STY-125型閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)整器的研制

摘 要 介紹了STY-125型閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)整器的主要結(jié)構(gòu)、作用原理、技術(shù)參數(shù)、主要特點(diǎn)及試驗(yàn)結(jié)果。

關(guān)鍵詞 閘瓦間隙；自動(dòng)調(diào)整；結(jié)構(gòu)參數(shù)；原理；試驗(yàn)結(jié)果

中圖分類號(hào) U2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)052-0220-02

為適應(yīng)鐵路貨車制動(dòng)技術(shù)集成、高效的發(fā)展方向，我國(guó)新一代大軸重貨車擬采用轉(zhuǎn)向架集成制動(dòng)裝置，壓縮式閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)整器為轉(zhuǎn)向架集成制動(dòng)裝置中關(guān)鍵部件，為此，南車長(zhǎng)江車輛有限公司自2009年開始進(jìn)行了STY-125型閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)整器（以下簡(jiǎn)稱閘調(diào)器）的研制工作。該閘調(diào)器于2009年5月完成了總體方案設(shè)計(jì)；2010年10月完成了樣機(jī)試制，并完成了性能、振動(dòng)及循環(huán)等試驗(yàn)；2010年12月安裝在三輛C80BH型運(yùn)煤專用敞車上投入正線運(yùn)用考驗(yàn)。

1 主要結(jié)構(gòu)

閘調(diào)器由螺桿頭、密封圈、螺桿、調(diào)整螺母、套筒1、套筒2、套筒3、彈簧1、彈簧2、推力軸承、拉桿、操縱桿、控制桿、控制桿座及聯(lián)接頭等組成（圖1）。

聯(lián)接頭、套筒1、套筒2、套筒3與端蓋通過螺紋相連。調(diào)整螺母位于套筒2內(nèi)，調(diào)整螺母的外壁上對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)錐環(huán)面，其中一個(gè)錐環(huán)面可與套筒1端部錐面嚙合配合，另一個(gè)錐環(huán)面可與套筒2的內(nèi)凸緣錐面嚙合配合，內(nèi)螺紋為多頭非自鎖螺紋。

拉桿的一端設(shè)有橫向通孔，另一端設(shè)有縱向盲孔。螺桿的多頭非自鎖螺紋段從調(diào)整螺母中旋出并伸入到拉桿的縱向盲孔內(nèi)，螺桿的光桿段從帶有密封圈的端蓋內(nèi)伸出并與螺桿頭通過螺紋相連。

調(diào)整螺母的兩端設(shè)有可便于其旋轉(zhuǎn)的軸承，軸承的外側(cè)設(shè)有彈簧擋圈，螺桿的光桿段中部設(shè)有固定擋圈；彈簧1套裝在拉桿上、位于調(diào)整螺母與聯(lián)接頭之間；彈簧2套裝在螺桿上、位于調(diào)整螺母與固定擋圈之間；在彈簧1和彈簧2的作用下，調(diào)整螺母可在套筒1與套筒2之間移動(dòng)，并與套筒1和套筒2或嚙合或脫離。

操縱桿的桿身同時(shí)穿過聯(lián)接頭的側(cè)向通孔和拉桿的橫向通孔，其中部與聯(lián)接頭銷接；其一端設(shè)有控制桿安裝孔，控制桿的螺紋段穿過控制桿安裝孔、并與控制桿座連接；其另一端可與轉(zhuǎn)向架上的支點(diǎn)銷接。

2 作用原理

閘調(diào)器內(nèi)有4個(gè)離合器，離合器A、B由調(diào)整螺母左右兩端外錐面和套筒內(nèi)腔與之對(duì)應(yīng)的兩個(gè)內(nèi)錐面組成；離合器C由操縱桿凸起面與拉桿橫向孔與之對(duì)應(yīng)的平面組成；離合器D由控制桿端部凸臺(tái)內(nèi)側(cè)面與操縱桿與之對(duì)應(yīng)的底面組成。調(diào)整螺母前后裝預(yù)壓縮彈簧，彈簧1的預(yù)壓力大于彈簧2，螺桿和調(diào)整螺母采用多頭非自鎖螺紋。見圖2。

2.1 原始狀態(tài)

原始狀態(tài)是指閘調(diào)器裝車后處于正常緩解狀態(tài)下的情況，此時(shí)各零部件所處位置如圖2所示。在緩解狀態(tài)下，閘調(diào)器沒有受外力，各零部件是根據(jù)套筒內(nèi)兩個(gè)彈簧的彈簧壓力的作用保持在各自的位置，此時(shí)離合器A、C接合，離合器B、D脫開。

