车辆减速器是机械化.doc

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兰州交通大学毕业设计（论文）

车辆减速器的概述

车辆减速器是机械化、半自动化和自动化驼峰编组站，对溜放中的车辆进行速度控制，使车辆溜入编组线的速度满足安全连挂要求的主要调速设备。

驼峰编组站安装车辆减速器可以提高解编能力，保障作业和人身安全，减轻劳动强度。

目前铁路解编列车，最有效的方法任然是利用装有车辆减速器（或辅以其他调速设备）的机械化、半自动化和自动化驼峰调车场。

从1914年德国开始安装试验减速器，1924年美国正式使用减速器以来，经过几十年的改进与发展。

早期发展的驼峰主要是机械化驼峰，因而间隔制动减速器得到较充分的发展。

我国从1955年开始减速器的研究，改良了GEP-31型，仿制出了DK-59型。

1966年研制成功了T.JY型（原66-11型）液压重力型减速器。

1977年在DK-59型的基础上又改进设计了T.JK型气动非重力式减速器。

1987年，为了简化结构、降低造价、提高性能、节省能源和便于维修，研制成功了液压传动T。

T.JY3型、气压传动T.JK3型。

随着我国铁路运输的不断发展，编组站逐渐由机械化发展为半自动化和自动化，减速器也逐渐由间隔制动发展为目的制动。

近20年来，目的制动减速器得到了很大的发展。

为了满足驼峰半自动化和自动化的要求，自1975年研制成功T.JY1型（原7501型）减速器以后，1982年又研制成功了T.JY2型液压重力式减速器，1986年还研制成功了T.JK2型和T.JK2-A型气动重力式减速器。

减速器的控制方式也从最简单的手动控制发展到半自动化和计算机控制，实现了驼峰溜放的自动化。

目前我国铁路应用的车辆减速器分为T.JY和T.JK两大系列，T.JY型为液压型，T.JK型为气动式。

T.JK系列浮轨重力式车辆减速器T.JK3、T.JK2、T.JK2-A型和T.JY系列浮轨重力式车辆减速器T.JY3、T.JY2、T.JY2-A型机体分别对应相同，其区别仅在于工作缸、控制阀和管道。

T.JK系列车辆减速器用气缸、气动阀和气管；T.JY系列车辆减速器用油缸、液压阀和油管。

车辆减速器的系列化和标准化，有利于生产、使用和维修，深受现场欢迎。

随着编组站运量和车辆轴重的增加，1995年又研制成功了改进型高强度和适用于50kg/m钢轨的减速器T.JK（Y）3-A（50）型，T.JK（Y）2-A（50）型，形成了新的系列化产品T.JK3-A、T.JK2-A和T.JY3-A、T.JY2-A的A系列，T.JK3-A50、T.JK2-A50和T.JY3-A50、T.JY2-A50的50系列。

这些新的系列化产品在保持原有性能指标的基础上，增加了强度，提高了寿命，减少了维修，将逐步替代T.JK（Y）-（50）、T.JK（Y）2系列产品推广使用。

为进一步增加减速器的寿命，减少维修，2000年又研制成功了新的目的制动减速器T.JK（Y）2-B（50）型，将作为T.JK（Y）2-A（50）型的替代产品推广使用。

目前，我国各种类型的减速器已推广使用近50000台，遍布全国各铁路局和铁路分局。

车辆减速器的作用及分类

车辆减速器的作用

货物列车的解体和编组，由平面调车发展到重力驼峰溜放作业，使车辆作业发生了根本的变化。

车辆减速器的安装和使用，则使驼峰溜放作业实现了机械化，进而发展为半自动化和自动化，因此提高了驼峰解体能力，保证了调车作业和人身安全，减轻了工人的劳动强度，减少了钢轨磨耗和车轮踏面的擦伤，具有显著的社会经济效益。

