Существует несколько схем тормозной рычажной передачи. При схеме с установкой одного или двух тормозных цилиндров под рамой вагона тормозные цилиндры соединены тягами и рычагами с тормозной рычажной передачей на тележках.

Преимуществом же схемы с установкой двух или четырех тормозных цилиндров непосредственно на тележках является устранение громоздкой подвагонной системы рычагов и тяг и повышение ее к. п. д. вследствие меньших потерь на трение в шарнирах. При этом торможение может происходить путем нажатия тормозных башмаков с колодками на поверхность катания бандажей колес или на специальные тормозные диски, насаженные на ось или прикрепленные к колесным центрам. По первой схеме выполнены тормозные рычажные передачи тележек прицепных вагонов электропоездов ЭР2, ЭР9П и ЭР22; по второй схеме — для тележек моторных вагонов ЭР2, ЭР9П и ЭР22, а также прицепных вагонов ЭР22 (тележки ТЭК-II-37).

Тормозная рычажная передача моторных вагонов ЭР2 и ЭР9П представляет собой две системы, расположенные раздельно на каждой из тележек вагона. Два тормозных цилиндра 5 (рис. 34) диаметром 10″ установлены на обеих продольных балках с внешней стороны каждой тележки ближе к середине вагона, так что поршни их работают в одну и ту же сторону вдоль тележки.

Шток поршня каждого из цилиндров при помощи головки соединен с коротким рычагом 4, расположенным наклонно на кронштейне, приваренном к продольной балке рамы тележки. Второй конец рычага 4 с помощью короткой тяги присоединяют к наружному концу горизонтального рычага 3, внутренний конец которого соединен с верхним концом вертикального рычага 7 посредством звена. Нижний конец рычага 7 соединен короткой тягой с тормозным башмаком 1 и колодкой. У внешних концов тележки тормозные башмаки насажены на цапфы тормозной траверсы 2, благодаря чему достигается равномерное распределение и согласование тормозных сил между обеими ветвями рычажной тормозной передачи. Подвески тормозных траверс с башмаками плоские штампованные из листовой стали толщиной 16 мм. Средние тормозные башмаки, расположенные между колесными парами и поперечными балками рамы, подвешены на подвесках вследствие того, что тяговые двигатели не позволяют соединить их поперечной траверсой. Поэтому подвески средних тормозных башмаков имеют массивное коробчатое сечение. Благодаря жесткости подвешивания башмаков крутящий момент в подвесках, возникающий из-за одностороннего консольного приложения тормозного усилия к башмаку, не влияет на работу тормоза.

Рис. 34. Схема тормозной рычажной передачи тележек моторных вагонов ЭР2 и ЭР9П: 1 —тормозной башмак с колодкой ; 2 — тормозная траверса; 3 — горизонтальный рычаг; 4— наклонный рычаг; 5 — тормозной цилиндр; 6 — средняя тяга; 7 — вертикальный рычаг; 8 — затяжка; 9— мертвая точка; 10 — ручной привод тормоза; 11—трос ручного привода

Средние тормозные башмаки и подвески соединены тягами с нижними концами средних вертикальных рычагов 7, середина которых соединена затяжками 8 с серединой внешних вертикальных рычагов. Средние тормозные башмаки закреплены вместе с тягами в подвесках валиками с гайками.

Верхние концы средних вертикальных рычагов 7 соединены между собой при помощи средней тяги 6. Таким образом осуществляется передача тормозного усилия от одной колесной пары к другой. Вертикальные рычаги присоединены к неподвижным кронштейнам «мертвой точки» 9, приваренным на конце продольной балки рамы тележки, с помощью концевых тяг. Регулируя концевые тяги, устанавливают зазоры между тормозными колодками и поверхностями катания колес в заданных техническими условиями пределах.

Головки соединительного звена, средней и концевой тяг, опираясь нижней гранью на направляющие линейки, поддерживают всю рычажную систему тележки. Направляющие линейки прикреплены болтами к опорным бобышкам на внутренней стенке продольной балки рамы. При работе тормоза головки тяг скользят по линейкам и перемещают вертикальные рычаги.

