Регулировка крана 394. Маневровые локомотивы. II положение «Поездное»

Цель работы

Исследовать устройство и принцип действия крана машиниста усл. №394.

Порядок работы

Назначение

Конструкция

Принцип действия

Назначение

кран 394 предназначен для управления тормозами поезда путем изменения давления в тормозной магистрали или полярности тока в электрической линии при электропневматическом торможении.

Конструкция

Кран машиниста №394 (рисунок 1) собран из 5 основных частей: верхней 1 (золотниковой), средней 3 (промежуточной), нижней 6 (уравнительной), редуктора 5 (питательный клапан) и стабилизатора 4 (дросселирующий выпускной клапан). Пробка 2 предназначена для смазки золотника без разборки крана. На фланце верхней части 1 выбиты порядковый номер крана с начала года 8, а также последние две цифры года и месяц выпуска 7 крана. Штуцер крана соединяется с уравнительными резервуарами, а к отросткам ПМ и ТМ подсоединяются трубы от питательной и тормозной магистралей.

Рисунок 1. Общий вид крана машиниста усл. № 394

Рисунок 2. Устройство крана машиниста усл. № 394

Верхняя часть крана состоит из золотника 16 (рис. 2), крышки 18, стержня 19 и ручки 20, закрепленной на квадрате винтом и гайкой 21. Стержень 19 в крышке уплотнен манжетой 17 и нижним концом входит в выступ золотника 16, обеспечивая правильное соединение деталей в определенном положении. Золотник к зеркалу прижат пружиной 22. Стержень 19 и манжета 17 смазываются через осевое отверстие в стержне.

Средняя часть 13 крана является зеркалом для золотника 16. Втулка 33 (рис. 3, а) служит седлом для обратного клапана 34 .

Нижняя часть крана машиниста включает в себя корпус 8, уравнительный поршень 11 „ уплотненный резиновой манжетой 9 и латунным кольцом 10, и клапан 6, который пружиной 5 прижат к седлу втулки 7. Хвостовик клапана 6 уплотнен манжетой 4, вставленной в цоколь 2, уплотненный в свою очередь резиновым кольцом 3. Фильтр 24 предохраняет от загрязнения возбудительный клапан редуктора. Клапан 6, который называют двухседельчатым или пустотелым, притерт к втулке 7 и хвостовику поршня 11 и работает как впускной (питательный) или выпускной.

Верхняя, средняя и нижняя части соединены между собой через резиновые прокладки 14 и 12 с помощью четырех шпилек и гаек. Положение крышки 15 на средней части 13 фиксируется контрольным штифтом 23.

С трубами от питательной и тормозной магистралей кран машиниста соединяется с помощью накидных гаек.

Редуктор крана (рис. 2) состоит из корпуса 26, верхней части с запрессованной втулкой 25 и корпуса 29 нижней части. В верхней части находится возбудительный клапан 24, прижимаемый к седлу пружиной 23, которая другим концом упирается в заглушку. На металлическую диафрагму (мембрану) 27 диаметром 78 мм снизу через опорную шайбу 28 действует пружина 30, упирающаяся через центрирующую шайбу 32 в винт 31. Редуктор служит для поддержания определенного давления в уравнительном резервуаре при поездном положении.

Стабилизатор крана (рис. 3, б) состоит из корпуса 7 с запрессованной втулкой 4, гайки 9, крышки 1 и клапана 3, прижимаемого к седлу пружиной 2.

В корпус 7 запрессован ниппель 5 с дроссельным отверстием диаметром 0,45 мм. Снизу на мембрану 6 диаметром 55 мм через упорную шайбу 8 действует пружина 10, регулируемая винтом 11с контргайкой 12 Стабилизатор служит для ликвидации сверхзарядки магистрали при поездном положении.

Рисунок 3. Втулка и стабилизатор крана

Принцип работы

КМ имеет семь режимов работы с соответствующими положениями ручки:

1. - зарядка и отпуск;

2. - поездное;

3. - перекрыша без питания;

4. - перекрыша с питанием;

5. - служебное торможение медленным темпом;

6. - служебное торможение;

7. - экстренное торможение

При отпуске во втором положении ручки за счет калиброванного отверстия в коротких поездах в полости над УП и в ТМ создается повышенное давление, которое существует до тех пор, пока в УР не будет достигнуто поездное давление.

КМ относится к универсальным, с неавтоматическими перекрышами, золотниковым кранам. Изучили конструкцию, порядок сборки и разборки крана машиниста КМ усл. №394.

Кран машиниста усл. № 394 предназначен для управления пневматическими тормозами. Вместе с электрическим контроллером кран применяется для управления пневматическими и электропневматическими тормозами пассажирских и грузовых поездов. Такому крану присвоен усл. № 395. На сегодняшний день данный тип крана в той или иной его модификации является основным для всех типов тягового подвижного состава.

Устройство крана. Кран состоит из пяти частей: верхней (золотниковой), средней (зеркала золотника), нижней (уравнительной), редуктора и стабилизатора, которые присоединены сбоку.

Верхняя, средняя и нижняя части связаны между собой четырьмя шпильками, ввернутыми в корпус нижней части с гайками. В местах разъема установлены резиновые прокладки. В крышке 23 размещен золотник 24 , фигурный выступ которого только при определенном положении входит в паз нижнего конца стержня 21 , что исключает ошибки при сборке. На квадратную часть стержня надета ручка 18 с разрезной головкой, закрепленная винтом 20 и гайкой 19 . В ручке находится фиксатор 17 , который пружиной прижимается к сектору крышки 23 с фиксирующими выемками. Стержень 21 в отверстии крышки уплотнен манжетой 22 . Между стержнем и золотником установлена пружина, которая прижимает золотник к зеркалу26 , а стержень к верхней крышке. Для смазывания золотника в процессе эксплуатации без разборки крана в крышке 23 выполнено отверстие, закрываемое пробкой (на рисунке не показано).

