閘調(diào)器異常工況對(duì)車輛產(chǎn)生抱閘的分析

賀 東，呂 英，伊松年，劉曉軍

（1 駐北京（南口）機(jī)車車輛驗(yàn)收室，北京102202；2 北京南車時(shí)代機(jī)車車輛機(jī)械有限公司，北京102249）

閘調(diào)器異常工況對(duì)車輛產(chǎn)生抱閘的分析

賀 東1，呂 英2，伊松年2，劉曉軍2

（1 駐北京（南口）機(jī)車車輛驗(yàn)收室，北京102202；2 北京南車時(shí)代機(jī)車車輛機(jī)械有限公司，北京102249）

通過(guò)對(duì)目前現(xiàn)場(chǎng)使用中因閘調(diào)器故障所產(chǎn)生的各種異常工況，尤其對(duì)可能導(dǎo)致車輛抱閘的異常工況進(jìn)行詳細(xì)分析、專用試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)驗(yàn)證以及模擬故障閘調(diào)器在現(xiàn)車上的使用情況試驗(yàn)，指出不同閘調(diào)器故障對(duì)車輛運(yùn)行安全可靠性影響是不同的，并非所有的閘調(diào)器故障都會(huì)導(dǎo)致車輛抱閘。

閘調(diào)器；異常工況；車輛；抱閘

1 閘調(diào)器的運(yùn)用現(xiàn)狀及異常工況分析

1.1 閘調(diào)器作用原理分析

目前現(xiàn)場(chǎng)使用的ST系列閘調(diào)器包括ST1－600型和ST2－250型2種，兩種閘調(diào)器的動(dòng)作原理相同，但調(diào)整能力和控制方法不同。目前新造貨車普遍使用ST2－250型閘調(diào)器；部分修理貨車和少量25型客車仍使用ST1－600型閘調(diào)器。從現(xiàn)場(chǎng)反映的情況看，兩種閘調(diào)器均有抱閘的事故反饋，且占運(yùn)用故障的比例較高。現(xiàn)以貨車普遍使用的ST2－250型閘調(diào)器為例對(duì)可能產(chǎn)生抱閘的情形進(jìn)行分析。

閘調(diào)器在基礎(chǔ)制動(dòng)裝置中的作用相當(dāng)于一根可根據(jù)閘瓦磨耗與更換新閘瓦而自動(dòng)縮短和伸長(zhǎng)的拉桿。在初始安裝狀態(tài)，閘調(diào)器處于全伸長(zhǎng)狀態(tài)，隨著閘瓦的不斷磨耗，為保證制動(dòng)缸行程保持不變，閘調(diào)器工作長(zhǎng)度（螺桿刻線與拉桿頭的距離）將逐漸變短；當(dāng)閘瓦磨耗到限，并更換新閘瓦時(shí)，車輛制動(dòng)緩解后，閘調(diào)器工作長(zhǎng)度變長(zhǎng)，從而使制動(dòng)缸活塞行程保持不變。在實(shí)際運(yùn)用中閘調(diào)器是否起作用，可通過(guò)改變閘瓦間隙，測(cè)定制動(dòng)缸活塞行程是否在規(guī)定范圍內(nèi)來(lái)判斷。

從閘調(diào)器的結(jié)構(gòu)原理分析，車輛運(yùn)用中，當(dāng)閘瓦沒(méi)有產(chǎn)生磨耗，而閘調(diào)器長(zhǎng)度縮短，會(huì)使閘瓦間隙變?。蝗绻l調(diào)器長(zhǎng)度連續(xù)變短將會(huì)使閘瓦間隙進(jìn)一步減少進(jìn)而使車輛產(chǎn)生抱閘。閘調(diào)器長(zhǎng)度的變化是由調(diào)整螺母在螺桿上的位置所決定的，而調(diào)整螺母移動(dòng)的距離和方向由引導(dǎo)螺母決定。制動(dòng)時(shí)，如果引導(dǎo)螺母旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)閘調(diào)器體旋轉(zhuǎn)，緩解時(shí)調(diào)整螺母轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使閘調(diào)器工作長(zhǎng)度變長(zhǎng)；制動(dòng)時(shí)如果擋鐵與閘調(diào)器后蓋接觸，引導(dǎo)螺母在螺桿上旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)帶動(dòng)閘調(diào)器體轉(zhuǎn)動(dòng)，緩解時(shí)調(diào)整螺母在螺桿上轉(zhuǎn)動(dòng)使閘調(diào)器工作長(zhǎng)度變短；在消除基礎(chǔ)制動(dòng)裝置彈性變形后期，閘調(diào)器體也會(huì)隨著引導(dǎo)螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。由此可見(jiàn)，閘調(diào)器調(diào)整動(dòng)作異常必將伴隨著閘調(diào)器體旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的異常。