间隔制动减速器的作用主要是保证溜放车组之间的间隔，同时兼顾调整目的制动速度，在装有车辆减速器的站场，用以调整车组进入车场减速器的入口速度。

间隔制动减速器的使用对提高驼峰解体能力和保证作业安全起了很大作用。

但在调车厂里任然保证不了车组的安全连挂。

几十年来，调车场内一直使用手闸或铁鞋制动，后期绝大多数采用铁鞋制动。

铁鞋制动随较手闸制动优越，但任然存在很多问题：

高速溜放作业时安全无保障，追钩、撞车事故不断发生；高速上鞋时制动人员劳动强度大，危险性大；铁鞋对钢轨磨耗日趋严重，对车轮踏面造成擦伤进而影响车辆的走行性能。

为解决铁鞋带来的这些问题，世界各国都在研究取代铁鞋制动的有效途径。

理论和实践都证明在调车场内安装减速器可以显著提高驼峰解体能力和车组的安全连挂率。

因此，各国对目的制动用车辆减速器的研究投入了大量的人力和物力，研究了品种繁多、各具特色的目的制动用减速器。

间隔和目的制动用减速器的研制和发展，必将推动编组站现代化技术改造的进程。

二、车辆减速器的分类

根据驼峰调车场的作业要求和减速器的主要作用，减速器可分为间隔制动用和目的制动用两类。

按照制动原理来分，减速器基本上可分为钳夹式和非钳夹式两大类。

钳夹式减速器按其动力系统可分为液压型、气动型和电机型。

若按制动力来源又可分为外力式和车重重力式。

非钳夹式减速器种类较多，主要有橡胶轨式、液压减速单元（减速顶）、螺旋滚筒式、电磁式和减速小车等。

此外，作为目的调速设备，还出现了不少加速或加减速调速设备，如绳索牵引推送小车、螺旋减速器、直线电机加减速小车、油-气加减速单元等。

就我国目前已有的减速器而言，T.JY、T.JY1、T.JY2、T.JY2-A和T.JY3型以及T.JY3-A（50）、T.JY2-A（50）和T.JY2-B（50）型为钳夹式液压重力式车辆减速器；T.JK型为钳夹式气动非重力式车辆减速器；T.JK2、T.JK2-A和T.JK3型以及T.JK3-A（50）、T.JK2-A（50）和

为了更清楚、更直观地说明问题，可将减速器的分类归纳如下

就我国目前已有的减速器而言，T.JY、T.JY1、T,JY2、T.JK2-A和T.JY3型以及T.JY3-A（50）、T.JY2-A（50）和T.JY2-B（50）型为钳夹式液压重力式车辆减速器；T.JK型为钳夹式气动非重力式车辆减速器；T.JK2、T.JK2-A和T.JK3型以及T.JK3-A（50）、T.JK2-A（50）和T.JK2-B（50）型为钳夹式气动重力式车辆减速器；内外侧减速顶即为非钳夹式车辆减速器。

钳夹式减速器即以钳子钳夹产生制动力而得名。

由于液压重力式具有能量省、投资少、动作快、减速度稳定和简化自动控制等优点，因而作为目的制动，在国际上应用最广，安装的数量也最多。

传统的气动式非重力式减速器，由于投资和性能的关系，一般用于间隔制动，目的制动很少使用。

而气动重力式减速器，由于同样具有能量省、投资少、动作快、简化自动控制等优点。

且对维修要求低、无油污染，因此在我国得到较快发展。

钳夹式减速器虽然比较简单，易于制造，易于控制，但制动力受轮辋表面状态以及车轮直径影响较大，因而制动力有波动。

近十几年来，非钳夹式减速器的研究得到很大发展。

如上所述，非钳夹式减速器种类繁多、原理差异大，各有自己的特点，在不同情况下均得不到同程度的发展，但也受到一定的限制。

对间隔制动和目的制动减速器的不同要求

如上所述，按照编组站的使用要求，减速器可分为头部间隔制动和编组站内目的制动用两大类。

无论间隔制动或目的制动减速器都必须满足：

1.铁道部1959年颁布的车辆术石第1410号布令规定的减速器上部限界。

2.具有足够的强度，制动时允许车辆最高入口速度不小于6.5m/s，间隔制动应不小于7m/s.

根据对通过驼峰车辆减速器制动的车辆的测试表明，当车辆进入制动状态下减速器的入口速度为6-7m/s时，车辆弹簧振动挠度平均值为2.8-4.5mm最大值为13.5mm，数学期望值为13.8mm，弹簧动力系数最大值为0.7，相当于火车正在线上以100km/h左右的速度运行出现的数值。