Средняя часть крана является зеркалом, к которому притирается золотник. На рабочую поверхность зеркала выходит 11 каналов, а в тело запрессовано седло для обратного клапана 16 . В корпусе 15 нижней части расположен уравнительный поршень 13 , уплотненный резиновой манжетой и латунным кольцом 14 . Нижний клапан 11 под действием пружины 10 прижимается к седлу 12 , запрессованному в корпус нижней части. Второй конец пружины через шайбу 9 опирается на гайку 7 с уплотнительной манжетой 8 . В гайке 7 выполнена трубная резьба для вывода трубопровода под пол кабины или постановки шумоглушителя. На корпусе нижней части крана находятся шпилька с гайкой для закрепления его в кабине машиниста, штуцер с резьбой для присоединения уравнительного резервуара, а также шпильки для прикрепления стабилизатора и питательного клапана (редуктора). Для очистки от загрязнений воздуха, поступающего к питательному клапану, в корпусе 15 размещен сеточный фильтр 27 .

Положение крышки 23 относительно средней части фиксируется штифтом. Чтобы не уменьшались сечения отверстий при затягивании гаек в прокладках установлены ниппели.

Трубопроводы от главного резервуара и тормозной магистрали присоединяются соответственно к отросткам нижней части посредством накидных гаек с уплотнительными прокладками.

Редукционный клапан прикрепляется к этой же части крана посредством двух шпилек. Он состоит из корпуса 29 с запрессованной втулкой, которая служит седлом и направлением для питательного клапана 30 . Сверху на последний действует пружина, опирающаяся на заглушку, ввернутую в корпус. Нижний торец питательного клапана 30 соприкасается с металлической диафрагмой 31 , которая зажата в резьбовом соединении между корпусами 29 и 34 . Снизу на диафрагму через грибок 32 и центрирующую шайбу 33 передается усилие регулировочной пружины. Второй конец этой пружины через вторую центрирующую шайбу опирается на регулировочный винт, имеющий насечку для вращения его вручную. На привалочном фланце редуктора сделано три канала: средний канал ПК ведет к верху питательного клапана, а правый Д - в полость, расположенную сверху диафрагмы редуктора. Левый канал УК предназначен для перетекания воздуха из-под питательного клапана в уравнительную камеру, расположенную сверху уравнительного поршня 13 .

Стабилизатор состоит из корпуса 5 с запрессованным седлом клапана 6 . Последний прижимается к седлу пружиной, второй конец которой опирается на заглушку. Нижним торцом клапан соприкасается с металлической диафрагмой, зажатой в резьбе между двумя половинами корпуса. Снизу на диафрагму через опорный грибок 3 передается усилие регулировочной пружины, второй конец которой затягивается регулировочным винтом 1 . Этот винт ввертывается в нижнюю часть корпуса стабилизатора и законтривается гайкой 2 . На привалочном фланце стабилизатора сделан один канал, через который воздух входит в полость, расположенную выше клапана. В полости, между клапаном и диафрагмой, имеется дроссельное отверстие для выпуска воздуха в атмосферу.

В кране машиниста усл. №394 на секторе крышки 23 имеются шесть углублений для фиксации положения ручки крана, а в кране усл. №394-000-2 - семь, что соответствует семи положениям ручки крана. Все остальные детали в обеих кранах машиниста одинаковые, кроме золотника 24 , где для крана усл. №394-000-2 добавляется отверстие диаметром 0,75 мм.

Регулирование крана (рис.1). Редукционный клапан крана регулируют вращением регулировочного винта 35 . При его завертывании давление увеличивается. Для управления тормозами пассажирских поездов давление устанавливают в пределах 5-5,2 кгс/см 2 , а грузовых 5,3-5,5 кгс/см 2 . Стабилизатор регулируют после ослабления контргайки 2 . Постановкой ручки крана в I положение повышают давление в уравнительном резервуаре до 6,1-6,3 кгс/см 2 , затем ее переводят во II положение, по секундомеру проверяют время снижения давления от 6,0 до 5,8 кгс/см 2 , которое должно быть в пределах 100-120 сек. Если это время больше нормы, то завертыванием регулировочного винта 1 затягивают пружину стабилизатора, а если меньше, то ослабляют нажатие пружины. По окончании регулирования затягивают контргайку стабилизатора.

Основным органом крана машиниста является золотник, который в зависимости от положения ручки крана имеет семь рабочих положений.

I - зарядка и отпуск для сообщения питательной магистрали с тормозной каналом сечением около 200 мм 2 ;

II - поездное для поддержания в тормозной магистрали зарядного давления, установленного регулировкой редуктора. Сообщение питательной магистрали с тормозной происходит каналами минимальным сечением около 80 мм 2 ;

III - перекрыша без питания тормозной магистрали, применяется при управлении непрямодействующими тормозами;

IV - перекрыша с питанием тормозной магистрали и поддержанием установившегося в магистрали давления;

VA - служебное торможение медленным темпом , применяется для торможения длинносоставных грузовых поездов для замедления наполнения тормозных цилиндров в головной части поезда, и как следствие, для уменьшения реакций в поезде;

V - служебное торможение с разрядкой тормозной магистрали темпом 1 атм. за 4-6 сек;

VI - экстренное торможение для быстрой разрядки тормозной магистрали при аварийной ситуации.

Отверстия и выемки в золотнике обозначены цифрами, а в зеркале золотника - буквами. Назначение каналов, отверстий и выемок приведено втаблице .

Назначение каналов, отверстий и выемок в золотнике и зеркале крана машиниста усл. №394

Действие крана . Рассмотрим действие крана при различных положениях его ручки.

I положение - зарядка и отпуск . Воздух из питательной магистрали широким каналом поступает в тормозную магистраль и одновременно в полость над уравнительным поршнем, а оттуда через калиброванное отверстие диаметром 1,6 мм - в уравнительный резервуар. В полости над уравнительным поршнем давление повышается быстрее, чем в тормозной магистрали. В результате поршень опускается, отжимает от седла выпускной клапан и открывает второй путь зарядки тормозной магистрали.

II положение - поездное . При рассмотрении действия крана машиниста во II-м положении ручки можно выделить три варианта: 1-отпуск вторым положением ручки крана , 2-ликвидация сверхзарядного давления после зарядки и отпуска I-м положением; 3-поддержание постоянного зарядного давления .

Отпуск II-м положением ручки крана машиниста. Из питательной магистрали ГР через выемки в золотнике и зеркале золотника и открытый клапан редуктора воздух поступает в полость над уравнительным поршнем, а оттуда в уравнительный резервуар. Давление в полости над уравнительным поршнем становится больше давления в полости под уравнительным поршнем (тормозной магистрали). Уравнительный поршень опускается, отжимает выпускной клапан, и воздух из питательной магистрали ГР поступает в тормозную магистраль ТМ .