1.2 閘調(diào)器作用不良的故障原因

從閘調(diào)器的結(jié)構(gòu)、作用原理以及現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)閘調(diào)器故障現(xiàn)象的描述等方面進(jìn)行分析，因閘調(diào)器作用不良，甚至引起車輛抱閘的原因主要有以下幾方面：

（1）運(yùn)用中閘調(diào)器體磕碰導(dǎo)致閘調(diào)器體變形，使閘調(diào)器體與套筒體之間摩擦過(guò)大，閘調(diào)器動(dòng)作時(shí)，主彈簧推動(dòng)引導(dǎo)螺母不能帶動(dòng)閘調(diào)器體轉(zhuǎn)動(dòng)，引起閘調(diào)器作用不良。

（2）主彈簧斷裂，斷裂后彈簧高度變小、作用力變小，同時(shí)與閘調(diào)器體之間產(chǎn)生較大摩擦，阻礙了閘調(diào)器體的轉(zhuǎn)動(dòng)，引起閘調(diào)器作用不良。

（3）隨著使用期的增加，主彈簧工作負(fù)荷變小，從而影響閘調(diào)器體的轉(zhuǎn)動(dòng)，引起閘調(diào)器作用不良。

（4）非自鎖螺紋副作用不良，例如緩解開(kāi)始時(shí)引導(dǎo)螺母60齒與前蓋60齒處于分離狀態(tài)，隨著螺桿的移動(dòng)，帶動(dòng)引導(dǎo)螺母使其與前蓋60齒嚙合，因螺紋之間存在間隙，在閘調(diào)器水平狀態(tài)下，受自身重力的影響，引導(dǎo)螺母及螺桿均不在水平位置，在此狀態(tài)下60齒嚙合時(shí)使螺紋副受力狀態(tài)發(fā)生變化，影響閘調(diào)器的調(diào)整動(dòng)作。

（5）引導(dǎo)螺母、調(diào)整螺母、主彈簧座處的單向推力球軸承旋轉(zhuǎn)不良，影響閘調(diào)器的調(diào)整動(dòng)作。

（6）雜質(zhì)進(jìn)入閘調(diào)器體內(nèi)部，從而導(dǎo)致閘調(diào)器內(nèi)部各離合面接合不良，影響閘調(diào)器的調(diào)整動(dòng)作。

（7）后蓋與拉桿之間存在雜質(zhì)，導(dǎo)致閘調(diào)器體的轉(zhuǎn)動(dòng)受阻。

（8）內(nèi)部零件損壞（如擋圈破損、彈性圓柱銷松動(dòng)后脫離）影響閘調(diào)器的調(diào)整動(dòng)作。

以上對(duì)閘調(diào)器故障所引起的動(dòng)作異常分析，需經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，在專用試驗(yàn)臺(tái)上，有些還需專門(mén)的試驗(yàn)裝置加以驗(yàn)證。試驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果應(yīng)該和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)用工況相比較，判斷試驗(yàn)的工況與實(shí)際運(yùn)用工況是否相同，即試驗(yàn)條件是否符合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用條件。

2 閘調(diào)器故障導(dǎo)致作用不良的專用試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)驗(yàn)證

對(duì)上述產(chǎn)生閘調(diào)器作用不良的故障，逐項(xiàng)在閘調(diào)器專用試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。

為了能清楚地觀察到閘調(diào)器各部件在不同工況下的動(dòng)作情況，尤其在模擬閘調(diào)器某個(gè)部件有異常時(shí)，對(duì)閘調(diào)器作用的影響，通過(guò)把筒體、前蓋、套筒體組成等剖開(kāi)（見(jiàn)圖1），以方便看清閘調(diào)器在制動(dòng)、緩解時(shí)每個(gè)部件的狀態(tài)。

2.1 閘調(diào)器體磕碰對(duì)閘調(diào)器性能影響的模擬試驗(yàn)

分別取檢驗(yàn)合格的250閘調(diào)器體在距前蓋100～200 mm位置（閘調(diào)器動(dòng)作時(shí)套筒體的位置）敲擊出深度為1和1.5 mm的凹陷。將敲擊后的閘調(diào)器體組裝并進(jìn)行性能試驗(yàn)，記錄下閘調(diào)器全行程伸長(zhǎng)、縮短、靈敏度數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖2）。

