Назначение устройство и действие стабилизатора крана 394. Краткая характеристика крана машиниста
Для управления автоматическими тормозами пассажирских и грузовых поездов применяется кран машиниста № 394, основным исполняющим органом которого является его уравнительная часть. Общий вид крана машиниста в сборе показан на рис. 1.
Рис.1
Кран имеет довольно простой вид с чётко выделяемыми пятью его частями:
- верхней (золотниковой),
- средней (зеркало золотника),
- нижней (уравнительной),
- стабилизатора,
- редуктора.
Но если взглянуть на кран машиниста в разрезе (рис. 2), то большое число деталей просто пугает читателя, а изучение конструкции крана по такому рисунку вызывает массу трудностей.
Рис.2
В верхней части крана имеются золотник 12, крышка 11, стержень 17 и ручка 13 с фиксатором 14, которая надета на квадрат стержня и закреплена винтом 16 и гайкой 15.
Стержень 17 уплотнен 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 нем осевое отверстие.
Средняя часть 10 крана служит зеркалом для золотника, а запрессованная в нее втулка 33 - седлом для обратного клапана 34.
Нижняя часть крана машиниста 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 уплотнен резиновой манжетой 3, вставленной в цоколь 1.
Верхняя, средняя и нижняя части соединяются через резиновые прокладки на четырех шпильках 20 с гайками. Положение фланца крышки верхней части фиксируется на средней части штифтом 21.
Редуктор крана 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 27 снизу через упорную шайбу 28 давит пружина 30, опирающаяся вторым концом через упор 32 на винт 31.
С трубами от питательной и тормозной магистралей кран машиниста соединяется с помощью накидных гаек.
Стабилизатор крана состоит из корпуса 7 с запрессованной в него втулкой 4, крышки / 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.
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 служит для управления тормозами поезда и считается универсальным. Применяется, в грузовых и пассажирских поездах не требуя дополнительных переключений.
Кран машиниста условный № 394-000-2 состоит из пяти частей:
- верхней (золотниковой );
- средней (промежуточной );
- нижней (уравнительной );
- стабилизатора (дросселирующего выпускного клапана );
- редуктора (питательного клапана ).
Кран машиниста условный № 395 дополнительно имеет электрический контроллер.
При наличии на локомотиве САУТ (на тепловозе 2ТЭ-116у КЛУБ-У), к крану машиниста добавляется приставка типа ПЛК-1, ПЭ-206 или ПЭКМ.
При наличии на локомотиве УСАВП к крану машиниста дополнительно добавляются два электропневматических вентиля, которые имитируют отпуск тормозов первым положением ручки крана.
В верхней части крана имеются золотник 12, крышка 11, стержень 17 и ручка 13 с фиксатором 14, которая надета на квадрат стержня и закреплена винтом 16 и гайкой 15.
Стержень 17 уплотнен в крышке манжетой, опирающейся на шайбу 19. Нижним концом стержень надет на выступ золотника 12, который прижимается к зеркалу пружиной 18.
На кранах машиниста старых выпусков для смазывания золотника в крышке 11 имеется отверстие, закрываемое пробкой. Смазка трущейся поверхности стержня 17 производится через просверленное в нем осевое отверстие. На кранах нового выпуска таких отверстий не предусмотрено и смазка производится только на ремонте.
Средняя часть 10 крана служит зеркалом для золотника,
а запрессованная в нее втулка 33 служит седлом для обратного клапана 34.
Нижняя часть крана машиниста 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 уплотнен резиновой манжетой 3, вставленной в цоколь 1.
Верхняя, средняя и нижняя части соединяются через резиновые прокладки на четырех шпильках 20 с гайками. Положение фланца крышки верхней части фиксируется на средней части штифтом 21.
Редуктор крана 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 27 снизу через упорную шайбу 28 давит пружина 30, опирающаяся вторым концом через упор 32 на винт 31.
С трубами от питательной и тормозной магистралей кран машиниста 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.