Особенности толчка высокого давления при отпуске вторым положением ручки крана. При постановке ручки крана машиниста во II-е положение после глубокой разрядки воздух широким каналом (диафрагма редуктора прогнута вверх) поступает в полость над уравнительным поршнем и не успевает перетекать в уравнительный резервуар и полость над диафрагмой редуктора через канал диаметром 1,6 мм. Поэтому в полости над уравнительным поршнем кратковременно создается давление больше зарядного, в результате чего уравнительный поршень резко перемещается вниз и пропускает воздух из питательной магистрали в тормозную широким каналом. При повышении давления в уравнительном резервуаре и полости над диафрагмой редуктора проходное сечение через клапан редуктора уменьшается, и воздух поступает в тормозную магистраль под зарядным давлением.

Ликвидация сверхзарядного давления после отпуска I-м положением ручки крана. Для ликвидации сверхзарядного давления постоянным темпом, не вызывающим срабатывания воздухораспределителей на торможение используется стабилизатор крана машиниста. Полость над уравнительным поршнем через отверстие диаметром 0,4-0,45 мм сообщается с атмосферой при постоянном давлении в полости в над диафрагмой (около 3-3,5 атм.), установленном пружиной стабилизатора. При этом происходит понижение давления в полости над уравнительным поршнем и уравнительном резервуаре темпом 0,1 кгс/см 2 за 90-120 сек. С другой стороны давление в тормозной магистрали и полости над уравнительным поршнем понижается из-за наличия утечек. Максимально допустимый темп утечек составляет 0,2 кгс/см 2 за 60 сек. Если снижение давления в полости над уравнительным поршнем будет происходить интенсивнее чем в полости под уравнительным поршнем, то уравнительный поршень переместится вверх и сообщит тормозную магистраль с атмосферой (сечение канала будет таким чтобы понижать давление в тормозной магистрали темпом 0,1 кгс/см 2 за 90-120 сек вместе с утечками). Если давление в полости над уравнительным поршнем будет снижаться медленнее, чем под уравнительным поршнем (тормозной магистрали), то уравнительный поршень переместится вниз и будет производить подпитку тормозной магистрали из питательной. Причем сечение канала подпитки будет таким, что давление в тормозной магистрали из-за утечек все равно будет понижаться, но не темпом утечек, а указанным выше 0,1 кгс/см 2 за 90-120 сек.

Поддержание постоянного зарядного давления. После того как стабилизатор понизит давление на 0,1 кгс/см 2 ниже зарядного в полости над уравнительным поршнем, уравнительном резервуаре и полости над диафрагмой редуктора, диафрагма редуктора под действием пружины прогнется вверх и воздух из питательной магистрали через клапан редуктора будет поступать в полость над уравнительным поршнем, уравнительный резервуар и полость над диафрагмой редуктора. В это же время выпуск воздуха через стабилизатор будет продолжаться. Таким образом поддерживается постоянное зарядное давление в полости над уравнительным поршнем. При наличии утечек в тормозной магистрали давление в полости под уравнительным поршнем станет ниже зарядного, уравнительный поршень переместится вниз и из питательной магистрали воздух будет поступать в тормозную.

III положение - перекрыша без питания тормозной магистрали. Полость над уравнительным поршнем и уравнительный резервуар через обратный клапан сообщаются с тормозной магистралью. Происходит выравнивание давлений в уравнительном резервуаре и тормозной магистрали. При наличии утечек в тормозной магистрали воздух из полости над уравнительным поршнем и уравнительного резервуара будет перетекать в тормозную магистраль. Из-за того, что объем уравнительного резервуара значительно меньше объема тормозной магистрали поступления воздуха из уравнительного резервуара будет явно недостаточно, чтобы восполнить утечки из тормозной магистрали. Полости над и под уравнительным поршнем оказываются связанными через обратный клапан, и, следовательно, давление в них будет одинаково. При этом уравнительный поршень занимает среднее положение, при котором тормозная магистраль разобщена с питательной магистралью и с атмосферой.

IV положение - перекрыша, с питанием магистрали. Все отверстия и выемки на зеркале перекрыты золотником. При этом при утечках из тормозной магистрали давление в полости над уравнительным поршнем становится больше давления под уравнительным поршнем, и поршень перемещается вниз, сообщая питательную магистраль с тормозной каналом, достаточным для питания утечек. Плотность уравнительного резервуара допускает темп утечек из него не более 0,1 кгс/см 2 за 3 мин, что значительно меньше темпа утечек из тормозной магистрали.

V положение - служебное торможение. Воздух из уравнительного резервуара и полости над уравнительным поршнем через отверстия и каналы в золотнике и зеркале золотника, калиброванное отверстие в золотнике диаметром 2,3 мм выпускается в атмосферу темпом 1 кгс/см 2 за 4-6 сек. Так как давление над уравнительным поршнем становится меньше, чем под ним, то уравнительный поршень переместится вверх и сообщит тормозную магистраль с атмосферой через выпускной клапан. Положение VА отличается тем, что в нем происходит разрядка уравнительного резервуара через отверстие 0,75 мм.

Дотормаживание. Так как объем уравнительного резервуара значительно меньше объема тормозной магистрали, то после перевода ручки крана из положения V в перекрышу, давление в полости над уравнительным поршнем (уравнительном резервуаре) может оказаться больше давления в полости под уравнительным поршнем (тормозной магистрали). В этом случае поршень опущен вниз и процесс разрядки тормозной магистрали продолжается до тех пор, пока давления в полости над и под уравнительным поршнем не выровняются.

VI положение - экстренное торможение. Воздух из тормозной магистрали широкими каналами в золотнике и зеркале золотника уходит в атмосферу. Одновременно воздух из полости над уравнительным поршнем и из уравнительного резервуара также выходит в атмосферу. Так как объем уравнительного резервуара и полости над уравнительным поршнем значительно меньше объема тормозной магистрали, то уравнительный поршень перемещается вверх, и открывает второй путь разрядки тормозной магистрали.

Конструкция крана. Кран состоит из шести частей: корпуса нижней (уравнительной) части, редуктора зарядного давления, средней (зеркала золотника) части, верхней (золотниковой) части, стабилизатора темпа ликвидации сверхзарядного давления и электрического контроллера.

