funcionamiento de sist de frenos de locomotoras

UN FERROCARRIL UTILIZA 2 TIPOS DISTINTOS DE SISTEMAS DE FRENO:
• FRENO DINÁMICO.- En el cual los motores eléctricos de tracción de los ejes de las
ruedas se convierten en generadores, que con la inercia de la locomotora producen
una fuerza contraelectromotriz o retardatriz provocándose el efecto de frenaje.

• FRENOS DE AIRE.- Consistente en un sistema neumático de aire comprimido y deaplicación universal que acciona los mecanismos para apretar las zapatas de freno
contra la pisada de las ruedas, controlando o deteniendo su movimiento.

Siendo los frenos de aire los más importantes para detener totalmente al tren

Ubicación de los elementos del sistema neumático de frenos en el tren.

FUNDAMENTO DEL SISTEMA NEUMATICO DE FRENO EN EL FERROCARRIL
Una tubería continua a lolargo de todo el tren (tubo de freno del tren) lleva
aire a presión desde el compresor de la locomotora a un tanque en cada unidad
de arrastre, que tiene una válvula de control. Para producir la presión en ésta
tubería se actúa sobre una válvula de freno, lo cual produce un movimiento del
pistón balanceado de la válvula de control de cada carro.

Al moverse, el pistón arrastra una válvuladeslizante por la que fluye el aire
desde un tanque auxiliar en cada carro al cilindro de freno, haciendo que se
apliquen los frenos. Esta acción se propaga rápido a lo largo de todo el tren.

Al volver a aplicar la presión en la línea del tren, el pistón balanceado se mueve
a una posición que permite que el aire en el cilindro de freno se descargue a la
atmósfera y la presión en el tanqueauxiliar regresa a su valor normal.

¿QUÉ ES EL APAREJO DE FRENO?
Para el apriete de las zapatas de freno, se requiere de un mecanismo de varias
palancas para multiplicar fuerzas, así como tirantes para jalar esas palancas, ya sea
desde el freno manual o del cilindro de freno de aire. El conjunto de estas palancas,
varillas, retrancas, etc., constituye el llamado aparejo de freno.
Mediante éstemecanismo, el vástago del émbolo del cilindro de freno queda
conectado a las zapatas de tal manera que cuando la presión del aire desplaza a dicho
émbolo hacia fuera, las zapatas son forzadas contra la pisada de las ruedas
multiplicándose la fuerza desarrollada en el cilindro. En sistemas como el WABCOPAC
el aparejo de freno está constituido sólo por el vástago y las retrancas.

Ejemploesquematizado del aparejo el cual multiplica fuerzas 5 veces aproximadamente

RETRANCAS: Son las partes principales del aparejo
de freno en las cuales van colocadas y aseguradas las
zapatas. El diseño de las retrancas varia según el tipo
de zapata que se utilice así como la capacidad
o esfuerzo de frenado requerido; por normatividad
deben estar acondicionadas para operar con zapatas
decomposición de alta fricción.
Como ejemplos de tipos comunes de retrancas
están las UNIT y las de WABCOPAC
estas últimas con el pistón incluido.

Retrancas:

tipo UNIT y WABCOPAC

Retranca UNIT montada en el truck

La “palanca viva” ejerce sobre la
retranca tipo UNIT al ser accionada por
el pistón mediante tirantes

ZAPATAS DE FRENO: En años anteriores,
las zapatas de freno eran fierrovaciado de alta
proporción de fósforo evitando usar metal
demasiado duro que desgastaría las ruedas
prematuramente.
En la actualidad, se usan las zapatas de
composición, hechas con aglomerados inorgánicos
y orgánicos poliméricos con contenido de asbesto
que le dan características contra la alta fricción y
para resistir un calentamiento hasta de 600ºC.

Las zapatas son sectores de arcoque pretenden
ajustarse al círculo de la rueda siendo su área de
contacto de 8 X 30 cm = 240 cm2 aproximadamente.
Una presión normal de apriete (del orden de 4 kg/cm2),
produce una fuerza de 4 X 240 = 960 kg., es decir
P = presión de apriete, que se multiplica por todas las
zapatas del tren en buen servicio.

En esta figura, llamamos P a la
fuerza de apriete de zapatas, la cual
produce...