Равномерный зазор между тормозной колодкой и колесом поддерживается оттяжным устройством. Оно состоит из стержня, ушко которого соединено с верхним концом башмака при помощи валика, оттяжной пружины, упорной пластинки на подвеске, в которую упираются пружина и гайка с контргайкой для регулировки усилия пружины. Затягивая или отпуская гайку, регулируют положение тормозного башмака относительно поверхности катания колеса.

Возврат всей системы рычагов при отпуске тормозов происходит за счет внутренних пружин тормозных цилиндров 5.

Тормозная рычажная передача моторных вагонов ЭР22 расположена на каждой из тележек вагона. Она представляет собой четыре отдельных системы, каждая из которых приводится в действие своим тормозным цилиндром (диаметром 203 мм). Системы связаны между собой попарно тормозной траверсой. Цилиндры установлены на концах продольных балок рам тележек с нижней стороны. Шток поршня каждого из цилиндров при помощи головки соединен с концом наклонного рычага, средняя часть которого поворачивается на валике в кронштейне концевой балочки рамы тележки. Верхний конец рычага соединительным звеном связан с вертикальным рычагом. Вертикальные рычаги у внешних концов тележки насажены вместе с тормозными башмаками на общую тормозную траверсу, которая подвешена к раме тележки и на подвесках. Нижние концы наружных вертикальных рычагов связаны со средними вертикальными рычагами горизонтальной двойной затяжкой, проходящей ниже оси колесной пары по обе стороны колеса. Для установки зазора между тормозными колодками и поверхностью катания колеса у наружных концов затяжек предусмотрен регулировочный винт. Предохранение от падения на путь горизонтальной затяжки в случае ее обрыва состоит из гибкого стального троса, концы которого прикреплены к вертикальным рычагам. Тормозные траверсы также имеют предохранение из отрезков стального троса. Один конец троса охватывает траверсу, а другой прикреплен к раме тележки.

Тормозная рычажная передача прицепных вагонов ЭР2 и ЭР9П приводится в действие от одного четырнадцатидюймового тормозного цилиндра, подвешенного под рамой вагона.

Головка штока тормозного цилиндра 7 (рис. 35) соединена с одним концом горизонтального рычага 6, другой конец которого присоединен к центральной тяге 2, ведущей к тормозной рычажной передаче 3 на тележке. В средней части горизонтальный рычаг 6 соединен короткой тягой (называемой затяжкой) 1, с горизонтальным рычагом 8, который одним концом шарнирно прикреплен к кронштейну «мертвой точки», установленному на задней крышке тормозного цилиндра 7. Второй конец этого рычага соединяется центральной тягой 9 с тормозной рычажной передачей 3 другой тележки.

Рис. 35. Схема тормозной рычажной передачи прицепных вагонов ЭР2 и ЭР9П: 1 —затяжка; 2 и 9 — центральные тяги; 3 —рычажная передача тележки; 4 — ручной привод тормоза; 5 — тяга ручного привода; 6 и 8 — горизонтальные рычаги; 7 — тормозной цилиндр; 10 — балансир; 11—тяга; 12 — вертикальный рычаг; 13— траверса; 14 — тормозной башмак с колодкой; 15 — затяжка; 16 — «мертвая точка»

Тормозная рычажная передача на тележках КВЗ-ЦНИИ/Э прицепных вагонов ЭР2 и ЭР9П устроена следующим образом: тяги 11 от балансира 10 на раме вагона присоединены к концевым вертикальным рычагам 12 на тележке. Нижние концы рычагов при помощи плоских штампованных звеньев связаны с ушками тормозной траверсы 13, на цапфы которой насажены тормозные башмаки с колодками 14. Траверсы подвешены к кронштейнам на концевых балках рамы с помощью подвесок, имеющих круглое сечение стержня. Для уменьшения износа и удобства последующего ремонта на цапфы траверсы напрессованы цементированные и закаленные стальные втулки. Середина первого вертикального рычага соединена с серединой второго рычага при помощи плоской затяжки 15, которая подвешена на плоских штампованных подвесках к кронштейнам средних продольных балок рамы тележки. Кронштейны имеют сварную конструкцию.

Соединение нижнего конца второго вертикального рычага с тормозной траверсой и башмаками имеет такое же устройство, что и у первого рычага. Верхний конец его соединен средней тягой с верхним концом третьего вертикального рычага. Последний, четвертый, рычаг подвешен к неподвижному кронштейну «мертвой точки» 16 на средней продольной балке. Тормозные башмаки снабжены оттяжным устройством для регулировки их положения относительно поверхности катания колеса.