從試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)情況看，當(dāng)閘調(diào)器體發(fā)生磕碰，其深度大于1.5 mm，磕碰位置在距前蓋100～200 mm范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)使閘調(diào)器在閘瓦間隙減小時(shí)不能伸長(zhǎng)。在正常間隙及間隙增大時(shí)，施行制動(dòng)，閘調(diào)器將對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)的彈性變形進(jìn)行調(diào)整，在試驗(yàn)臺(tái)上如不斷增加彈性變形量（即在試驗(yàn)臺(tái)后部減少模擬彈性變形的墊塊厚度），外在表現(xiàn)為筒體磕碰后首次制動(dòng)閘調(diào)器制動(dòng)時(shí)只縮短不伸長(zhǎng)，其后隨著模擬彈性變形量的增加閘調(diào)器繼續(xù)縮短，當(dāng)彈性變形不變，閘調(diào)器長(zhǎng)度也不發(fā)生變化。

2.2 螺桿彎曲對(duì)閘調(diào)器動(dòng)作影響的模擬試驗(yàn)

取檢驗(yàn)合格的250型閘調(diào)器螺桿，在螺桿校直工裝上將其壓彎，當(dāng)分別壓彎到2，3，4，5 mm時(shí)組裝進(jìn)行性能試驗(yàn)。

當(dāng)螺桿彎曲為2，3 mm時(shí)閘調(diào)器性能正常，當(dāng)達(dá)到4 mm時(shí)，全行程伸長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)不轉(zhuǎn)或半轉(zhuǎn)。當(dāng)彎曲達(dá)到5 mm時(shí)螺桿不能正常安裝。

試驗(yàn)表明，對(duì)250型閘調(diào)器，當(dāng)螺桿彎曲達(dá)到4 mm以上時(shí)，導(dǎo)致全行程伸長(zhǎng)時(shí)一次伸長(zhǎng)量不足，在正常間隙時(shí)對(duì)彈性變形發(fā)生調(diào)整，在其后的制動(dòng)緩解過(guò)程中，如果彈性變形量增加，閘調(diào)器將繼續(xù)對(duì)增加的彈性變形量進(jìn)行調(diào)整，閘調(diào)器工作長(zhǎng)度將繼續(xù)縮短。如果彈性變形不變或減小，閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度在第一次吃掉彈性變形縮短后，將保持不變。

對(duì)600型閘調(diào)器，當(dāng)螺桿彎曲達(dá)到2.5 mm以上時(shí)對(duì)閘調(diào)器的性能會(huì)產(chǎn)生影響，與250型閘調(diào)器螺桿彎曲達(dá)到4 mm以上的情況是一致的。

2.3 主彈簧折斷后對(duì)閘調(diào)器動(dòng)作影響的模擬試驗(yàn)

將主彈簧從中間折斷后再組裝到閘調(diào)器里，進(jìn)行制動(dòng)、緩解試驗(yàn)，觀察對(duì)閘調(diào)器調(diào)整動(dòng)作的影響。試驗(yàn)時(shí)考慮到閘調(diào)器在實(shí)際過(guò)程始終處于受壓狀態(tài)，而兩段旋向、直徑相同的已折斷的彈簧在受力時(shí)必將產(chǎn)生纏繞、因此在組裝時(shí)預(yù)先將兩段彈簧的兩個(gè)端頭相互少量搭接纏繞（見(jiàn)圖3）。

從試驗(yàn)過(guò)程看，雖然主彈簧折斷和纏繞會(huì)使彈簧力變小，但在試驗(yàn)初期，兩段彈簧并沒(méi)有進(jìn)一步纏繞，兩段彈簧的總作用力仍大于引導(dǎo)螺母彈簧盒內(nèi)彈簧的工作負(fù)荷，閘調(diào)器仍然可以正常進(jìn)行調(diào)整。隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加，兩段彈簧進(jìn)一步纏繞，使彈簧力減小到不足以克服摩擦阻力和引導(dǎo)螺母彈簧盒內(nèi)的彈簧力時(shí)，閘調(diào)器在受拉時(shí)，閘調(diào)器體不再產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。而在緩解時(shí)，由于套筒體內(nèi)部零件作用正常，小彈簧將推動(dòng)調(diào)整螺母在螺桿上移動(dòng)，當(dāng)閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度縮短后，制動(dòng)時(shí)擋鐵與后蓋不接觸，閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度不再縮短。

2.4 閘調(diào)器前蓋與引導(dǎo)螺母60齒磨耗后對(duì)閘調(diào)器性能影響的模擬試驗(yàn)

