袁军

（中车西安车辆有限公司，陕西 西安710086）

80 t级铁路罐车手制动装置改进分析

袁军

（中车西安车辆有限公司，陕西 西安710086）

介绍了铁路罐车手制动机装配结构的组成与特点，分析了改进原因。针对现有铁路罐车手制动装置现状提出装用动滑轮结构，通过对制动参数的分析、校核计算，结果表明改进后的制动装置性能得到有效提高，满足20‰坡道上安全驻车要求。对罐体进行了有限元受力分析，结果表明受力情况分布较合理，能满足罐体强度要求。

铁路罐车；手制动；分析

随着80 t级罐车的研发与推广，对手制动装置提出了更高的要求。70 t级罐车手制动拉杆直接与制动缸前杠杆连接，这种结构应用在80 t级罐车时，由于自重与载重的增加制动倍率有所减小，在大风或下雪等使用条件恶劣的情况下，易造成安全隐患。为了增强手制动的驻车性能，提高安全性、可靠性，有必要对其结构进行改进。本文在既有70 t级罐车手制动结构基础上对80 t级罐车手制动进行改进优化。

1　手制动装置结构

70 t级罐车使用的手制动结构由手制动机、手制动机座、滑轮座、定滑轮、拉杆、手制动链等组成，如图1所示。其结构特点为制动缓解后容易复位，结构简单，易于制造检修。

图1　拉杆结构

改进后的结构在原结构基础上增加了动滑轮、手制动链防脱装置、动滑轮固定座、整体锻造手制动拉杆等，如图2所示。

图2　带动滑轮结构

其结构特点为在手制动拉杆间增加动滑轮装置，手制动力放大，能有效增加制动倍率。采用非金属定滑轮，滑轮座上设有防止手制动链脱落装置。由于动滑轮装置处手制动链不容易复位，需要装用具有较好复原装置的制动缸，以克服缓解不良的问题。

2　手制动校核计算［1-2］

2.1制动倍率

手制动采用拉杆结构时，全车手制动倍率γz=254.

在手制动拉杆间增加动滑轮，根据动滑轮结构特点，全车手制动倍率增加一倍，即为γ'z=508.

2.2制动率

2.2.1设计要求

依靠制动机产生的制动力能使静态重车安全地停驻在20‰坡道上。

2.2.2计算参数

手制动机输入力F=0.5 kN

NSW-Ⅰ型手制动机倍率为27

瓦轮静摩擦系数φ＝0.38

最大停车坡度i＝20‰

2.2.3手制动校核计算

20‰坡道停车所需最小手制动率为

其中：θmin为20‰坡道手制动机单独驻车所需最小手制动率。

原结构重车手制动率计算

其中：

θ为原结构手制动率；γz为手制动机链条以后的放大倍率；ηs为手制动机链条以后的传动效率，取ηs=0.42；Q0为罐车自重；Q为罐车载重。

增加了动滑轮传动链条，传动效率有所降低，取值ηs=0.39，其它参数不变，制动率为：

θ'=9.6%

根据上述计算，80 t级罐车不加动滑轮时手制动率为4.9%，小于最小手制动率5.3%，达不到驻车要求。增加动滑轮，手制动率为9.6%，手制动率得到了提高，满足了静态重车在20‰坡道上安全驻车的要求。

3　80 t级通用货车手制动的要求

中国铁道科学研究院对80 t级通用货车制动计算分析时，在使用条件较恶劣情况下，风压按700 Pa计算，雨雪增载按1.15倍计算，闸瓦压力对静摩擦系数影响忽略不计时，提出了手制动装置参数取值范围［3］，通过对比均在规定范围内，如表1所示。

表1　80 t级通用货车手制动要求

4　罐体受力分析

80 t级铁路罐车采用上8下10结构，即罐体筒体底部材料厚度为10 mm，材质为Q450NQR1高强度耐候钢。动滑轮固定垫板材料为Q235A碳素钢，与罐体焊接。

手制动机制动时，对受力情况进行有限元分析，如图3所示。在手制动机输入力为500 N时，最大受力处78 MPa，分布在垫板的四个拐角。经分析，受力情况合理，能满足罐体强度要求。

图3　固定垫板受力分析

5　结束语

本文对80 t级罐车手制动装置进行了改进。通过校核计算和罐体受力分析表明，80 t级罐车手制动装置增加动滑轮结构制动性能显著提高，符合20‰坡道上安全驻车的要求，满足80 t级通用货车手制动参数取值范围的规定，并且能达到罐体强度要求。

［1］饶忠.列车制动［M］.北京：中国铁道出版社，1998.

［2］中华人民共和国铁道部.TB/T 1407-1998，列车牵引计算规程［S］.北京：铁道部标准计量研究所，1998.

［3］王京波.80t级通用货车制动计算及校核［M］.北京：中国铁道科学研究院，2011.

Level of 80 t Railway Tank Car Hand Brake Device Improvement Analysis

YUAN Jun
（CRRC Xi’an Co.，Ltd.，Xi’an Shaanxi 710086，China）

Introduced the composition and characteristics of the railway tank car hand brake assembly，analysised the reason of the improvement.According to current situation of existed railway tank car，hand brake with block structure was put forward，based on the analysis of the braking parameters，checking calculation，the results showed that the improved performance of the brake equipment，met the requirements on 20‰slope safety parking. Tanks was analysised in the way of finite element stress，and the results showed that the stress distribution was more reasonable，could meet the strength requirement of tank.

railway tank car；hand brake；analysis

U272.4

A

1672-545X（2016）07-0091-02

2016-04-25

袁军（1980-），男，山西永济人，硕士研究生，工程师，研究方向：铁路货车制动。