В верхней части крана имеется латунный золотник 12, соединенный стержнем 17 с ручкой 13 крана, которая закреплена контргайкой 15. На крышке 11 верхней части имеется семь фиксированных положений. Стержень уплотнен в верхней части крышки манжетой 18. При любом положении ручки крана машиниста в полости над золотником всегда присутствует сжатый воздух давлением главных резервуаров для прижатия золотника к зеркалу золотника и исключения пропуска воздуха по притирочным поверхностям.

1 - цоколь, 2 - штуцер; 3, 8 - манжеты; 4, 18, 23, 30 - пружины, 5 - впускной клапан, 6 - втулка, 7 - уравнительный поршень, 9 - латунное кольцо, 10 - средняя часть, 11 - крышка, 12 - золотник, 13 - ручка, 14 - фиксатор, 15 - гайка, 16 - винт, 17 - стержень, 19 - шайба, 20 - шпилька, 21 - штифт, 22 - фильтр, 24 - питательный клапан, 25 - втулка, 26 - крышка редуктора, 27 - диафрагма, 28 - упорная шайба, 29 - корпус редуктора, 31 - регулировочный стакан, 32 - упорка, 33 - втулка, 34 - обратный клапан

золотник зеркало золотника

1 - выемка для смазки, 2 - отверстие 4мм для сообщения полости над уравнительным поршнем через обратный клапан с тормозной магистралью при III положении, 3 - отверстие 16мм, постоянно сообщенное с тормозной магистралью, 4 - выемка и отверстие 2,3мм, соединяющие уравнительный резервуар с атмосферой при V положении, 5 - отверстие 0,75мм для медленной разрядки уравнительного резервуара при VА положении, 6 - отверстие 5мм из питательной магистрали для зарядки полости над уравнительным поршнем при I положении, 7 - выемка для сообщения уравнительного резервуара с полостью над мембраной редуктора при II положении, 8 - выемка для сообщения питательной магистрали с питательным клапаном редуктора при II положении, 9 - канал, сообщающий питательную с тормозной магистралью при I положении и тормозную магистраль с атмосферой при VI положении и выемка, соединяющую питательную магистраль с питательным клапаном редуктора при I положении, 10 - отверстие 3мм, сообщающее уравнительный резервуар с атмосферой при V положении и выемка для сообщения полости над уравнительным поршнем с атмосферой при VI положении, 11 - выемка, соединяющая полость над уравнительным поршнем со стабилизатором при I и II положениях, 12 - отверстие 5мм, соединяющее полость над уравнительным поршнем с атмосферой при экстренном торможении, 13 - канал, сообщающий тормозную магистраль с атмосферой при экстренном торможении, 14 - отверстие 3мм к стабилизатору, 15 - смазочные канавки, 16 - отверстие 16мм, постоянно сообщенное с тормозной магистралью, 17 - канал с дугообразной выемкой, постоянно сообщенной с питательной магистралью, 18 - выемка и отверстие 3мм к питательному клапану редуктора, 19 - отверстие 3мм из полости над мембраной редуктора, 20 - отверстие 3мм и выемка из уравнительного резервуара, 21 - отверстие 3мм к обратному клапану из полости над уравнительным поршнем, 22 - выемка и отверстие 5мм из полости над уравнительным поршнем, 23 - отверстие 3мм из полости над уравнительным поршнем

Средняя часть 10 представляет собой чугунную отливку, верхняя часть которой является зеркалом золотника. В корпусе средней части запрессована бронзовая втулка, являющаяся седлом алюминиевого обратного клапана III положения.

В нижней части находятся пустотелый двухседельчатый впускной клапан 5 и уравнительный поршень 7, хвостовик которого является выпускным клапаном. Уравнительный поршень уплотнен ре зиновой манжетой 8 и латунным кольцом 9 и вставлен в бронзовую втулку (подъем - 4,5-6,1мм, ход вниз - 2,0-3,0мм). Впускной клапан прижимается к седлу 6 пружиной 4 (11кгс). Хвостовик впускного клапана уплотнен резиновой манжетой 3, установленной в цоколе 1. В нижнюю часть корпуса ввернуты четыре шпильки, которые скрепляют все три части крана через резиновые прокладки, а также сетчатый фильтр 22.

двухседельчатый седло уравнительного уравнительный поршень

клапан поршня

возбудительный питательный фильтр седло питательного обратный

клапан клапан клапана клапан

Редуктор зарядного давления и стабилизатор темпа ликвидации сверхзарядного давления крепятся к корпусу нижней части крана.

1 -заглушки, 2 - пружины клапанов, 3 - клапаны (питательный и возбудительный), 4 - крышки, 5 - втулки клапанов, 6 - мембраны, 7 - опорные шайбы, 8 - корпуса, 9 - регулировочные пружины, 10 - регулировочные стаканы

Редуктор одностороннего действия предназначен для автоматического поддержания установленного зарядного давления в уравнительном объеме крана машиниста при поездном положении ручки. Редуктор состоит из двух частей: верхней - крышки и нижней - корпуса, между которыми зажата металлическая мембрана. В крышке расположены питательный клапан, втулка (седло) питательного клапана, пружина (3кгс) и заглушка. В корпус ввернут регулировочный стакан, с помощью которого изменяется усилие регулировочной пружины (95кгс) на опорную шайбу.

Стабилизатор предназначен для автоматической ликвидации сверхзарядного давления из уравнительного объема крана постоянным темпом при поездном положении ручки. Стабилизатор состоит из крышки с калиброванным отверстием диаметром 0,45мм и корпуса, между которыми зажата мембрана. В крышке расположены возбудительный клапан с пружиной (3кгс), седло возбудительного клапана и заглушка. В корпус ввернут регулировочный стакан, с помощью которого изменяется усилие регулировочной пружины (16кгс) на опорную шайбу.

Краны машиниста № 394,395 имеют 7 положений:

I - отпуск и зарядка;

II - поездное (автоматическая ликвидация сверхзарядного давления, поддержание зарядного давления, отпуск тормозов;

III - перекрыша без питания ТМ;

IV - перекрыша с питанием ТМ;

V - служебное торможение;

VA - для управления тормозами длинносоставных поездов или VЭ - для управления ЭПТ;

VI - экстренное торможение.