因此，减速器的最高入口速度按7m/s考虑。

3.适应车辆的蛇形运动，不至于对车辆有较大的损伤（如产生退轮趋势，是轮轴变形等），减速器施予车辆的作用力必须在车辆的允许范围之内。

由于二者使用的条件不同，对间隔制动和目的制动减速器的要求也不相同。

一、对间隔制动减速器的要求

间隔制动减速器主要用于保证车组之间的间隔，因此，要求制动力要大，在任何情况下均能对车辆进行有效的制动，也就是说，车辆压在减速器上时减速器不能重复制动是不允许的。

间隔制动减速器具有足够的制动力，尤其具有较大的单位制动能高，则可缩短减速器的有效制动长度，也就可以缩短驼峰咽喉区的长度，这对保证间隔是有利的。

为了提高自动化驼峰的控制效果，对间隔制动减速器提出了动作速度快、出口速度控制误差小的更高要求。

为适应间隔制动减速器动作频繁、磨耗快、维修时间短等特点，减速器必须具有足够强度，同时考虑方便调整、方便维修和维修时的作业及人身安全。

二、对目的制动减速器的要求

目的制动减速器主要为调整目的连挂速度而设置，因此需安装在编组站调车场股道上。

由于调车场股道线路多，要在车场线路上安装减速器数量就较大，所以经济指标就成为重要因素。

另外，也由于减速器数量多，必然要求对减速器采用半自动或自动控制，要求有较高的出口速度控制精度。

为此，对目的制动用减速器提出了新的要求，综合归纳如下：

1.结构简单、造价低、维修费用低且便于安装维修。

2.为便于调车场线路排水，不应有太深的基础。

3.有较小小的缓解时间和比较稳定的减速器，以保证必要的速度控制精度。

总之，要求目的制动用减速器既要经济，又要有较好的控制精度。

第三节车辆减速器专用名词，符号及型号说明

一、专用名词

1、车辆能高 在溜放过程中，车辆单位重量具有的能量（也包括位能和动能），可以用高度来表示，这个高度称为该车辆的能高

2、制动能高 减速器消耗被制动车辆的能高值，称为该减速器的制度能高。

3、单位制动能高 减速器单位制动长度（m）上消耗被制动车辆的能高值，称为减速器的单位制动能高（或单位能高）。

4、全制度时间 从接到制动命令开始至减速器制动轨（或制动夹板）之间的开口达到规定尺寸的时间，称为减速器的全制动时间。

5、全缓解时间 从接到缓解命令开始至减速器制动轨（或制动夹板）之间的开口达到缓解后规定的最大尺寸的时间，称为减速器的全缓解时间。

6、缓解时间 从接到缓解命令开始至减速器制动轨（或制动夹板）对车辆失去减速作用的时间，称为减速器的缓解时间。

二、符号

1、H 车辆能高（m）。

2、Hz 制动能拿高（m）.

3、h 单位制动能高（m/m）.

4、tQZ全制动时间（s）。

5、tQH全缓解时间（s）。

6、tH缓解时间（s）

三、型号说明

走行基本轨类型，缺省时为4.kg/m钢轨

派生型序号：

A、B……

设计顺序号1、2、3……

气压传动（空压传动），Y为液压传动

车辆减速器

驼峰设备

TJK2-A50

第四节国内外主要减速器简介

国内外的减速器主要有气动钳夹式、液压钳夹式和液压及气动的非钳夹式减速器。

这些减速器有车重重力式和外力式之分，有用于间隔制动的，也有用于目的制动的。

一、气动钳夹式减速器

气动型减速器的动力是压缩空气，因此又称空压型减速器。

由于采用压缩空气作为动力，因而具有显著的优点；管道压力低，即使有泄露，经济损失比较小，不宜污染环境；气动系统及元器件对加工精度、维修技术要求不高；受环境温度影响比较小。

但气压传动由于压力低，如需较大传动力时，设备体积庞大、笨重，使制造成本增加。

气动钳夹式减速器主要有非动力（外力）式和车重重力式两类。

（一）气动非重力式减速器

气动非重力式减速器发展最早，应用广泛，早起美国生产的EP-31型、EP-32型，日本生产的AR31型，法国生产的34M型，前苏联生产的T50型以及我国生产的GFP-31型、DK-59型等，主要有间隔制动位使用，近几十年来，由于车重的增加以及自动化的要求，各国对原有的气动非重力式减速器都进行了改进。

气动改进型有美国的67型、81型，法国的MU80型，日本的MF型，前苏联的KHII5-73型以及我国的T-JK型等。

传统的气动非重力式减速器以美国的81型最具有代表性，它的结构如图1-1所示，外形如图1-2所示，日本的MF型、前苏联的KHII5-73型，法国的34M徐不过以及我国的T-JK型都属于此类型。

一般气动非重力式减速器的基础较深、体积庞大、笨重，需要较大的气缸直径，制造成本高，制造缓慢，控制精度低，同时，由于是非重力式减速器，所以在自动控制时必须增加侧重设备才能使用。

日本、前苏联和我国只有少数编组站在目的制动位采用传统的气动非重力式减速器。

法国国营铁路在1984年投入运营的圣诺利（Saint-so-ry）自动化编组站，采用改进的MU80型。

MU80型气动减速器有较多的优点，无需基础坑，直接装于道碴基础的枕木上，采用60kg/m钢轨作制动轨；空压分7个等级，手动时分3个等级；空压调整器采用传感器和电子线路，控制精度高、速度低。