Работа крана машиниста
« Первое положение – зарядка и отпуск »
При переводе ручки крана машиниста КМ в первое положение, золотник на зеркале устанавливается так, что воздух из главных резервуаров Г.Р. проходит в золотниковую камеру ЗК, прижимая золотник к зеркалу повышая качество его притирки, и через 5 мм отверстие золотника, и 5 мм отверстие зеркала, проходит в уравнительную камеру УК, и через калиброванное отверстие 1,6 мм, проходит на зарядку уравнительного резервуара УР объёмом 20 литров.
УР – увеличивает объём УК и обеспечивает служебное торможение не по времени а по манометру УР .
Одновременно воздух из Г.Р., через трапециевидный канал зеркала проходит в выемку золотника и в ней раздваивается, часть воздуха 16 мм каналом зеркала, проходит на зарядку тормозной магистрали ТМ. Другая часть воздуха, через отверстие выемки, и выемку с 3 мм отверстием зеркала, через открытый питательный клапан редуктора, вторым путём проходит в УК.
Уравнительный поршень (УП) опускается, открывая впускной клапан и воздух из ГР вторым путём проходит на зарядку ТМ. Одновременно воздух из УК через стабилизатор выходит в атмосферу (АТ).
Первое положение обеспечивает ускоренную зарядку ТМ и отпуск тормоза, с завышением давления в ТМ по воле машиниста.
Калиброванное отверстие диаметром 1,6 мм совместно объемом 20 л УР позволяет выдерживать ручку крана в 1-м положении при отпуске тормозов не по времени, а по манометру УР.
Норматив: В I положении ручки крана машиниста время наполнения резервуара времени с 0 до 5,0 кгс/кв.см должно быть в пределах 20-30 с;
« Второе положение – поездное с автоматической ликвидацией сверх зарядного давления ТМ »
Режим ликвидации сверхзарядного давления
Задача: После завышения давления в УР и ТМ при отпуске тормозов, необходимо снизить его до зарядного давления темпом мягкости.
При переводе ручки крана машиниста из первого во второе положение, золотник на зеркале устанавливается так, что УР и УК через левое 3 мм отверстие зеркала, сообщается с камерой над диафрагмой редуктора. Ввиду того, что давление воздуха выше затяжки пружины редуктора, диафрагма прогибается вниз и питательный клапан закрывается (т.е. редуктор не работает). Давление из УР и УК выходит в атмосферу через калиброванное отверстие 0,45 мм стабилизатора. Стабилизатор задает темп ликвидации сверхзарядного давления в УР. В ТМ давление понижается точно таким же темпом за счет уравнительного поршня по одному из трёх вариантов, в зависимости от утечки в ТМ.
« Первый вариант »
Если темп разрядки УК равен темпу утечки ТМ, то перепад давления на УП отсутствует, и УП остаётся в среднем положении. Выпускной и впускной клапана закрыты, переход на зарядное давление идёт за счёт утечки ТМ.
« Второй вариант »
Если темп разрядки УК больше чем в ТМ, то УП поднимается и через открытый выпускной клапан, воздух из ТМ выходит в АТ. Темпом не вызывающим срабатывания тормоза.
« Третий вариант »
Если темп разрядки УК меньше чем в ТМ, то УП опускается, открывая впускной клапан, и воздух из Г.Р. идёт в ТМ, следовательно, ликвидация сверх зарядки идёт с подпиткой ТМ.
Норматив: Темп во всех трёх вариантах один и тот же. Нормальный темп автоматической ликвидации сверх зарядки ТМ считается с 6,0 до 5,8 Атм. за 80 ÷ 120 секунд (в грузовых поездах более 350 осей 100 ÷ 120 секунд. Этот темп регулируется стабилизатором.
