉力继续增加,制动传动杠杆系统产生弹性变形阶段

在上阶段结束后,控制挡铁与外体接触不能移动,当制动拉力继续增大时,制动传动杠杆系统产生弹性变形,该阶段闸调器的动作同正常间隙弹性变形是相同,不同的就是闸调器在控制挡铁的推动下向左移动,因离合器B已脱开,δ1,消除,所以在移动中,没有上述动作产生,只是引导螺母顺时针旋转向左移动,结果使得两螺母距离变为(△M1+△M2-δ1 + t1 + t2)。制动到此结束。

此时,闸调器各零部件之间的变化结果如下:

离合器B脱开;弹簧盒座距调整螺母之间的距离(△M l +△M 2 –δ1 + t1 + t2);

螺杆的工作长度缩短了(△Ml + △M2 + tl + t2);

主弹簧比原始状态压缩了(△M1 +△M2 + t1 + t2+δ2+δ3);

拉杆头与外体右端距离增加了(△M1 +△M2 + t1 + t2 + δ2 + δ3);

闸调器总长比原始状态增加了(δ2+δ3)。

2、缓解时

(1)缓解初始状态

缓解开始后,制动拉力逐渐降低,制动杠杆传递系统的弹性变形逐渐消除,控制挡铁向右移动,主弹簧伸长,离合器B接合,消除的间隙δ1又恢复,主弹簧伸长了,是引导螺母及外体逆时针旋转,向右移动,主弹簧继续伸长,外体继续右移,与此同时,拉杆向左伸长,活动套,套筒盖,调整螺母,螺杆一起向左移动,弹簧盒座与调整螺母的距离逐渐靠近,直至弹性变形完全消失除。此阶段结束后,各零部件的位置如下:

螺杆的工作长度比原始状态缩短了(△M1 + △M2);

主弹簧存在的压缩量为(△M1+△M2+δ2+δ3);

调整螺母与引导螺母弹簧盒座的距离为(△M1+△M2);

闸调器比原始状态伸长了(δ2+δ3)。

(2)制动拉力继续下降阶段

①制动拉力下降至小于主弹簧的压力

拉杆继续左移,活动套随拉杆向左移动,压紧弹簧放开,恢复间隙δ3,离合器C接合,主弹簧伸长δ3。

②制动拉力下降至小于主弹簧的压力

拉杆继续左移,主弹簧向左伸长,套筒体及套筒盖在主弹簧的推动下向左移动,使离合器E脱开,在离合器E脱开而D未锁住,调整螺母处于自由状态下,其在小弹簧压力的作用下,向左旋转,因为主弹簧随着拉杆左移而伸长,故套筒体同步左移至调整螺母与弹簧盒座接触位止,调整螺母共向左移了(△M1+△M2)的距离,主弹簧伸长了(△MI+△M2)以后,主弹簧继续伸长,至离合器D完全锁住,恢复间隙δ2。动作至此,缓解完全结束,闸调器左移,控制挡铁右移,外体右端至控制挡铁的距离为A。此时,闸调器的各零部件的位置如下;

螺杆的工作长度缩短了(△M1+△M2);

其他部分同原始状态相同。

(四)小于正常间隙时,闸调器的动作

在更换新闸瓦后,或由于其他原因,引起闸瓦与车轮之间的间隙小于正常间隙时,闸调器需经过两次制动循环后,才是闸调其总长伸长,闸瓦恢复到正常间隙。

1.第一次制动循环

制动开始前,闸调器的原始状态与正常间隙时相同,因闸瓦与车轮间隙小于正常间隙及两者接触后,控制挡铁与外体还未接触上。控制挡铁向左移动的距离和外体向右移动的距离之和小于A。

制动时:

(1)制动初始阶段

制动开始后,由拉杆传来的制动力小于主弹簧的预压力,主弹簧没有被压缩,闸调器呈刚性传递,力的传递过程同正常间隙制动初始阶段相同,当闸瓦与车轮全部接触后,控制挡铁与外体右端面仍留有一段距离(△N1+△N2)即m。△Nl、△N2分别为一、二位转向架上闸瓦间隙小于正常间隙的减小值。