分別將沒(méi)有齒的前蓋和引導(dǎo)螺母、一半齒高的前蓋與引導(dǎo)螺母、一半齒高的引導(dǎo)螺母與沒(méi)有齒的前蓋3種組合，分別組裝后進(jìn)行性能試驗(yàn)。3種工況的前蓋與引導(dǎo)螺母組合組裝前在嚙合部位用低溫潤(rùn)滑脂充分潤(rùn)滑，在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行性能試驗(yàn)，重點(diǎn)對(duì)全伸長(zhǎng)、靈敏度進(jìn)行考察。車削一半齒高后的前蓋和引導(dǎo)螺母。

試驗(yàn)表明，60齒部位所形成的離合器在齒形有較大磨損的情況下內(nèi)部的彈簧對(duì)嚙合部位的壓力也可以產(chǎn)生足夠的摩擦力，能夠?qū)崿F(xiàn)嚙合與分離，閘調(diào)器的伸長(zhǎng)和縮短動(dòng)作正常，不會(huì)導(dǎo)致車輛產(chǎn)生抱閘故障。

關(guān)于60齒的試驗(yàn)還有以下情況說(shuō)明：本次試驗(yàn)中車削后的60齒表面粗糙度約為6.3，在加足量潤(rùn)滑的情況下兩個(gè)錐面配合也可以實(shí)現(xiàn)離合器的作用。調(diào)整作用正常是全伸長(zhǎng)和全縮短試驗(yàn)符合試驗(yàn)要求，但從全伸長(zhǎng)到全縮短的第一次制動(dòng)時(shí)錐面所形成離合器與嚙合的60齒所形成離合器不同，在拉力增加時(shí)非自鎖螺紋副產(chǎn)生的圓周方向的力不會(huì)產(chǎn)生打滑，所以在試驗(yàn)時(shí)沒(méi)有了齒錯(cuò)動(dòng)打滑的聲音。閘調(diào)器在該次制動(dòng)緩解過(guò)程中，沒(méi)有對(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行完整的調(diào)整，其調(diào)整量可以在隨后的制動(dòng)中得到補(bǔ)償。

2.5 60齒離合器存在異物對(duì)閘調(diào)器作用影響的模擬試驗(yàn)

將引導(dǎo)螺母60齒部位鉆孔攻絲后旋入M6螺釘，再將螺釘切斷，使剩余部分與齒高相同，以模擬較大異物進(jìn)入閘調(diào)器前蓋與引導(dǎo)螺母60齒之間。再將試驗(yàn)用引導(dǎo)螺母正常組裝進(jìn)行性能試驗(yàn)，重點(diǎn)對(duì)全行程伸長(zhǎng)，靈敏度進(jìn)行考察（見(jiàn)圖4）。

試驗(yàn)時(shí)螺桿在全行程伸長(zhǎng)時(shí)常出現(xiàn)伸長(zhǎng)不足30 mm，即半轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。靈敏度也出現(xiàn)不正常的情況。出現(xiàn)以上異常工況是由于引導(dǎo)螺母與前蓋60齒處存在較大異物時(shí)，破壞了引導(dǎo)螺母與前蓋的嚙合，出現(xiàn)閘調(diào)器在制動(dòng)過(guò)程中對(duì)彈性變形進(jìn)行調(diào)整，試驗(yàn)臺(tái)上增大彈性變形量將發(fā)生在該次試驗(yàn)時(shí)只縮短不伸長(zhǎng)現(xiàn)象。

2.6 離合片與套筒蓋離合器處存在異物對(duì)閘調(diào)器作用的影響

取檢驗(yàn)合格的離合片，在離合面處鉆孔攻絲，將旋緊一M6螺釘，保留高于錐面2 mm螺釘，將其余部分螺釘切除，以模擬較大異物進(jìn)入閘調(diào)器離合片與套筒蓋之間。將試驗(yàn)用離合器正常組裝進(jìn)行性能試驗(yàn)（見(jiàn)圖4）。

制動(dòng)時(shí)，在全行程伸長(zhǎng)時(shí)，由于離合面處存在異物，導(dǎo)致受力時(shí)離合面不能正常脫開(kāi)，閘調(diào)器不能伸長(zhǎng)，但用扳手可以轉(zhuǎn)動(dòng)閘調(diào)器，使其伸長(zhǎng)，但伸長(zhǎng)試驗(yàn)后全行程縮短試驗(yàn)正常。在正常間隙狀態(tài)下，如具有該故障將使閘調(diào)器對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)的彈性變形進(jìn)行調(diào)整，但調(diào)整后，在以后的制動(dòng)過(guò)程中擋鐵不與后蓋接觸，閘調(diào)器不會(huì)繼續(xù)縮短。