Тормозная рычажная передача тележек ТЭК-II-37 прицепных вагонов ЭР22 состоит из двух систем, расположенных раздельно на обеих тележках вагона. Каждая из систем представляет собой дисковый тормоз, действующий на одну колесную пару тележки.

На тележке установлены четыре тормозных агрегата, каждый из которых состоит из тормозного цилиндра 4 (рис. 36), двух рычагов 3 и 5 с тормозными башмаками 2 и затяжки 15 с регулировочной муфтой.

Тормозной цилиндр прикреплен к кронштейну на концевой балке рамы тележки, а рычаги на качающихся подвесках 8 — к средней продольной консольной балочке, приваренной к той же концевой балке.

Рис. 36. Тормозная рычажная передача на тележке ТЭК-II-37: 1 — тормозной диск на оси; 2 —тормозной башмак с накладкой; 3, 5 —рычаги; 4 — тормозной цилиндр; 6 — оттяжное устройство башмака; 7 —труба; 8 — подвеска рычага; 9 — подвеска башмака; 10—рычаг ручного привода; 11 —хомут; 12—рычаг ручного привода; 13 — балансир; 14 — тяга ручного привода; 15 — затяжка

При торможении шток цилиндра поворачивает рычаг 5 и прижимает колодку к тормозному диску, насаженному на ось колесной пары. После этого затяжка 15 тянет за собой рычаг 3 и прижимает вторую колодку к тормозному диску. При оттормаживании шток цилиндра и оттяжное устройство 6 отводят колодки от диска. Для получения необходимой силы трения между диском и колодками последние снабжены сменными накладками из фрикционного материала КФ-2. Регулировку зазора между колодками и диском производят изменением длины затяжки путем вращения муфты, имеющей две винтовые нарезки: на одном конце правую, а на другом — левую. Тормозные диски изготовляют из серого чугуна марки СЧ24-44 или СЧ21-40.

Помимо пневматического привода, тормозная рычажная передача снабжена ручным приводом. Передача от колонки ручного тормоза у моторных вагонов всех типов поездов, а также прицепных вагонов ЭР22 осуществлена с помощью гибкого стального троса и отличается конструкцией узлов и деталей, что обусловлено местом установки колонки. Ручной привод тормоза прицепных вагонов ЭР2 и ЭР9П осуществлен с помощью коленчатого рычага от колонки и специальной тяги.

Ручной привод тормоза выполнен в виде самостоятельного узла, собираемого до установки на вагоны в колонку 14 (рис. 37), которую устанавливают в кабине машиниста головного вагона и на задней торцовой стене кузова снаружи вагона. В верхней коробке 8 заключена коническая зубчатая пара. Одно зубчатое колесо 9 насажено на приводной валик 7, на второй конец которого надет вороток 5 с откидными рукоятками, расположенный в тамбуре вагона около входной двери. Тормоз приводится в действие вращением этого воротка. Второе коническое зубчатое колесо 9 надето на верхний конец тормозного винта 12, на который навинчена специальная гайка 13 с цапфами. Винт и гайка имеют трапецеидальную резьбу, способную передавать большие нагрузки. Нижний конец винта входит в гнездо опорного кронштейна. Верхняя коробка связана с нижним опорным кронштейном двумя угольниками в одно целое — колонку 14. К угольникам и коробке болтами прикреплен защитный кожух тормозного винта. На цапфы гайки надеты вертикальные тяги 2, приводящие в действие коленчатый рычаг 1, второе плечо которого присоединено к тросу 4 или тяге ручного тормоза, находящейся под вагоном. Коленчатый рычаг 1 смонтирован на кронштейне, укрепленном на буферном брусе рамы вагона.

