下一代地铁列车制动夹钳单元研制

第 ３９ 卷 第 ２ 期
铁道机车车辆
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．２
பைடு நூலகம்
２０１９年４月 ＲＡＩＬＷＡＹ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ ＆ ＣＡＲ Ａｐｒ． ２０１９
文章编号：１００８－７８４２ （２０１９）０２－００７９－０４
下一代地铁列车制动夹钳单元研制
ＵＣＡ１０Ｓ型制动缸由制动缸气室、弹性变 形识 别机 构、前调整离合机 构、后 调 整 离 合 机 构、丝 杠 前 体 机 构、 弹簧缸以及手缓解机构等部件组成。制动缸气室由制 动缸 体、活 塞 等 件 组 成，弹 性 识 别 机 构 由 识 别 环、识 别 座、识别弹簧等件组成，前调整离合机构 由前 调螺 母座、 前调整弹簧、前调 整 螺 母 等 件 组 成，后 调 整 离 合 机 构 由 后调螺母座、后调整弹簧、后调整螺母等 件组 成，丝 杠前 体机构由丝杠、前 体、鞍 形 弹 簧 组、调 整 螺 母 等 件 组 成， 弹簧 缸 由 停 放 弹 簧、停 放 活 塞、停 放 丝 杠、棘 轮 等 件 组 成，手缓解机构由手柄、拉绳、复位弹簧、杠杆、止动 爪等 件 组 成 （如 图 ２ 所 示 ）。
针对“下一代 地 铁 列 车”研 制 的 ＵＣＡ１０（Ｓ）型 制 动 夹钳 单 元，包 括 带 有 停 放 制 动 功 能 的 ＵＣＡ１０Ｓ 以 及 不 带停放制动功能的 ＵＣＡ１０两种型号。 １．１ 基 本 功 能 与 外 形 结 构
ＵＣＡ１０（Ｓ）型制动夹 钳 单 元 具 有 制 动 与 缓 解、闸 片 间隙自动调整、手 动 调 整 功 能，带 有 停 放 制 动 模 块 的 还 具有 停 放 制 动 与 缓 解、停 放 制 动 手 缓 解 等 功 能。 ＵＣＡ１０Ｓ及 ＵＣＡ１０型制动夹钳单元采用３点吊装接口 形式，主要由制动缸、夹钳臂、连接架 和闸片 托 ４大模块 组 成 （如 图 １ 所 示 ）。
制动夹钳单元作为制动系统的关键 部 件，是其他制 动措施失效下的最后一道安全保障，对列车 运 行的 安全 起着至关重要的 作 用，根 据 课 题 任 务 要 求，中 车 青 岛 四 方车辆研究所有限公司承担研制了一种 紧 凑化、轻量化 的制动夹钳单元。 １ 基 本 功 能 、外 形 结 构 与 技 术 参 数
王 震 ，张 昕 ，黄 建 松 ，刁 有 彬 ，张 方 亮 （中车青岛四方车辆研究所有限公司 制动事业部，山东青岛 ２６６０３１）
摘 要 介 绍 了 下 一 代 地 铁 列 车 制 动 夹 钳 单 元 的 功 能 、结 构 、技 术 参 数 、作 用 原 理 、特 点 、试 验 验 证 及 运 用 情 况 。 关 键 词 下 一 代 地 铁 ；制 动 夹 钳 单 元 ；原 理 ；特 点 ；地 面 试 验 ；运 用 考 核 中 图 分 类 号 ：Ｕ２３９．５ 文 献 标 志 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－７８４２．２０１９．０２．１７
杠杆机构（夹钳臂、连接架和闸片托等）实现力 的放 大及 传递，实现常用制动。ＵＣＡ１０Ｓ型制动夹钳单 元增 加了 停放制动功能模块，通过储能弹簧的释 放使停 放制 动缸 伸长，再经杠杆机 构 实 现 力 的 放 大 及 传 递，实 现 停 放 制 动。由于此杠杆机构为３点浮动式制动夹钳单元通用 结构，以 ＵＣＡ１０Ｓ 型 制动夹 钳单 元的制 动缸（以 下简 称 ＵＣＡ１０Ｓ型制动缸）为例，对其基本功能、结 构与作 用原 理进行介绍。