2.7 雜質(zhì)進(jìn)入閘調(diào)器體內(nèi)部對(duì)閘調(diào)器動(dòng)作影響的模擬試驗(yàn)

將試驗(yàn)用的螺桿梯形螺紋表面附著泥沙后進(jìn)行正常組裝，并進(jìn)行性能試驗(yàn)。全行程伸長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)閘調(diào)器工作長(zhǎng)度不變化。全行程縮短試驗(yàn)中，制動(dòng)時(shí)螺桿收回到護(hù)管內(nèi)部，緩解時(shí)螺桿放出，閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度不變化。

試驗(yàn)表明，當(dāng)雜質(zhì)進(jìn)入閘調(diào)器體內(nèi)部時(shí)，會(huì)使閘調(diào)器成為一根長(zhǎng)度不變化的拉桿。因此雜質(zhì)進(jìn)入閘調(diào)器體內(nèi)不會(huì)使車輛產(chǎn)生抱閘故障。在該情況下，閘調(diào)器本身不會(huì)使車輛產(chǎn)生抱閘的故障，但此時(shí)仍然可以手盤(pán)對(duì)閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，如在該工況下旋轉(zhuǎn)閘調(diào)器使其長(zhǎng)度縮短至閘瓦與踏面接觸的程度，制動(dòng)時(shí)閘調(diào)器不能完成伸長(zhǎng)調(diào)整動(dòng)作，使車輛產(chǎn)生抱閘故障。

2.8 軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活對(duì)閘調(diào)器動(dòng)作影響的模擬試驗(yàn)

軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不良會(huì)對(duì)閘調(diào)器的調(diào)整動(dòng)作產(chǎn)生影響。試驗(yàn)時(shí)將引導(dǎo)螺母處的51109軸承破壞，取出其中一個(gè)滾動(dòng)體，并對(duì)保持架進(jìn)行敲擊，使軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。

試驗(yàn)表明，如果軸承的保持架在水平方向的翹曲不能達(dá)到與軸承松緩或引導(dǎo)螺母接觸的狀態(tài)，且滾動(dòng)體可以轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，閘調(diào)器是可以正常動(dòng)作的。當(dāng)保持架翹曲達(dá)到與兩側(cè)均接觸的狀態(tài)時(shí)，即滾動(dòng)體不能完全正常滾動(dòng)時(shí)，閘調(diào)器的調(diào)整動(dòng)作將受到影響。在制動(dòng)過(guò)程由于軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，調(diào)整螺母和引導(dǎo)螺母在螺桿上的位置均未發(fā)生變化，閘調(diào)器不會(huì)對(duì)閘瓦間隙進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)制動(dòng)缸活塞行程加大，車輛將會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)力不足，不會(huì)產(chǎn)生抱閘。

3 專用試驗(yàn)臺(tái)故障模擬試驗(yàn)結(jié)論

從以上試驗(yàn)臺(tái)故障模擬試驗(yàn)看，閘調(diào)器作用不良可分為兩大類：

3.1 閘調(diào)器僅縮短不伸長(zhǎng)

在試驗(yàn)臺(tái)模擬彈性變形不斷增加的前提下，引起閘調(diào)器僅縮短不伸長(zhǎng)的原因主要有閘調(diào)器體磕碰嚴(yán)重、主彈簧折斷、螺桿彎曲、引導(dǎo)螺母與前蓋之間有較大異物、離合片與套筒蓋之間有較大異物等幾種故障。這幾種故障對(duì)閘調(diào)器所帶來(lái)的共性外在表現(xiàn)均為閘調(diào)器體不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，使閘調(diào)器僅縮短不伸長(zhǎng)。

在閘調(diào)器試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證的過(guò)程中，因試驗(yàn)臺(tái)只能模擬15 mm彈性變形，制動(dòng)緩解后閘調(diào)器工作長(zhǎng)度縮短了15 mm，為了進(jìn)一步驗(yàn)證閘調(diào)器對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)彈性變形的調(diào)整，移去擋環(huán)模擬更大的彈性變形，繼續(xù)制動(dòng)，緩解后閘調(diào)器對(duì)增加的模擬彈性變形再次進(jìn)行了調(diào)整，閘調(diào)器工作長(zhǎng)度再次縮短。如彈性變形不繼續(xù)增加，則在其后的制動(dòng)緩解過(guò)程中閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度不再發(fā)生變化。由于第2次或多次的彈性變形只能在試驗(yàn)臺(tái)上模擬，相當(dāng)于模擬不同車輛基礎(chǔ)制動(dòng)的彈性變形。而在某一車輛上其基礎(chǔ)制動(dòng)的彈性變形是固定的，因此現(xiàn)車試驗(yàn)時(shí)閘調(diào)器吃掉該車的彈性變形使工作長(zhǎng)度縮短后，在其后的制動(dòng)緩解過(guò)程中工作長(zhǎng)度將不再發(fā)生變化。