Действие крана машиниста

ОК - обратный клапан, ГР - канал главного резервуара, ТМ - тормозная магистраль, Ат - атмосферные каналы, УР - канал уравнительного резервуара, С - канал стабилизатора, УК - канал уравнительной камеры, Р - канал редуктора, Д - канал диафрагмы, УП - уравнительный поршень, К 1 - отверстие 1,6мм для зарядки уравнительного резервуара, К 2 - отверстие 2,3мм для разрядки уравнительного резервуара, К 3 - отверстие 0,75мм для замедленной разрядки уравнительного резервуара, К 4 - отверстие 0,45мм стабилизатора

I положение ручки крана

Отпуск и зарядка. Сжатый воздух из питательной магистрали проходит в камеру над золотником и по двум широким каналам в тормозную магистраль. Первый путь - по выемке золотника, второй - по притирке открытого впускного клапана (10мм). Впускной клапан открыт хвостовиком уравнительного поршня, на который оказывает давление воздух камеры У1 над уравнительным поршнем (0,2л). В камеру У1 воздух проходит из питательной магистрали двумя путями: первый - через отверстие в золотнике (5мм), второй - через другое отверстие золотника (5мм), фильтр и открытый питательный клапан редуктора зарядного давления. Потоком воздуха из камеры над уравнительным поршнем по второму пути создается воздушный буфер, препятствующий ходу загрязненного воздуха из камеры над золотником под питательный клапан редуктора. По каналу с калиброванным отверстием диаметром 1,6мм (1,8мм при установке электропневматической приставки системы САУТ) из камеры над уравнительным поршнем заряжается уравнительный резервуар объемом 20л (время зарядки до 5,0кгс/см 2 30-35с). Канал питания уравнительного резервуара заужен для того, чтобы ручку крана можно было выдерживать в I положении более продолжительное время, сообщая в то же время питательную магистраль двумя широкими путями с тормозной магистралью. Суммарный объем уравнительного резервуара и камеры над уравнительным поршнем составляет 20,2л и называется уравнительным объемом.

Автоматическая ликвидация сверхзарядного давления. При поездном положении ручки крана машиниста уравнительный резервуар УP и камера над уравнительным поршнем У1 сообщаются золотником с камерой У2 над металлической мембраной редуктора (3мм) и камерой над возбудительным клапаном стабилизатора (3мм). Усилием пружины стабилизатора мембрана прогибается вверх и открывает возбудительный клапан. Воздух уравнительного объема проходит в камеру У3 над мембраной стабилизатора и по калиброванному отверстию диаметром 0,45мм выходит в атмосферу. Давление воздуха в камере У3 поддерживается постоянным (0,15кгс/см 2) соответствующее усилию регулировочной пружины стабилизатора. Так как истечение воздуха из уравнительного объема в атмосферу происходит все время при постоянном давлении в камере У3, то стабилизатор обеспечивает постоянный темп ликвидации сверхзарядного давления из уравнительного объема. Уравнительный поршень, находящийся под давлением воздуха уравнительного объема и тормозной магистрали, поднимается вверх и открывает выпускной клапан, по которому воздух из ТМ уходит в атмосферу. Темп ликвидации сверхзарядного давления из тормозной магистрали (3,5л в минуту) не зависит от утечки из нее.

II положение ручки крана

ликвидация сверхзарядного давления

Тема - «Назначение и типы кранов машиниста. Кран машиниста усл. №394 и №395. Кран вспомогательного тормоза локомотива усл. №254»

Назначение и типы кранов машиниста

Краны машиниста предназначены для управления прямодействующими и непрямодействующими тормозами подвижного состава.

На локомотивах применяют краны двух типов:

- временные;

Угловые.

Временные краны имеют градационный сектор, на котором фиксируются рабочие положения ручки. Время выдержки ручки крана в этих положениях определяет получение соответствующего действия (например, величину ступени торможения или отпуска). Краны машиниста этого типа имеют золотник, сообщающий тормозную магистраль (ТМ) с главными резервуарами (ГР) и атмосферой (Ат).

Действие угловых кранов зависит от угла поворота ручки крана из исходного положения.

К конструкции крана машиниста предъявляются следующие тебования:

- для ускорения процесса зарядки и отпуска тормозов должно использоваться давление главных резервуаров;

Кран должен автоматически переходить с любого сверхзарядного давления в тормозной магистрали на зарядный уровень регулируемым темпом;

При поездном положении ручки кран должен поддерживать требуемое заданное давление в тормозной магистрали;

У крана должно быть положение перекрыши; желательно, два положения: с питанием и без питания утечек из тормозной магистрали;

Служебное торможение кран должен обеспечивать определенным темпом с любого уровня зарядного давления, как полное, так и ступенчатое;

Отпуск тормозов должен быть полным и ступенчатым;

При отпуске в поездном положении ручки крана должна быть автоматическая зависимость между значением начального скачка давления в тормозной магистрали и предшествовавшей ступенью торможения;

При экстренном торможении кран должен обеспечивать прямое сообщение тормозной магистрали с атмосферой.

Кран машиниста усл. №394.

Кран машиниста усл. № 394 предназначен для управления пневматическими тормозами. Вместе с электрическим контроллером кран применяется для управления пневматическими и электропневматическими тормозами пассажирских и грузовых поездов. Такому крану присвоен усл. № 395. На сегодняшний день данный тип крана в той или иной его модификации является основным для всех типов тягового подвижного состава.

Устройство крана (рис.5.1). Кран состоит из пяти частей: верхней (золотниковой), средней (зеркала золотника), нижней (уравнительной), редуктора и стабилизатора, которые присоединены сбоку.

Верхняя, средняя и нижняя части связаны между собой четырьмя шпильками, ввернутыми в корпус нижней части с гайками. В местах разъема установлены резиновые прокладки. В крышке 23 размещен золотник 24 , фигурный выступ которого только при определенном положении входит в паз нижнего конца стержня 21 , что исключает ошибки при сборке. На квадратную часть стержня надета ручка 18 с разрезной головкой, закрепленная винтом 20 и гайкой 19 . В ручке находится фиксатор 17 , который пружиной прижимается к сектору крышки 23 с фиксирующими выемками.