十 二 五 国 家 科 技 支 撑 计 划 ——— 下 一 代 地 铁 车 辆 技 术 研 究 及 示 范 应 用 （２０１５ＢＡＧ１３Ｂ００） 王 震 （１９８７— ）男 ，工 程 师 （收 稿 日 期 ：２０１８－０８－０３）
８０ 铁 道 机 车 车 辆 第３９卷
图 ２ 犝犆犃１０犛型 制 动 缸 结 构 图
２．１ 正 常 制 动 与 缓 解 当闸片缓解间隙在正常范围值时制动夹钳单元所
进行的制动 （或 缓 解 ）称 为 正 常 制 动 （或 缓 解 ），正 常 制 动、缓解过程中闸 片 间 隙 自 动 调 整 功 能 不 启 用，该 制 动 作用过程为：向制 动 气 室 充 入 压 缩 空 气，活 塞 压 缩 缓 解 弹簧左向移动，活塞套筒依次通过 识别 座、识别 弹 簧、前 调螺母座、前调螺母、丝杠、推动前 体左 移。 当 前体受到 制动缸外部 其 他 结 构 一 定 的 外 力 限 制 （闸 片 夹 紧 制 动 盘）之后，识别弹 簧 会 继 续 压 缩，直 至 识 别 座、识 别 环 与 前调螺母座 之 间 无 间 隙，此 时 活 塞 推 力 依 次 由 活 塞 套 筒、识别座、识别环、前调螺母座、前调螺 母，通 过丝杠传 递至前体，实现 ＵＣＡ１０Ｓ 型 制 动 缸 伸 长，最 终 将 压 缩 空 气压强转化成闸 片 与 制 动 盘 压 力，实 现 制 动 作 用，其 中 识别弹簧的压缩过程为弹性识别的功能，当 识 别环 与前 调螺母座接触后，弹 性 变 形 识 别 机 构 变 为 刚 形 体，用 于 避免制动施加后由于零部件的弹性变形等因素导致的 缓 解 间 隙 的 自 动 调 整 误 动 作 ，保 证 缓 解 间 隙 正 常 。
表 １ 犝犆犃１０（犛）型 制 动 夹 钳 单 元 主 要 技 术 参 数
项目
技术参数
制 动 缸 活 塞 直 径／ｍｍ 制 动 缸 最 高 工 作 压 力／ｋＰａ 停 放 缸 最 小 完 全 缓 解 压 力／ｋＰａ 动 作 灵 敏 度／ｋＰａ 缓 解 间 隙／ｍｍ 一 次 调 整 量／ｍｍ 总 调 整 量／ｍｍ 夹 钳 杠 杆 倍 率 （双 侧 ） 适 用 环 境 温 度／℃
１－ 制 动 缸 体 ；２－ 活 塞 ；３－ 外 套 筒 ；４－ 缓 解 弹 簧 ； ５－ 后 调 整 弹 簧 ；６－ 活 塞 套 筒 ；７－ 导 向 块 ； ８－ 后 调 螺 母 座 ；９－ 后 调 整 螺 母 ；１０－ 识 别 环 ； １１－ 限 位 环 ；１２－ 识 别 座 ；１３－ 识 别 弹 簧 ； １４－ 停 放 弹 簧 ；１５－ 停 放 活 塞 ；１６－ 停 放 丝 杠 ； １７－ 前 调 螺 母 座 ；１８－ 前 调 整 螺 母 ；１９－ 前 调 整 弹 簧 ； ２０－ 前 体 ；２１－ 鞍 形 弹 簧 组 ；２２－ 调 整 螺 母 ； ２３－ 前 调 挡 块 ；２４－ 前 调 防 转 座 ；２５－ 丝 杠 ；２６－ 棘 轮 。
２５４ ６００ ６００ ≤５０ ２～４ ≥２ ≥８３ ２．６ －４５～ ＋７０
图 １ 犝犆犃１０（犛）型 制 动 夹 钳 单 元
１．２ 主 要 技 术 参 数 （见 表 １） ２ 作 用 原 理 简 介
ＵＣＡ１０（Ｓ）型 制 动 夹 钳 单 元 常 用 制 动 具 有 相 同 的 基本工 作 原 理 ，通 过 充 入 空 气 压 力 使 制 动 缸 伸 长 ，再 经