(2)制动拉力逐渐增大阶段

①制动力逐渐增大至大于主弹簧的压力

制动拉力通过拉杆,带动活动套、压紧弹簧、套筒盖、套筒体一起右移,消除离合器E 处的轴向间隙δ2,离合器E接合,而D脱开,主弹簧被压缩了δ2,拉杆向右移动了δ2。

②制动拉力逐渐增大至大于压紧弹簧的压力

制动拉力通过拉杆,带动拉杆端头,活动套右移,至活动套右端面接触套筒盖,消除间隙δ3,离合器C脱开,主弹簧被压缩了δ3。

这时,由于离合器C被打开,而控制挡铁仍未与外体右端接触,主弹簧要伸长,外体通过离合器B带动引导螺母在螺杆上做逆时针旋转向右移动,而调整螺母由于被离合器E锁紧而不能在螺杆上运动,这样,引导螺母在向右移动过程中,就要压缩引导螺母弹簧,这个动作直到外体右端面与控制挡铁相接触后,不再移动,这样,在外体右移过程中,主弹簧伸长了(△N1+△N2)-(δ2+δ3);两螺母之间的距离比原始状态缩短了(△N1+△N2);弹簧盒中节卷边左侧与弹簧盒卷边右侧空开了(△N1+△N2)的距离。

(3)制动拉力继续增大,制动传动杠杆系统产生弹性变形阶段

达到此阶段,闸调器拉杆通过套筒体,调整螺母盒螺杆向右移动t1,同时,控制挡铁推动外体向左移动t2,其动作同正常间隙产生弹性变形阶段相同。第一次制动循环到此结束,各零部件的位置变化如下;

引导螺母外锥齿与前盖内锥齿脱开,即离合器B脱开,弹簧盒中节与挡圈的轴向间隙消除,两螺母之间的距离比原始状态增加了(tl+t2一δ1一N1一N2)。弹簧盒中节卷边与弹簧盒座卷边的间隙被消除。

螺杆的工作长度缩短了(t1 + t2一△N1一△N2);

离合器E锁紧,离合器D脱开,间隙为(δ2+δ3);

主弹簧比原始状态压缩了(t1+t2+δ2+δ3一△N1一△N2);

闸调器总长比原始状态增加了(δ2+δ3);

缓解时:

(1)缓解初始阶段

缓解开始后,制动拉力逐渐降低,首先是消除制动杆杠杆传动系统的弹性变形,其动作过程同正常间隙消除弹性变形的动作相同。

此阶段结束了,各零部件的位置如下;

离合器B闭合,δ1恢复,弹簧盒座与调整螺母相接触,弹簧盒中节卷边,左侧与弹簧盒座卷边,右侧拉开了一段间隙(△N1+△N2);

螺杆的工作长度比原始状态增加了(△N1+△N2);

(2)制动拉力继续下降阶段

制动拉力下降至小于压紧弹簧的压力

拉杆向右移动,带动拉杆头,活动套向左移动,压紧弹簧松开,δ3恢复,主弹簧向左伸长δ3,离合器C闭合;

此后,制动拉力继续下降,直至缓解结束。

第一次缓解结束后,各零部件的位置变化结果如下;

螺杆的工作长度增长了(△N1+△N2);

弹簧盒中节卷边右侧与弹簧盒座卷边左侧的距离为(△N1+△N2);。

弹簧盒座右侧与调整螺母相接触,我们把这种状态称为“闸调器非正常缓解状态”,此时,闸调其总长不变,而只是做闸瓦间隙调大的准备。

2.第二次制动循环

第二次制动开始时,因为第一次缓解后,拉杆头距外体右端之间的距离比正常的短(△N1+△N2),所以,控制挡铁与外体右端距离也缩短(△N1+△N2)。

制动时:

(1)制动初始阶段

制动开始后,因为外体右端盒控制挡铁之间有一定的距离,所以,闸调器向右移动,控制挡铁向左移动,当两者接触后,闸瓦与车轮正好接触。此时,因为制动拉力小于主弹簧的预压力,闸调器呈刚性传递。

(2)制动拉力逐渐增大阶段

①当制动拉力增大至大于主弹簧预压力时

主弹簧被压缩,拉杆通过活动套,套筒盖,将套简体拉向右移,离合器D脱开,第一次制动循环结束后,引导螺母弹簧被压缩了(△N1+△N2)。此时,引导螺母弹簧压力大于小弹簧弹力,在脱开,而未闭合,调整螺母处于自由状态下,引导螺母弹簧压力

推动调整螺母逆时针旋转而向右移动,因为主弹簧随拉杆右移而压缩,套筒体也同步右移,这种状况一直持续到引导螺母弹簧伸长,调整螺母才停止移动,拉杆继续右移,使离和器D完全脱开,E 完全锁紧,主弹簧被压缩δ2。

此阶段结束后,螺杆的工作长度增加了(△N1+△N2)。达到了调大闸瓦间隙的目的。

②制动拉力继续增大至大于压紧弹簧的压力

此阶段同正常间隙时完全相同。

以后各阶段的动作过程同正常间隙时完全相同。