Стержень 21 в отверстии крышки уплотнен манжетой 22 . Между стержнем и золотником установлена пружина, которая прижимает золотник к зеркалу 26 , а стержень к верхней крышке. Для смазывания золотника в процессе эксплуатации без разборки крана в крышке 23 выполнено отверстие, закрываемое пробкой (на рисунке не показано).

Средняя часть крана является зеркалом, к которому притирается золотник. На рабочую поверхность зеркала выходит 11 каналов, а в тело запрессовано седло для обратного клапана 16 . В корпусе 15, нижней части расположен уравнительный поршень 13 , уплотненный резиновой манжетой и латунным кольцом 14 . Нижний клапан 11, под действием пружины 10, прижимается к седлу 12 , запрессованному в корпус нижней части. Второй конец пружины через шайбу 9, опирается на гайку 7, с уплотнительной манжетой 8 . В гайке 7, выполнена трубная резьба для вывода трубопровода под пол кабины или постановки шумоглушителя.

На корпусе нижней части крана находятся шпилька с гайкой для закрепления его в кабине машиниста, штуцер с резьбой для присоединения уравнительного резервуара, а также шпильки для прикрепления стабилизатора и питательного клапана (редуктора). Для очистки от загрязнений воздуха, поступающего к питательному клапану, в корпусе 15, размещен сеточный фильтр 27 .

Положение крышки 23, относительно средней части фиксируется штифтом. Чтобы не уменьшались сечения отверстий при затягивании гаек в прокладках установлены ниппели.

Трубопроводы от главного резервуара и тормозной магистрали присоединяются соответственно к отросткам нижней части посредством накидных гаек с уплотнительными прокладками.

Редукционный клапан прикрепляется к этой же части крана посредством двух шпилек. Он состоит из корпуса 29, с запрессованной втулкой, которая служит седлом и направлением для питательного клапана 30 . Сверху на последний действует пружина, опирающаяся на заглушку, ввернутую в корпус. Нижний торец питательного клапана 30, соприкасается с металлической диафрагмой 31 , которая зажата в резьбовом соединении между корпусами 29 и 34 . Снизу на диафрагму через грибок 32, и центрирующую шайбу 33, передается усилие регулировочной пружины.

Второй конец этой пружины через вторую центрирующую шайбу опирается на регулировочный винт, имеющий насечку для вращения его вручную. На привалочном фланце редуктора сделано три канала: средний канал ПК ведет к верху питательного клапана, а правый Д — в полость, расположенную сверху диафрагмы редуктора. Левый канал УК предназначен для перетекания воздуха из-под питательного клапана в уравнительную камеру, расположенную сверху уравнительного поршня 13 .

Стабилизатор состоит из корпуса 5, с запрессованным седлом клапана 6 . Последний прижимается к седлу пружиной, второй конец которой опирается на заглушку. Нижним торцом клапан соприкасается с металлической диафрагмой, зажатой в резьбе между двумя половинами корпуса. Снизу на диафрагму через опорный грибок 3, передается усилие регулировочной пружины, второй конец которой затягивается регулировочным винтом 1 . Этот винт ввертывается в нижнюю часть корпуса стабилизатора и законтривается гайкой 2 . На привалочном фланце стабилизатора сделан один канал, через который воздух входит в полость, расположенную выше клапана.

В полости, между клапаном и диафрагмой, имеется дроссельное отверстие для выпуска воздуха в атмосферу. В кране машиниста усл. №394 на секторе крышки 23, имеются шесть углублений для фиксации положения ручки крана, а в кране усл. №394-000-2 - семь, что соответсвует семи положениям ручки крана. Все остальные детали в обеих кранах машиниста одинаковые, кроме золотника 24 , где для крана усл. №394-000-2 добавляется отверстие диаметром 0,75 мм.

Регулирование крана (рис. 5.1) . Редукционный клапан крана регулируют вращением регулировочного винта 35 . При его завертывании давление увеличивается. Для управления тормозами пассажирских поездов давление устанавливают в пределах 5-5,2 кгс/см2, а грузовых 5,3-5,5 кгс/см2. Стабилизатор регулируют после ослабления контргайки 2 . Постановкой ручки крана в I положение повышают давление в уравнительном резервуаре до 6,56-7 кгс/см2, затем ее переводят во II положение, по секундомеру проверяют время снижения давления от 6,0 до 5,8 кгс/см2, которое должно быть в установленных пределах. Если это время больше нормы, то завертыванием регулировочного винта 1, затягивают пружину стабилизатора, а если меньше 60 сек, то ослабляют нажатие пружины. По окончании регулирования затягивают контргайку стабилизатора.

Основным органом крана машиниста является золотник, который в зависимости от положения ручки крана имеет семь рабочих положений, изображенных на рис. 5.2.

I - зарядка и отпуск для сообщения питательной магистрали с тормозной каналом сечением около 200 мм2;

II - поездное для поддержания в тормозной магистрали зарядного давления, установленного регулировкой редуктора. Сообщение питательной магистрали с тормозной происходит каналами минимальным сечением около 80 мм2;

III - перекрыша без питания тормозной магистрали, применяется при управлении непрямодействующими тормозами;

IV - перекрыша с питанием тормозной магистрали и поддержанием установившегося в магистрали давления;

VA - служебное торможение медленным темпом , применяется для торможения длинносотавных грузовых поездов для замедления наполнения тормозных цилиндров в головной части поезда, и как следствие, для уменьшения реакций в поезде;

V - служебное торможение с разрядкой тормозной магистрали темпом 1 атм. за 4-6 сек;

VI - экстренное торможение для быстрой разрядки тормозной магистрали при аварийной ситуации.

Отверстия и выемки в золотнике (рис. 5.3) обозначены цифрами, а в зеркале золотника - буквами (рис. 5.4) . Назначение каналов, отверстий и выемок приведено в табл. 5.1 .

Рис. 5.4. Зеркало золотника.

Таблица №5.1. Назначение каналов, отверстий и выемок в золотнике и зеркале крана машиниста усл. №394.

Действие крана. Рассмотрим действие крана при различных положениях его ручки.

I положение — зарядка и отпуск (рисунок-анимация 5.5). Воздух из питательной магистрали широким каналом поступает в тормозную магистраль и одновременнов полость над уравнительным поршнем, а оттуда через калиброванное отверстие диаметром 1,6 мм — в уравнительный резервуар. В полости над уравнительным поршнем давление повышается быстрее, чем в тормозной магистрали. В результате поршень опускается, отжимает от седла выпускной клапан и открывает второй путь зарядки тормозной магистрали.