另對(duì)于上述幾種模擬的閘調(diào)器故障均為較極端的情況，在實(shí)際運(yùn)用及檢修中并沒(méi)有出現(xiàn)或極少發(fā)現(xiàn)。

3.2 閘調(diào)器不調(diào)整成為一根固定拉桿

引起閘調(diào)器不調(diào)整成為一根固定拉桿的主要原因有調(diào)整螺母與套筒體及活動(dòng)套離合面間存在較大異物、軸承損壞失效、大量泥沙侵入閘調(diào)器體內(nèi)等故障。這些故障將導(dǎo)致閘調(diào)器在緩解時(shí)拉桿不回位，或制動(dòng)時(shí)拉桿被拉出閘調(diào)器體而螺桿收回到護(hù)管內(nèi)部，在緩解時(shí)拉桿收回到閘調(diào)器體內(nèi)而螺桿收入護(hù)管內(nèi)，兩種情況下閘調(diào)器均成為一根尺寸固定的拉桿。閘調(diào)器的長(zhǎng)度不變化，不能隨著閘瓦的磨耗而變短，車輛將會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)缸行程增大，制動(dòng)不足的故障而不會(huì)使車輛產(chǎn)生抱閘。

4 現(xiàn)車驗(yàn)證

從上述原因分析及試驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證可看出，如閘調(diào)器工作長(zhǎng)度不斷縮短將引起車輛抱閘。以上不同故障的閘調(diào)器在試驗(yàn)臺(tái)上的驗(yàn)證都表現(xiàn)為故障閘調(diào)器受力時(shí)閘調(diào)器體沒(méi)有旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)的彈性變形進(jìn)一步調(diào)整，使閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度縮短。所以在現(xiàn)場(chǎng)單車驗(yàn)證時(shí)選取了其中一種使閘調(diào)器工作長(zhǎng)度有縮短趨勢(shì)的故障為代表進(jìn)行試驗(yàn)，采用閘調(diào)器體磕碰為代表進(jìn)行驗(yàn)證。

將閘調(diào)器體磕碰嚴(yán)重并已在試驗(yàn)臺(tái)上試驗(yàn)，確認(rèn)其能夠?qū)Χ啻螐椥宰冃芜M(jìn)行調(diào)整，有縮短趨勢(shì)的閘調(diào)器裝車。試驗(yàn)前分別將單車試驗(yàn)已合格的C64、C70車上的閘調(diào)器取下，將試驗(yàn)用故障閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度、擋鐵在控制桿上的位置調(diào)整至與原車輛用閘調(diào)器相同，將試驗(yàn)用故障閘調(diào)器安裝在車上。調(diào)整空重車調(diào)整裝置，使其處于重車位再進(jìn)行試驗(yàn)。

4.1 現(xiàn)車試驗(yàn)結(jié)果

單車試驗(yàn)器減壓200 kPa后緩解，測(cè)量閘調(diào)器工作長(zhǎng)度。反復(fù)制動(dòng)緩解后測(cè)量閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度。

第1次制動(dòng)緩解后，閘調(diào)器工作長(zhǎng)度較安裝位置縮短18 mm。第2次及其后制動(dòng)緩解后，閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度不再變化。第1次制動(dòng)時(shí)閘調(diào)器工作長(zhǎng)度縮短了18 mm，是由于閘調(diào)器對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)所產(chǎn)生的彈性變形進(jìn)行了調(diào)整。