2.2 閘瓦間隙正常

制動(dòng)缸活塞桿向右伸出，帶動(dòng)前杠桿移動(dòng)，控制桿隨之移動(dòng)，制動(dòng)缸活塞桿達(dá)到預(yù)定行程時(shí)，離合器D嚙合且閘瓦與車輪剛好接觸。

制動(dòng)缸活塞桿繼續(xù)向右伸出，此時(shí)操縱桿通過離合器C帶動(dòng)拉桿向左移動(dòng)，壓縮彈簧（1），使彈簧（1）作用在調(diào)整螺母上力小于彈簧（2），在后杠桿反力和向左彈簧合力共同作用下，使調(diào)整螺母和螺桿一起向左移動(dòng)，使離合器A脫離，離合器B嚙合，閘調(diào)器形成穩(wěn)定的制動(dòng)狀態(tài)。在此移動(dòng)過程中，由于彈簧合力和后杠桿反力施加調(diào)整螺母上轉(zhuǎn)矩方向相反且平衡，調(diào)整螺母并不旋轉(zhuǎn)，螺桿和調(diào)整螺母之間的位置沒有變化，閘調(diào)器長(zhǎng)度不變。

2.3 閘瓦間隙大于正常值

制動(dòng)缸活塞桿達(dá)到預(yù)定行程時(shí)，在離合器D嚙合時(shí)，閘瓦與車輪仍有間隙。

制動(dòng)缸活塞桿繼續(xù)向右伸出，此時(shí)操縱桿通過離合器C帶動(dòng)拉桿向左移動(dòng)，壓縮彈簧（1），離合器A脫離，此時(shí)調(diào)整螺母僅受向左彈簧合力施加的力矩，其可在螺桿上旋轉(zhuǎn)，螺桿在彈簧（2）的推動(dòng)下向右側(cè)伸出套筒，閘調(diào)器長(zhǎng)度變長(zhǎng)。

當(dāng)閘瓦接觸到車輪后，在后杠桿反力和向左彈簧合力共同作用下，使調(diào)整螺母和螺桿一起向左移動(dòng)，離合器B嚙合，閘調(diào)器形成穩(wěn)定的制動(dòng)狀態(tài)。

2.4 閘瓦間隙小于正常值

制動(dòng)缸活塞桿達(dá)到預(yù)定行程前，離合器D未嚙合，而閘瓦與車輪接觸。

此時(shí)彈簧（1）作用在調(diào)整螺母上力小于彈簧（2），后杠桿反力克服向右彈簧合力，使調(diào)整螺母和螺桿一起向左移動(dòng)，離合器A脫離，此時(shí)向右彈簧合力與后杠桿反力施于調(diào)整螺母轉(zhuǎn)矩方向相同，調(diào)整螺母旋轉(zhuǎn)，螺桿向左縮進(jìn)套筒，閘調(diào)器長(zhǎng)度變短。

當(dāng)制動(dòng)缸活塞桿達(dá)到預(yù)定行程時(shí)，離合器D嚙合，制動(dòng)缸活塞桿繼續(xù)向右伸出，操縱桿通過離合器C帶動(dòng)拉桿向左移動(dòng)，壓縮彈簧（1），彈簧合力向左，在后杠桿反力和向左彈簧合力共同作用下，離合器B嚙合，閘調(diào)器形成穩(wěn)定的制動(dòng)狀態(tài)。

3 主要技術(shù)參數(shù)（表1）

表1 主要技術(shù)參數(shù)

重量 ≤30kg

適應(yīng)環(huán)境溫度 -40 ℃～+50 ℃

合成橡膠材料適應(yīng)溫度 -50 ℃～+150 ℃

最大調(diào)整范圍 125 mm

最大允許壓縮力 118 kN

最大安裝長(zhǎng)度 1 155 mm

縮至最短長(zhǎng)度 1 030 mm

4 主要特點(diǎn)

1）重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。2）采用多頭非自鎖螺紋調(diào)整，一次間隙補(bǔ)償大，動(dòng)作迅速，閘瓦間隙控制準(zhǔn)確。3）調(diào)整螺母采用耐銹蝕材料，螺桿采用QPQ鹽浴復(fù)合防腐處理，耐腐蝕，作用可靠。4）端部采用Y形密封圈，密封性能好。

5 試驗(yàn)情況

5.1 性能試驗(yàn)