II положение — поездное.

При рассмотрении действия крана машиниста во II-м положении ручки можно выделить три варианта:

1 - отпуск вторым положением ручки крана,

2 - ликвидация сверхзарядного давления после зарядки и отпуска I-м положением;

3 - поддержание постоянного зарядного давления.

Отпуск II-м положением ручки крана машиниста. Из питательной магистрали ГР (см. рисунок-анимацию 5.6) через выемки в золотнике и зеркале золотника и открытый клапан редуктора воздух поступает в полость над уравнительным поршнем, а оттуда в уравнительный резервуар. Давление в полости над уравнительным поршнем становится больше давления в полости под уравнительным поршнем (тормозной магистрали). Урвнительный поршень опускается, отжимает выпускной клапан и воздух из питательной магистрали ГР поступает в тормозную магистраль ТМ .

Особенности толчка высокого давления при отпуске вторым положением ручки крана

При постановке ручки крана машиниста во II-е положение после глубокой разрядки воздух широким каналом (диафрагма редуктора прогнута вверх) поступает в полость над уравнительным поршнем и не успевает перетекать в уравнительный резервуар и полость над диафрагмой редуктора через канал диаметром 1,6 мм. Поэтому в полости над уравнительным поршнем кратковременно создается давление больше зарядного в результате чего уравнительный поршень резко перемещается вниз и пропускает воздух из питательной магистрали в тормозную широким каналом. При повышении давления в уравнительном резервуаре и полости над диафрагмой редуктора проходное сечение через клапан редуктора уменьшается и воздух поступает в тормозную магистраль под зарядным давлением.

Ликвидация сверхзарядного давления после отпуска I-м положением ручки крана (рисунок-анимация 5.7).

Для ликвидации сверхзардного давления постоянным темпом, не вызывающим срабатывания воздухораспределителей на торможение используется стабилизатор крана машиниста. Полость над уравнительным поршнем через отверстие диаметром 0,4-0,45 мм сообщается с атмосферой при постоянном давлении в полости в над диафрагмой (около 3-3,5 атм), установленном пружиной стабилизатора. При этом происходит понижение давления в полости над уравнительным поршнем и уравнительном резервуаре темпом 0,1 кгс/см2 за 90-120 сек.С другой стороны давление в тормозной магистрали и полости над уравнительным поршнем понижается из-за наличия утечек.

Максимально допустимый темп утечек составляет 0,2 кгс/см2 за 60 сек. Если снижение давления в полости над уравнительным поршнем будет происходить интенсивнее чем в полости под уравнительным поршнем, то уравнительный поршень переместится вверх и сообщит тормозную магистраль с атмосферой (сечение канала будет таким чтобы понижать давление в тормозной магистрали темпом 0,1 кгс/см2 за 90-120 сек вместе с утечками).Данный случай показан на рисунке-анимации 5.7 .

Если давление в полости над уравнительным поршнем будет снижаться медленнее чем под уравнительным поршнем (тормозной магистрали), то уравнительный поршень переместится вниз и будет производить подпидку тормозной магистрали из питательной (на рисунке-анимации не показано). Причем сечение канала подпидки будет таким, что давление в тормозной магистрали из-за утечек все равно будет понижаться, но не темпом утечек, а укзанным выше 0,1 кгс/см2 за 90-120 сек.

Поддержание постоянного зарядного давления (рисунок-анимация 5.8). После того как стабилизатор понизит давление на 0,1 кгс/см2 ниже зарядного в полости над уравнительным поршнем, уравнительном резервуаре и полости над диафрагмой редуктора, диафрагма редуктора под действием пружины прогнется вверх и воздух из питательной магистрали через клапан редуктора будет поступать в полость над уравнительным поршнем, уравнительный резервуар и полость над диафрагмой редуктора.

В это же время выпуск воздуха через стабилизатор будет продолжаться. Таким образом поддерживается постоянное зарядное давление в полости над уравнительным поршнем. При наличии утечек в тормозной магистрали давление в полости под уравнительным поршнем станет ниже зарядного, уравнительный поршень переместится вниз и из питательной магистрали воздух будет поступать в тормозную (процесс питания утечек в тормозной магистарали не показан).

III положение — перекрыша без питания тормозной магистрали (рисунок-анимация 5.9).

Полость над уравнительным поршнем и уравнительный резервуар через обратный клапан сообщаются с тормозной магистралью. Происходит выравнивание давлений в уравнительном резервуаре и тормозной магистрали. При наличии утечек в тормозной магистрали воздух из полости над уравнительным поршнем и уравнительного резервуара будет перетекать в тормозную магистраль. Из-за того, что объем уравнительного резервуара значительно меньше объема тормозной магистрали поступления воздуха из уравнительного резервуара будет явно недостаточно, чтобы восполнить утечки из тормозной магистрали.

Полости над и под уравниетльным поршнем оказываются связанными через обратный клапан, и следовательно, давление в них будет одинаково. При этом уравнительный поршень занимает среднее положение, при котором тормозная магистраль разобщена с питательной магистралью и с атмосферой. Рисунок-анимация 5.8.

IV положение — перекрыша, с питанием магистрали (рисунок-анимация 5.10).

Все отверстия и выемки на зеркале перекрыты золотником. При этом при утечках из тормозной магистрали давление в полости над уравнительным поршнем становится больше давления под уравнительным поршнем и поршень перемещается вниз, сообщая питательную магистраль с тормозной каналом достаточным для питания утечек. Плотность уравнительного резервуара допускает темп утечек из него не более 0,1 кгс/см2 за 3 мин, что значительно уменьше темпа утечек из тормозной магистрали. Рисунок-анимация 5.9.

V положение — служебное торможение (рисунок - анимаци 5.11).

Воздух из уравнительного резервуара и полости над уравнительным поршнем через отверстия и каналы в золотнике и зеркале золотника, калиброванное отверстие в золотнике диаметром 2,3 мм выпускается в в атмосферу темпом 1 кгс/см2 за 4-6сек.Так как давление над уравнительным поршнем становится меньше чем под ним, то уравнительный поршень переместится вверх и сообщит тормозную магистраль с атмосферой через выпускной клапан. Положении VА отличается тем, что в нем происходит разрядка уравнительного резервуара через отверстие 0,75 мм (на рисунке-анимации не показано).