4.2 現(xiàn)車試驗(yàn)結(jié)果分析

第1次制動(dòng)緩解時(shí)因閘瓦與車輪處于正常間隙狀態(tài)，制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)閘瓦與車輪踏面接觸后，擋鐵與后蓋接觸，其后，基礎(chǔ)制動(dòng)產(chǎn)生彈性變形，閘調(diào)器螺桿收入護(hù)管內(nèi)直至制動(dòng)結(jié)束。緩解時(shí)，在消除基礎(chǔ)制動(dòng)的彈性變形階段，螺桿未能從護(hù)管中伸出，仍留在護(hù)管內(nèi)部，但拉桿受主彈簧作用回復(fù)到正常位置。第2次制動(dòng)時(shí)，因閘調(diào)器工作長(zhǎng)度變短，閘瓦與車輪踏面接觸時(shí)閘調(diào)器擋鐵還未與后蓋接觸，由于閘調(diào)器體磕碰嚴(yán)重，閘調(diào)器受拉力而不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，此時(shí)制動(dòng)力在閘調(diào)器內(nèi)部的傳遞過(guò)程是后拉桿頭→螺桿→調(diào)整螺母→套筒體→套筒蓋→壓緊彈簧→活動(dòng)套→拉桿端頭→拉桿→拉桿頭。即基礎(chǔ)制動(dòng)的彈性變形從第2次制動(dòng)開(kāi)始，將不會(huì)使閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度發(fā)生變化，多次制動(dòng)緩解后閘調(diào)器的工作長(zhǎng)度也不會(huì)繼續(xù)縮短。

單車試驗(yàn)緩解后，閘瓦未與踏面分離，制動(dòng)缸推桿仍處于推出位置，但制動(dòng)缸活塞已收回，此現(xiàn)象說(shuō)明緩解后車輪踏面與車輛閘瓦間仍然有間隙，沒(méi)有發(fā)生抱閘現(xiàn)象。對(duì)于驗(yàn)證的車輛，由于閘調(diào)器對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)彈性變形的調(diào)整所引起的車輪閘瓦間隙變小量小于車輛正常閘瓦間隙，所以不會(huì)產(chǎn)生抱閘。裝用250型閘調(diào)器的車輛，閘瓦的磨耗量與閘調(diào)器調(diào)整量存在如下關(guān)系：

閘調(diào)器調(diào)整量＝2×n1×L/［1＋（2×n1）/n］

式中L為一次閘瓦磨耗量；n1為轉(zhuǎn)向架制動(dòng)倍率；n為全車制動(dòng)倍率。

按C70車計(jì)算，轉(zhuǎn)向架倍率4，全車制動(dòng)倍率7.8，當(dāng)閘調(diào)器長(zhǎng)度縮短18 mm，相當(dāng)于每塊閘瓦磨耗4.56 mm。C70使用12英寸制動(dòng)缸，制動(dòng)缸標(biāo)準(zhǔn)行程為155 mm，正常閘瓦間隙為155/7.8＝19.87 mm。閘調(diào)器調(diào)整后，相當(dāng)于閘瓦間隙減小到15.31 mm，即閘調(diào)器對(duì)彈性變形調(diào)整后，緩解后閘瓦與車輪踏面之間仍然存在間隙，只是間隙減小了。

5 閘調(diào)器故障對(duì)車輛產(chǎn)生抱閘的影響分析

綜上所述，閘調(diào)器故障對(duì)其本身所產(chǎn)生的外在表現(xiàn)有兩種：

（1）不調(diào)整，相當(dāng)于一根固定尺寸的拉桿；

（2）產(chǎn)生故障后，在第1次的制動(dòng)緩解過(guò)程中對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)的彈性變形進(jìn)行調(diào)整，使其工作長(zhǎng)度縮短，在其后的制動(dòng)緩解中因基礎(chǔ)制動(dòng)的彈性變形沒(méi)有增加，閘調(diào)器不再對(duì)彈性變形進(jìn)一步調(diào)整，仍保持第1次縮短后的工作長(zhǎng)度不變，因此不存在閘調(diào)器持續(xù)變短的現(xiàn)象。

對(duì)于第1種情況會(huì)帶來(lái)因閘瓦間隙的不斷變大而引起制動(dòng)力降低的結(jié)果，當(dāng)然不會(huì)導(dǎo)致車輛抱閘。而第2種情況會(huì)引起閘瓦間隙的一次性變小，如閘調(diào)器對(duì)彈性變形調(diào)整所引起的閘瓦間隙減少量小于正常閘瓦間隙，只是將閘瓦間隙減小了一些，但閘瓦與車輪踏面間仍有間隙，不會(huì)導(dǎo)致車輛產(chǎn)生抱閘故障。