« Работа стабилизатора »
Воздух из УК к стабилизатору подходит отверстиями диаметром 3 мм, а уходит в атмосферу диаметром 0,45 мм. Таким образом, воздух накапливается в полости над диафрагмой стабилизатора. При избытке давления диафрагма опускается и клапан закрывается. После выхода воздуха через отверстие 0,45 мм, диафрагма поднимается и клапан снова открывается. Таким образом, воздух из УР и УК выпускается порциями. Темп снижения давления регулируется затяжкой нижней пружины стабилизатора. Если темп ликвидации необходимо увеличить, то пружину нагружаем (затягиваем). В этом случае усилие закрытия клапана большое и он почти не закрывается. Если темп ликвидации необходимо уменьшить, то пружину разгружаем (ослабляем). В этом случае усилие закрытия клапана маленькое и клапан почти все время закрыт.
Ликвидация сверхзарядного давления заканчивается тогда, когда давление в УР и ТМ снизится до зарядного. В этом случае вступает в работу редуктор и кран начинает работать на поддержание зарядного давления.
« Поддержание зарядного давления в УР и ТМ »
УР и УК через стабилизатор калиброванным отверстием 0,45 мм постоянно разряжаются в АТ. Следовательно, понижается давление и в камере над диафрагмой редуктора. Диафрагма прогибается вверх, приоткрывая питательный клапан, и воздух из Г.Р., через трапециевидный канал зеркала, радиальную выемку золотника, выемку с 3 мм отверстием зеркала, через приоткрытый питательный клапан редуктора, проходит в УК.
Совместная работа стабилизатора и редуктора , поддерживает постоянное давление в УК. Если ТМ имеет утечку, то УП периодически опускается и через открытый впускной клапан, воздух из Г.Р. проходит в ТМ, пополняя тем самым утечки.
« Отпуск тормоза вторым положением » (используется при полном опробовании тормозов).
При торможении давление в УР и ТМ было понижено намного ниже зарядного. В момент перевода ручки крана во 2-е положение нижняя пружина редуктора поднимает диафрагму вверх и полностью открывает клапан. Воздух из ПМ всем сечением отверстия 3 мм устремляется в УК. Выходит воздух из УК через отверстие 1,6 мм в УР, а через отверстие 0,45 мм в атмосферу. Таким образом, количество приходящего воздуха в УК больше чем уходящего. В результате уравнительный поршень опускается и занимает крайнее нижнее положение. Открывается впускной клапан и с большим избытком подает воздух из ПМ в ТМ. По достижении зарядного давления, диафрагма редуктора опускается вниз и его клапан закрывается. Избыточное давление из УК моментально уходит в УР и атмосферу (резко понижается до зарядного). Избыточным давлением со стороны ТМ, уравнительный поршень поднимается вверх, открывается выпускной клапан и происходит выброс излишков воздуха из ТМ в атмосферу. При большой длине поезда выброса не наблюдается, так как весь воздух уходит в тормозную сеть. Чем короче поезд, тем сильнее и дольше выброс воздуха.
Такое свойство сигнализирует машинисту о перекрытии концевых кранов в поезде или о перемерзании ТМ (т.е. об уменьшении длины тормозной магистрали).
« Работа крана при переводе ручки из 1-го во 2-е положение»
При 1-м положении ручки крана давление в ТМ поднимается выше зарядного. При переводе ручки крана во 2-е положение происходит сброс излишков давления из УК и ТМ. В результате происходит выброс воздуха. Чем короче поезд, тем сильнее и длиннее выброс. Такое свойство сигнализирует машинисту о перекрытии концевых кранов в поезде или о перемерзании ТМ (т.е. об уменьшении длины тормозной магистрали).
Норматив: Во II положении ручки крана машиниста время наполнения тормозной магистрали от 0 до 5,0 кгс/кв.см должно быть не более 4 с, а время наполнения уравнительного резервуара в пределах 30-40 с.
« Третье положение – перекрыша без питания ТМ »
Для вызова служебного торможения в пассажирском поезде ручку КМ из поездного положения переводят в пятое, делают ступень торможения и переводят в четвёртое положение. После фиксации ступени (после прекращения разрядки ТМ через КМ) машинист переводит ручку КМ в третье положение.