Рисунок-анимация 5.11.

Дотормаживание (на рисунке-анимации не показано). Так как объем уравнительного резервуара значительно меньше объема тормозной магистрали, то после перевода ручки крана из положения V в перекрышу, давление в полости над уравнительным поршнем (уравнительном резервуаре) может оказаться больше давления в полости под уравнительным поршнем (тормозной магистрали). В этом случае поршень опущен вниз и процесс разрядки тормозной магистрали продолжается до тех пор,пока давления в полости над и под уравнительным поршнем не выровняются.

VI положение — экстренное торможение (рисунок-анимация 5.12).

Воздух из тормозной магистрали широкими каналами в золотнике и зеркале золотника уходит ватмосферу. Одновременно воздух из полости над уравнительным поршнем и из уранвительного резервуара также выходит в атмосферу. Так как объем уравнительного резервуара и полости над уравнительным поршнем значительно меньше объема тормозной магистрали, то уравнительный поршень перемещается вверх, и открывает второй путь разрядки тормозной магистрали.

Кран машиниста собран из пяти основных частей: верхней (золотниковой), средней (промежуточной), нижней (уравнительной), редуктора (питательного клапана) и стабилизатора (дросселирующего выпускного клапана).

В верхней части крана имеются золотник 12, крышка 11, стержень 17 и ручка 13 с фиксатором 14, надета на квадрат стержня и закреплена винтом 16 и гайкой 15.

Стержень 17 уплотнён в крышке манжетой, опирающейся на шайбу 19. Нижним концом стержень надет на выступ золотника 12, который прижимается к зеркалу пружиной 18.

Для смазывания золотника в крышке 11 имеется отверстие, закрываемое пробкой. Смазка трущейся поверхности стержня 17 производится через просверленное в нём осевое отверстие.

Средняя часть 10 крана служит зеркалом для золотника, а запрессованная в неё втулка 33 - седлом для обратного клапана 34.

Нижняя часть крана состоит из корпуса 2, уравнительного поршня 7 с резиновой манжетой 8 и латунным кольцом 9 и выпускного клапана 5, который прижимается пружиной 4 к седлу втулки 6. Хвостовик выпускного клапана уплотнён резиновой манжетой 3, вставленной в цоколь 1.

Верхняя, средняя и нижняя части соединяются через резиновые прокладки на четырёх шпильках 20 с гайками. Положение фланца крышки верхней части фиксируется на средней части штифтом 21.

Редуктор имеет корпус 26 верхней части с запрессованной втулкой 25 и корпус 29 нижней части. В верхней части находится питательный клапан 24, прижимаемый к седлу пружиной 23, которая вторым концом упирается в заглушку.

Фильтр 22 предохраняет питательный клапан от загрязнения.

На металлическую диафрагму снизу через упорную шайбу давит пружина 30, опирающаяся вторым концом через упор 32 на винт 31.

С трубами от питательной и тормозной магистралей кран соединяется с помощью накидных гаек.

Стабилизатор крана состоит из корпуса 7 с запрессованной в него втулкой 4, крышки 1 и клапана 3, прижимаемого к седлу пружиной 2. В корпус запрессован также ниппель 5 с калиброванным отверстием 0,45 мм. Между корпусом и втулкой 9 зажата металлическая диафрагма 6. Снизу на диафрагму через шайбу 8 давит пружина 10, сжатие которой регулируется винтом 11.

Ручка крана машиниста усл. № 394 (395) имеет семь рабочих положений.

Рассмотрим действие крана при различных положениях его ручки. На рисунках отверстия и выемки в золотнике обозначены цифрами, на зеркале – буквами.

I положение – зарядка и отпуск . Воздух из питательной магистрали А по каналам ГР, 4, 5 и М поступает в тормозную магистраль и одновременно через отверстие 13, выемку УР1 и отверстие УР2 – в полость над уравнительным поршнем, а оттуда через калиброванное отверстие Г диаметром 1,6 мм, по каналу В – в уравнительный резервуар УР. В полости над уравнительным поршнем давление повышается быстрее, чем в тормозной магистрали. Поршень опускается, отжимает от седла выпускной клапан и сообщает канал А1 с магистралью.

Сообщение ПМ с ТМ происходит каналом сечением около 200 мм. Одновременно воздух из питательной магистрали по каналам ГР, 3, Р2 и Р3 поступает к клапану редуктора.

Полость над уравнительным поршнем через отверстие УР4, выемку 8 и отверстие С сообщается со стабилизатором и далее с атмосферой.

Диаметр отверстия Г - 1.6мм подобран таким образом, чтобы после ступени или ПСТ подзарядка УР объёмом 20 л при I положении РКМ до давления 5.0 – 5.2 кгс/см 2 происходила несколько быстрее подзарядки ВР в головных вагонах поезда. Это позволяет РКМ держать в I положении не по отчету времени, а по показанию манометра УР.

II положение – поездное с автоматической ликвидацией сверхзарядки Воздух из питательной магистрали А по каналу ГР, через выемки 2 и Р2, отверстие Р3 и открытый клапан редуктора поступает в полость над уравнительным поршнем и в уравнительный резервуар УР.

Редуктор автоматически поддерживает установившееся давление в уравнительном резервуаре. Сверхзарядка ликвидируется стабилизатором.

Если давление в тормозной магистрали ниже, чем в полости над уравнительным поршнем, этот поршень переместится вниз и сообщит между собой каналы А1 и М – произойдёт питание ТМ, и давление в ней будет поддерживаться равным давлению в УР.

Полость над уравнительным поршнем через отверстие УР4, выемку 8, отверстие С и отверстие С2 диаметром 0,45 мм сообщается с атмосферой при давлении в полости С1 около 0,3 – 0,5 кгс/см², установленном пружиной стабилизатора.

Давление воздуха в уравнительном резервуаре, несмотря на расход воздуха через отверстие С2 стабилизатора, будет поддерживаться редуктором.

Для повышения давления в УР необходимо винт редуктора КМ завернуть по часовой стрелке (один оборот винта соответствует изменению давления в УР примерно на 1.1 кгс/см 2), а для понижения – вывернуть.