我们已经连续学习了3天制动控制系统,今天我们学习踏面制动单元,作为地铁车辆摩擦制动的主要设备,按照其功能,主要分为制动缸和停放制动缸,是列车施加常用制动和停放制动最后实施部件。

系列化中国标准地铁时速为80km/h B型车辆, 对踏面制动单元的接口统型化、空间小型化以及轻量化均提出了更为严苛的要求。产品接口与空间的调整,使得转向架更为紧凑,为新技术、新产品预留充足的空间,产品质量的减轻既可以降低车辆能耗,也可以降低车辆振动和噪声。实际上制动缸的重量还是比较重的,4根侧面连接制动缸与构架的紧固螺栓,力矩一般在500~600多牛,适当减重可以降低车辆能耗。同时紧凑型设计,占用更小的空间,有利于轴箱内置转向架及智能运维等新技术、新设备应用。
踏面制动单元壳体结构类似于箱体类零件,其主要有三大功能:

(一)为内部零件提供防护,壳体需要包络内部机构的所有运动位置,否则会产生零件干涉、防护不到位的问题。保护制动缸内部部件静态和动态状态良好,不发生干涉,是制动缸最基本的功能。
(二)支撑闸瓦实现制动,车辆制动时,闸瓦紧贴车轮并施加较大的正压力与切向摩擦力,闸瓦托也会受到闸瓦的制动反作用力,这部分反作用力通过壳体最终传递至车辆上。因此,制动缸壳体需要有足够的强度确保自身以及其他部件不受损伤。制动缸还有一定的传递和承受力的作用,这一点我们平时可能不一定注意到。
(三)与转向架连接,标准地铁车辆转向架与制动缸壳体外部侧面接触,通过数个螺栓紧固,起到定位、承载功能。保证制动缸和停放制动缸在地铁列车运营过程中状态良好,保证运营安全。
影响踏面制动单元壳体设计的因素有很多,设计计算与试验验证工作量大,且较为复杂,因此在以往项目开发中,壳体通常是在成熟产品上做一些空间适应性优化。我们的很多设计和改进工作,都是在既有产品的基础上,针对不同的项目,做适应性调整修改,这样可以继承既有产品成熟应用经验,降低新产品应用风险。

对于标准地铁用踏面制动单元,如壳体仅进行改型设计,在空间、质量等方面将无法满足相关要求,因此从空间、强度、质量等多个维度对壳体进行全新设计。
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参考资料:
1.系列化中国标准地铁用踏面制动单元壳体结构设计与试验研究