Колонка ручного привода тормоза головных вагонов ЭР2 и ЭР9П установлена в кабине машиниста, так что маховик ее находится над пультом управления, а остальная часть скрыта внутри пульта. Она состоит из тормозного винта с гайкой, на верхний конец которого надет маховичок привода с рукояткой, и корпуса колонки. В корпусе укреплен направляющий стержень гайки тормозного винта. Нижняя плита колонки крепится глухарями к полу кабины машиниста, а верхняя — к лобовой стене двумя кронштейнами. Вертикальные тяги гайки проходят сквозь пол кабины под вагон, где присоединяются к коленчатому рычагу. Место прохода тяг утеплено войлоком и брезентовым чехлом, закрепляемым на тягах. Второе плечо рычага соединяется с тросом или тягой ручного привода тормоза.

Для предотвращения падения на путь тормозных тяг, траверс, рычагов и других деталей на раме вагона и на тележках установлены предохранительные скобы и тросы. Предохранительные скобы центральных тяг и тяг ручного привода прицепных вагонов ЭР2 и ЭР9П армированы дубовыми колодками для того, чтобы не перетирался металл.

Материалом для тормозных колодок являются фосфористый чугун и пластмасса. Чугунные тормозные колодки содержат от 2,9 до 3,3% углерода, не более 0,7% марганца, от 1,2 до 1,7% кремния, от 1 до 1,5% фосфора и не более 0,15% серы. Так как увеличенное содержание фосфора придает повышенную хрупкость, задняя часть колодки усилена каркасом, штампованным из листовой стали толщиной 4 мм. Каркас укладывают в форму перед заливкой ее чугуном. Твердость чугунных колодок лежит в пределах от 187 до 241 единицы по Бриннелю.

Пластмассовые колодки изготовляют из асбофрикционного материала марки 6КВ-10, содержащего 25,2% асбеста, 20% каучука, 2% серы, 20% железного сурика и 30% окиси цинка.

Рис. 37. Ручной привод тормоза в тамбуре вагонов ЭР2 и ЭР9П: 1 —коленчатый рычаг; 2 — вертикальная тяга: 3 — звено троса; 4 — трос; 5 —вороток; 6 — резиновая шайба; 7 — валик; 8— верхняя коробка; 9—коническое зубчатое колесо; 10 — шпонка; 11 — направляющий стержень; 12—тормозной винт; 13 — гайка тормозного винта; 14 — колонка

Для увеличения прочности задняя часть колодки имеет стальной каркас, штампованный из листовой стали толщиной 4 мм. Глубокие выемки в теле колодки служат для охлаждения массы. Пластмассовые тормозные колодки обладают весьма высоким коэффициентом трения (до 0,35), что позволяет значительно снизить тормозные нажатия. Срок службы таких колодок больше, чем чугунных. Крепят тормозные колодки к башмакам при помощи стандартных чек.

Тормозная рычажная передача характеризуется так называемым коэффициентом нажатия тормоза, т. е. отношением сил нажатия всех тормозных колодок к весу тары вагона.

Важное значение при расчете тормоза имеет передаточное число, т. е. отношение силы нажатия на колесо к усилию, развиваемому тормозным цилиндром.

В табл. 8 даны коэффициенты нажатия и передаточные числа моторных и прицепных вагонов электропоездов.

Таблица 8

Изменение передаточного числа тормоза в зависимости от типа применяемых колодок производят путем перестановки наклонных рычагов на запасные отверстия в них. Расположение отверстий в рычагах выбрано таким образом, что соотношение плеч соответствует заданным передаточным числам. Эксплуатация различных видов колодок на одном поезде категорически запрещается.

Тормозную рычажную передачу ЭР2 и ЭР9П регулируют так, чтобы суммарный зазор между колодками и колесом был в пределах от 38 до 46 мм для чугунных колодок и от 52 до 60 мм для пластмассовых, при этом выход штока из тормозного цилиндра должен быть от 50 до 100 мм при чугунных колодках и от 40 до 60 мм — при пластмассовых.

Для тормозной рычажной передачи моторного вагона ЭР22 суммарный зазор между колодками и поверхностью катания одного колеса должен быть от 14 до 18 мм для чугунных колодок и от 24 до 28 мм — для пластмассовых. Тормозные колодки при износе до толщины 10—12 мм должны быть заменены новыми.

Все детали тормозной рычажной передачи стальные, за исключением тормозных колодок, тормозных дисков или щек, зубчатых колес и маховиков, которые отливают из серого чугуна. Все шарнирные соединения рычагов и тяг снабжены цементированными и калеными или металлокерамическими (прессованными из металлического порошка) втулками.