Золотник на зеркале устанавливается так, что УК через обратный клапан сообщается с ТМ, и УП остаётся в среднем положении, выпускной и впускной клапана закрыты, осуществляется надёжная перекрыша без питания ТМ.
Машинист обязан переводить ручку КМ в третье положение в случаях:
1. при подходе к запрещающим сигналам;
2. при остановках на станциях .
Если ручка КМ останется в четвёртом положении, то при кратковременном открытии стоп крана, давление в ТМ упадет, а затем, после закрытия стоп-крана УП пойдёт в низ и откроет впускной клапан. Тормоза поезда сработают на отпуск. Обратный клапан защищает от ошибочных действий машиниста. Если машинист переведёт ручку КМ из пятого положения сразу в третье (не зафиксировав в четвертом до окончания выпуска воздуха), то воздух из хвостовой части поезда прибудет в головную часть и поднимет в ней давление. При отсутствии обратного клапана это приведет к самопроизвольному отпуску тормозов. Обратный клапан не позволяет повысить давление приходящим с хвоста поезда воздухом в УК (над поршнем), а в ТМ (под поршнем) давление увеличивается. Это приводит к подъему уравнительного поршня, открытию выпускного клапана и выпуска излишков воздуха в атмосферу (имитируется 4-е положение).
Примечание: При третьем положении давление в ТМ не поддерживается и скорость его падения зависит от плотности тормозной сети поезда. Кроме того, если в грузовом поезде перевести ручку крана из второго в третье положение, то давление в ТМ упадет примерно в 5 раз быстрее чем в пассажирских. Это связано не с плохой плотностью ТМ, а с разностью конструкцией воздухораспределителей. В пассажирском поезде при переводе ручки из 2-го в 3-е положение воздухораспределители своего состояния не меняют и остаются в положении отпуска и зарядки. Таким образом, объем тормозной сети оказывается равным объему трубы всей ТМ и объему всех запасных резервуаров (ЗР). Чем больше длина поезда, тем больше утечки, но и больше объем. В грузовом поезде, при постановке ручки крана в 3-е положение прекращается подпитка ТМ и на всех воздухораспределителях закрываются обратные клапаны к запасным резервуарам. Это приводит к резкому уменьшению объема тормозной сети (остается только труба ТМ поезда) и быстрому падению давления через те же утечки, что и в пассажирском поезде. Сам норматив содержания плотности в ТМ пассажирского и грузового поезда не отличается (падение давления в тормозной сети допускается не более 0,2 Ат в 1 мин).
« Четвёртое положение – перекрыша с питанием ТМ »
Золотник на зеркале устанавливается так, что перекрывает все каналы. Давление в УР и УК фиксируется. Разрядка ТМ после ступени торможения будет продолжаться через выпускной клапан до тех пор, пока давление во всем поезде не выровняется и станет таким, как в УР и УК. Далее уравнительный поршень станет в среднее положение и закроет выпускной клапан. Однако в поезде давление начинает падать из-за утечек. Уравнительный поршень опускается, открывает впускной клапан и воздух из ГР проходит в ТМ. Осуществляется перекрыша с питанием ТМ. Давление в ТМ при 4-м положении ручки крана зависит только от плотности УР и уплотнительных колец уравнительного поршня. Повышение давление в УР и УК через неплотности золотника или прокладок не допускаются, так как это приводит к самопроизвольному отпуску тормозов.
Норматив: При постановке ручки крана машиниста в 4-е положение давление в УР должно снижаться не более чем на 0,1 Ат за 3 минуты. Повышение давления в УР не допускается.