但该减速器气缸数太多，设在线路内外侧，维修不便。

MU80型减速器如图1-3所示。

图1-1美国81型减速器结构图

图1-2美国81型减速器外形图

图1-3法国U80型减速器结构图

前苏联于20世纪80年代制动的小型气动非重力式减速器PH3型（见图1-4）所示，其有效制动长度2.75m，制动、缓解时间为0.4，该减速器用气缸驱动四连杆结构并带动夹板，在前苏联寒冷地区作为母的制动减速器使用。

（二）气动重力式减速器

前苏联通信信号勘测设计院（TTCC）所设计的自动化驼峰中，目的制动采用了KB系列的气动重力式减速器。

该减速器利用附加车轮传感传递制动力，基础较深，体积与重量都较大，虽然性能上能满足运营要求，但在发展上受到很大限制，其原理如图1-5所

图1-4前苏联PH3型减速器原理图图1-5前苏联RB-3型减速器原理图

我国在T-JY1和T-JY2型液压重力式减速器的基础上，先后研制成功了目的制动和间隔制动的气动重力式减速器T-JK2\T-JK2-A（50）\T-JK3-A（50）型，它们采用了与T-JY2\T-JY2-A（50）和T-JY3-（50）\T-JY3-A（50）型减速器相同的浮动基本规原理，其主要技术经济指标与T-JY2\Y-JY2-A（50）和T-JY3-（50）\T-JY3-A（50）型减速器基本相同。

T-JY2和T-JY2-A（50）型减速器较适合于目的制动位，而T-JK3-（50）\T-JK3-A（50）型减速器更适合于在间隔制动位上使用。

二、液压钳夹式减速器

液压型减速器的动力源是液压油，减速器采用液压传动使整个系统体积小、结构紧凑，液压系统具有自润滑性，可以做到无维修；

动作时间快、控制精度高，有利于实现自

动控制等。

但液压系统要求较高的维修技

术和制造精度，液压泄漏易污染环境。

液压钳夹式减速器采用较多的是液压

重力式，也采用液压的非重力式减速器。

（一）液压非重力式减速器图1-6TW型减速器外形组

液压非重力式减速器较少，只要有德国的TW型和TW-E型，其外形分别如图1-6和图1-7所示。

TW型减速器为双轨条用于间隔制动，TW-E型为单轨条用于目的制动，该减速器的主要特点是液压非重力式，在制动时利用计算机按速度与重量随时改变减速器的制动力等级（分为9级甚至更多），加上缓解时间小于0.3，因而可达较高的出口速度控制精度，另外，减速器没有补偿轮宽变化的装置，制动力波动较小（约10%）。

图1-7TW-E型减速器外形图

（二）液压重力式减速器

液压重力式应用广泛，在许多国家的间隔或目的制动位上采用。

1、德国佛里得利希梯生（FROLICH-Thyssen）公司生产的液压重力式A型及I型，其结构如图1-8所示，原理如图1-9所示。

图1-8梯生A型减速器结构图

梯生型减速器主要用于欧洲国家，如保加利亚、波兰、匈牙利、奥地利、丹麦、荷兰、瑞士和意大利等国。

由于结构庞大、

刚才用量多，动作时间慢，逐步被

TW型所代替。

2、法国沙赫斯白贝（SAXBY）生

产R58\R68\R73\R76和R78型减速器。

R58型装有铰接梁的重型单轨条减速器，

杠杆比K=4.2,单位制动能高h=0.2m/m，

如图1-10所示。

图1-9梯生I型减速器结构图

图1-10R58型减速器结构简图

经济动作快，杠杆比K=3.7，单位制动能高h=0.16m/m，如图1-11所示。

上述两种减速器体积都很大，下边有深基础、造价高。

由于目的制动的要求，需要一个轻的制动设备，执行命令动作快，造价低，为此，相继研制成R73\R76和R78型减速器，分别如图1-12、图1-13和图1-14所示。

R73型为单轨条浮规重力式，R76及

R78型和R73型原理相同。

为了统一和便

于生产管理，主要生产R76和R78型。

其

中R78型为双轨条，一般在间隔制动位采

用；R76型为单轨条，与半个R78型相同，

用于目的制动。

它们制动效果好、价格低

廉。

图1-11R68型减速器结构图

图1-12R73型减速器示意图

图1-13R76型减速器示意图

图1-14R78型减速器示意图

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