2009年7月2日，南車長(zhǎng)江車輛有限公司對(duì)閘調(diào)器樣機(jī)進(jìn)行了性能試驗(yàn)，測(cè)試了正常間隙穩(wěn)定性、螺桿全行程伸長(zhǎng)、螺桿全行程縮短、間隙減小、間隙增大、靈敏度及手動(dòng)調(diào)整等7項(xiàng)內(nèi)容。

試驗(yàn)結(jié)果表明：樣機(jī)性能符合《STY-125型壓縮式閘瓦間隙調(diào)整器技術(shù)條件》的規(guī)定，可雙向自動(dòng)調(diào)整閘瓦間隙，調(diào)整速度快，誤差小，作用可靠，滿足使用要求。

5.2 壓縮式閘調(diào)器耐久性試驗(yàn)

2010年3月1日～3月15日，南車長(zhǎng)江車輛有限公司委托鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心機(jī)車車輛檢驗(yàn)站對(duì)閘調(diào)器樣機(jī)進(jìn)行了振動(dòng)試驗(yàn)（圖3）。試驗(yàn)以垂向±4.3g的加速度、60Hz的振動(dòng)頻率，循環(huán)振動(dòng)500萬次。

試驗(yàn)結(jié)果表明：所檢項(xiàng)目符合TB/T 3058-2002、IEC 61373:1999及GB/T 21563-2008的要求，試驗(yàn)前后，閘調(diào)器樣機(jī)性能均滿足相關(guān)技術(shù)要求。

5.3 制動(dòng)循環(huán)試驗(yàn)

2010年11月，南車長(zhǎng)江車輛有限公司完成了閘調(diào)器制動(dòng)循環(huán)試驗(yàn)（圖4）。試驗(yàn)?zāi)M閘調(diào)器安裝在轉(zhuǎn)向架上，在車輛運(yùn)行條件下（垂向浮沉、側(cè)滾、橫向擺動(dòng)）與制動(dòng)緩解同步循環(huán)，驗(yàn)證閘調(diào)器的可靠性。

圖3 壓縮式閘調(diào)器振動(dòng)試驗(yàn)

圖4 制動(dòng)循環(huán)試驗(yàn)

制動(dòng)次數(shù)總共為25萬次，分為8個(gè)循環(huán)。制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸壓力420 kPa，頻率為7次/分鐘。試驗(yàn)開始后，每3.125萬次卸下一塊閘瓦，直至達(dá)到12.5萬次，然后每3.125萬次增加一塊閘瓦，最后恢復(fù)到試驗(yàn)前的狀態(tài)。

試驗(yàn)結(jié)果表明：閘調(diào)器內(nèi)部零部件無損壞和失效，試驗(yàn)前后，閘調(diào)器樣機(jī)性能均滿足相關(guān)技術(shù)要求。

5.4 裝車正線運(yùn)用試驗(yàn)

根據(jù)運(yùn)裝貨車電[2010]4542號(hào)電報(bào)的安排，南車長(zhǎng)江車輛有限公司在3輛C80BH運(yùn)煤敞車上裝用了配裝STY-125型閘調(diào)器的搖枕安裝式集成制動(dòng)裝置并于2010年12月31日交驗(yàn)出廠投入運(yùn)用考驗(yàn)，在湖東車輛段及集通公司管內(nèi)線路上運(yùn)營(yíng)。

考驗(yàn)車從錫林浩特或包頭裝煤，至柳村或曹妃甸卸貨，約1周往返一次，在1萬t列車和2萬t列車上均編組運(yùn)行過。2011年7月27日～29日，在考驗(yàn)車運(yùn)行約10萬公里時(shí)，我公司對(duì)其進(jìn)行了專項(xiàng)分解檢查。檢查結(jié)果表明：STY-125型閘調(diào)器各項(xiàng)性能穩(wěn)定，未見配件出現(xiàn)彎曲變形、磨耗異常、損壞、裂紋及腐蝕等現(xiàn)象，焊縫未出現(xiàn)裂紋及脫焊現(xiàn)象，總體情況良好。

至2012年5月，考驗(yàn)車已運(yùn)行超過20萬公里，根據(jù)運(yùn)用部門反饋，考驗(yàn)車運(yùn)行狀況正常，STY-125型閘調(diào)器運(yùn)用情況良好。

6 結(jié)束語

各項(xiàng)型式試驗(yàn)及20余萬公里正線運(yùn)用試驗(yàn)結(jié)果表明：STY-125型閘調(diào)器性能穩(wěn)定可靠，各部件強(qiáng)度足夠，可滿足裝車使用

要求。

作者簡(jiǎn)介

涂智文（1978—），男，工程師，南車長(zhǎng)江車輛有限公司。