« Положение 5 А (в пассажирских поездах и на электропоездах - 5Э)»
Положение 5А применяется на грузовых поездах в следующих случаях:
1. В поездах повышенного веса и длины с целью равномерности снижения давления во всем поезде и тем самым обеспечения плавности торможения. Ступень торможения производится 5-м положением на минимальную величину, а доводится до требуемой величины положением 5А. Положение 5 обеспечивает надежное срабатывание тормозов во всем поезде и необходимую скорость распространения тормозной волны. Положение 5А обеспечивает плавное наращивание тормозной силы. Это исключает возникновение больших продольно-динамических реакций, как при обычной ступени торможения.
2. В грузовых поездах любого веса и длины при разрядки УР на 0,8 Атм. и более. При переводе ручки КМ в четвёртое положение, наблюдается некоторое повышение давления в УР и ТМ. такое явление объясняется законом Бойля-Мариота. При понижении давления в УР, температура воздуха в нем понижается (принцип работы холодильника). После фиксации ступени торможения 4-м положением, воздух не может оставаться с температурой ниже окружающей среды. Он нагревается от стенок УР и принимает прежнюю температуру. При нагреве воздух расширяется и на некоторую величину повышает давление в УР. Чем глубже разрядка УР при торможении, тем больше повысится давление в УР при 4-м положении. Для снятия этого явления (термодинамический недостаток КМ), применяется положение 5А. Пятым положении производим разрядку УР на 0,6 ÷ 0,7 Атм., а 5А замедленно усиливаем ее до требуемой величины и переводим ручку КМ в четвёртое положение. При медленном темпе разрядки ТМ термодинамический эффект не возникает, так как воздух при падении давления успевает одновременно упасть в температуре и одновременно нагреться на такую же величину.
3. В случае неисправности крана машиниста, если в 4-м положении самопроизвольно повышается давление и отпускают тормоза. Несанкционированное повышение давления в таком случае можно компенсировать постановкой ручки крана в 5А положение или в 3-е положение.
Положение 5Э применяется в пассажирских поездах.
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).
| Рис.5.1. |
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.
| Обозначение по рис.85 и рис.86. | Назначение |
| Выемка для сообщения уравнительного резервуара с полостью над мембраной редуктора при II положении. | |
| Отверстие диаметром 5 мм из питательной магистрали для зарядки полости над уравнительным поршнем при I положении. | |
| 3, 4 | Выемка и отверстие диаметром 2,5 мм для сообщения уравнительного резервуара с атмосферой при V положении. |
| Отверстие диаметром 1,5 мм для сообщения уравнительного резервуара с атмосферой при переводе ручки из V в VI положение. | |
| Отверстие диаметром 2,8 мм для сообщения уравнительного резервуара с атмосферой при V положении. | |
| 7, 8 | Выемка и отверстие диаметром 2,3 мм, соединяющие уравнительный резервуар с атмосферой при V положении. |
| Отверстие диаметром 4 мм для сообщения полости над уравнительным поршнем через обратный клапан с тормозной магистралью при III положении. | |
| Отверстие диаметром 3 мм, сообщающее уравнительный резервуар с атмосферой при V положении. | |
| Выемка для сообщения полости над уравнительным поршнем с атмосферой при VI положении. | |
| Канал, сообщающий питательную магистраль с тормозной при I положении и тормозную магистраль с атмосферой при VI положении. | |
| Выемка, соединяющая питательную магистраль с возбудительным клапаном редуктора при I положении. | |
| Выемка для сообщения питательной магистрали с возбудительным клапаном редуктора при II положении. | |
| Выемка, соединяющая полость над уравнительным поршнем со стабилизатором при I и II положении. | |
| Выемка для смазки. | |
| Отверстие диаметром 1 мм для смазки. | |
| Отверстие диаметром 0,75 мм для медленной разрядки уранительного резервуара (засверловка диаметром 1,5 мм) при VA положении. | |
| М | Отверстие диаметром 16 мм, постоянно сообщенное с тормозной магистралью. |
| Ат1 | Канал, сообщающий тормозную магистраль с атмосферой при экстренном торможении. |
| Ат2 | Отверстие диаметром 5 мм, соединяющее полость над уравнительным поршнем с атмосферой при экстренном торможении. |
| ГР | Канал с дугообазной выемкой, постоянно сообщенный с питательной магистралью. |
| УР1, УР2 | Выемка и отверстие диаметром 5 мм из полости над уравнительным поршнем. |
| УР3, УР4 | Отверстие диаметром 3 мм и выемка из уравнительного резервуара. |
| Р1 | Отверстие диаметром 3 мм из полости над диафрагмой редуктора. |
| Р2, Р3 | Выемка и отверстие диаметром 3 мм к возбудительному клапану редуктора. |
| К | Отверстие диаметром 3 мм к обратному клапану из полости над уравнительным поршнем. |
| РВ1, РВ2 | Выемка и отверстие к стабилизатору. |
| УР5 | Отверстие диаметром 3 мм из полости над уравнительным поршнем. |
| УР6 | Отверстие диаметром 2 мм из полости над уравнительным поршнем. |
| С | Отверстие диаметром 3 мм к стабилизатору. |
| СМ | Смазочные канавки. |
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.
| Рисунок-анимация 5.5. |
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 .
| Рисунок-анимация 5. 6. |
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.
| Рисунок-анимация 5.7. |
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.
| Рисунок-анимация 5.10. |
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.
| Рисунок-анимация 5.12. |
Ручку крана машиниста №394 переводим из 2го - поездного положения в 5е-служебное торможение понижаем давление в тормозной магистрали на 0,7-0,8ат и переводим в 4е положение – перекрыша с питанием; при этом воздухораспределитель сработает на торможение и воздух из запасного резервуара воздухораспределителя поступит через отверстие 0,8мм в полость между верхним и сдвоенным поршнями, одновременно заполняя резервуар 0,3л.; сдвоенный поршень опустится вниз, переместит вниз двух седельчатый клапан и откроет доступ воздуха из ГР к ТЦ и одновременно под сдвоенный поршень, когда давление выравнится под действием пружины двухседельчатый клапан со сдвоенным поршнем поднимутся вверх.
Отпуск тормозов: ручку крана машиниста переводим из 4го положения во 2е отпуск тормозов (поездное), при этом давление в тормозной магистрали повышается, воздухораспределитель сработает на отпуск тормозов, т.е. воздух из полости между верхним и сдвоенным поршнями выйдет в атмосферу через воздухораспределитель, из-за давления воздуха под сдвоенным поршнем из тормозных цилиндров он поднимается вверх и открывается выход воздуха из ТЦ
Отпуск тормозов локомотива при торможении краном машиниста №394 : ручку крана №254 нажимают на буфер и воздух из полости между верхним и сдвоенным поршнями выйдет в атмосферу через буферный клапан, из-за давления воздуха под сдвоенным поршнем из тормозных цилиндров он поднимается вверх и открывается выход воздуха из ТЦ в атмосферу через полый шток сдвоенного поршня и радиальных отверстий между дисками, происходит отпуск тормозов.
Регулировка крана №254: ослабляют регулировочный винт и винт крепления ручки, вращением стакана устанавливают давление в ТЦ 1-1,3ат. ручку крана устанавливают в 3е положения и закрепляют винтом, затем переводят в 6е тормозное положение и регулировочным винтом устанавливают давление 3,8-4ат. затем перевести ручку во 2е положение и убедиться в отпуске тормозов локомотива. При переводе ручки из 2го положения на 20 градусов в сторону торможения - тормоза не должны срабатывать.
Кран машиниста №394 (КМ)
Назначение: кран 394 предназначен для управления тормозами поезда путем изменения давления в тормозной магистрали. (автоматический, не прямодействующий)
Конструкция : собран из 5 основных частей: верхней (золотниковой), средней (зеркало золотника), нижней (уравнительной); редуктора (питательный клапан) предназначен для поддержания установленного давления в уравнительном резервуаре во 2м положении; стабилизатора (дросселирующий выпускной клапан) предназначен для ликвидации сверхзарядки.
Верхняя часть : крышка, стержень и ручка, закрепленной на квадрате стержня винтом и гайкой. Стержень в крышке уплотнен манжетой и нижним концом входит в выступ золотника , обеспечивая правильное соединение деталей в определенном положении. Золотник к зеркалу прижат пружиной.
Средняя часть крана является зеркалом для золотника; в которой находится обратный клапан.
Нижняя часть: корпус, уравнительный поршень уплотненный резиновой манжетой и латунным кольцом, клапан пружиной прижат к седлу втулки - называют двухседельчатым или пустотелым, притерт к втулке и хвостовику поршня и работает как впускной (питательный) или выпускной. Фильтр предохраняет от загрязнения возбудительный клапан редуктора
Верхняя, средняя и нижняя части соединены между собой через резиновые прокладки с помощью четырех шпилек и гаек. Положение крышки на средней части фиксируется контрольным штифтом.
С трубами от питательной ПМ и тормозной магистралей ТМ кран машиниста соединяется с помощью накидных гаек.
Редуктор крана состоит из корпуса, верхней части с запрессованной втулкой и корпуса нижней части. В верхней части находится питательный клапан, прижимаемый к седлу пружиной, которая другим концом упирается в заглушку. На металлическую диафрагму (мембрану) диаметром 78 мм снизу через опорную шайбу действует пружина, упирающаяся через центрирующую шайбу в винт. Редуктор служит для поддержания определенного давления в уравнительном резервуаре при поездном положении.
Стабилизатор крана состоит из корпуса с запрессованной втулкой, гайки, крышки и клапана, прижимаемого к седлу пружиной. В корпус запрессован ниппель с дроссельным отверстием диаметром 0,45 мм. Снизу на мембрану диаметром 55 мм через упорную шайбу действует пружина, регулируемая винтом с контргайкой. Стабилизатор служит для ликвидации сверхзарядки магистрали при поездном положении.
КМ имеет семь режимов работы с соответствующими положениями ручки: 1- зарядка и отпуск; 2- поездное (отпуск, ликвидация сверх зарядки); 3- перекрыша без питания; 4 - перекрыша с питанием; 5а - служебное торможение медленным темпом; 5 - служебное торможение; 6 - экстренное торможение.
Верхняя часть
: 15,18-крышка, 19-стержнь, 20-ручка, 21-гайка, 17-манжета,
16-золотник с выступом,22-пружина;
13-Средняя часть (зеркало золотника), 14,12-резиновые прокладки, 23-контрольный штифт; (обратный клапан - не указан)
Проверки крана машиниста №394 согласно инструкции ИЭ-26-01-08 КГОК.
1.7. Кран машиниста усл.№ 394 и 395 при поездном положении ручки должен быть отрегулирован на поддержание давления в тормозной магистрали на всех локомотивах рудовозного района 6 кгс/см², на локомотивах обращающихся с вагонами ОАО РЖД - 5,2 - 5,3 кгс/см².
1.8. Проверить настройку стабилизатора крана машиниста усл.№ 394 и № 395, которая производится следующим образом:
Завысить давление в уравнительном резервуаре более 6,5 кгс/см²;
Падение давления в магистрали должно происходить с 6,5 кгс/см² до 6,3 кгс/см² за 80-100сек. При более быстром падении давления необходимо ослабить пружину стабилизатора, а при медленном - затянуть ее винтом.
1.9. После установления зарядного давления в тормозной магистрали проверить кран машиниста усл.№ 394 и № 395 на:
Чувствительность уравнительного поршня путем перемещения ручки крана машиниста в положение служебного торможения до снижения давления в уравнительном резервуаре на 0,3 кгс/см² с последующей постановкой ручки крана в IV положение. Уравнительный поршень при этом должен подняться, выпустить из тормозной магистрали соответствующий объем воздуха, опуститься и прекратить выпуск воздуха в атмосферу;