6 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用中車輛抱閘故障分析

在實(shí)際運(yùn)用中，時(shí)常有閘調(diào)器導(dǎo)致抱閘的故障反映，我們也曾經(jīng)對(duì)多起“抱閘”車輛的閘調(diào)器進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)性能檢測(cè)，到目前為止僅發(fā)現(xiàn)一例因內(nèi)部雜質(zhì)過(guò)多而引起閘調(diào)器長(zhǎng)度不變化的故障，其余抱閘車輛的閘調(diào)器均作用良好。從上述分析可知，閘調(diào)器長(zhǎng)度不發(fā)生變化不會(huì)引起車輛抱閘，而閘調(diào)器作用正常的情況下引起車輛抱閘更是沒(méi)有理論依據(jù)。隨著閘瓦的磨耗，閘調(diào)器變短是閘調(diào)器正常動(dòng)作的表現(xiàn)，然而在實(shí)際運(yùn)用中也確實(shí)出現(xiàn)過(guò)車輛的全部閘瓦已磨至瓦背，閘調(diào)器也處于全縮短的情況，但仍判定是因閘調(diào)器而引起的車輛抱閘，此結(jié)論不合理。另外，受基礎(chǔ)制動(dòng)裝置摩擦的影響，有的車輛在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)制動(dòng)緩解后其閘瓦與踏面不能徹底分離，這樣將造成車輛運(yùn)行時(shí)因踏面與閘瓦不分離而產(chǎn)生火花。如果此時(shí)更換閘調(diào)器，在更換時(shí)需對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的各杠桿進(jìn)行推拉，使閘瓦與踏面分離，由此消除故障。此時(shí)將故障原因歸咎于閘調(diào)器不合理，因在對(duì)各杠桿進(jìn)行推拉調(diào)整的過(guò)程中，已把基礎(chǔ)制動(dòng)裝置在某個(gè)部位的摩擦卡滯等不良狀況消除掉了，所以不再有抱閘出現(xiàn)。由于車輛及故障現(xiàn)場(chǎng)不能重現(xiàn)，很難找到引起抱閘故障的真實(shí)原因。

鑒于因閘調(diào)器引起的“抱閘”故障較多，建議對(duì)抱閘車輛首先進(jìn)行車輛制動(dòng)試驗(yàn)，將制動(dòng)缸活塞行程作為一項(xiàng)重要的檢測(cè)指標(biāo)，在單車試驗(yàn)時(shí)對(duì)閘調(diào)器作用是否正常的判定標(biāo)準(zhǔn)是制動(dòng)缸活塞行程是否符合要求。因閘調(diào)器動(dòng)作不正常，例如每次制動(dòng)、緩解后，不論閘瓦是否磨耗，閘調(diào)器工作長(zhǎng)度都變短，會(huì)導(dǎo)致閘瓦間隙持續(xù)變小，進(jìn)而導(dǎo)致抱閘，而此時(shí)的制動(dòng)缸活塞行程也應(yīng)該持續(xù)變短，當(dāng)閘調(diào)器檔鐵與后蓋間距離小于基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)在閘調(diào)器位置的彈性變形量，即緩解時(shí)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置彈性變形未消除，緩解后閘瓦與車輪踏面仍然接觸，車輛必然會(huì)產(chǎn)生抱閘。如果閘調(diào)器檔鐵與后蓋距離大于基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)在閘調(diào)器位置的彈性變形量，則緩解后理論上車輪與踏面間仍可產(chǎn)生間隙，由于基礎(chǔ)制動(dòng)裝置彈性變形所引起的閘調(diào)器長(zhǎng)度變化較小，此時(shí)制動(dòng)缸活塞行程也將變化較小。

閘調(diào)器本身不會(huì)產(chǎn)生持續(xù)變短的調(diào)整動(dòng)作，除非有外力施加，同時(shí)閘調(diào)器存在對(duì)彈性變形進(jìn)行調(diào)整的故障時(shí)，才會(huì)引起車輛抱閘故障的發(fā)生。

抱閘是車輛運(yùn)行中一個(gè)較為嚴(yán)重的事故，需對(duì)發(fā)生抱閘故障的車輛進(jìn)行科學(xué)的分析，確定產(chǎn)生故障的真正原因并進(jìn)行改進(jìn)，才能提高車輛運(yùn)行的安全性。

Analysis of Vehicle Brake Due to Abnormal Conditions of Slack Adjuster

HE Dong1，LYU Ying2，YI Songnian2，LIU Xiaojun2
（1 （Nankou）Locomotive and Rolling Stock Inspection Office，Beijing 102202，China；2 Beijing CSR Times Locomotive and Rolling Stock Mechanics Co.，Ltd.，Beijing 102249，China）

The paper analyzes in detail the variou4s abnormal conditions due to the failure of slack adjuster in the field use，especially the abnormal conditions which lead to the vehicle brake，the test verification of especial test bench，and the fault simulation test of slack adjuster’s application conditions.Different slack adjuster faults have different impact to the vehicle’s safety operation.Not all of the slack adjuster failure will cause the vehicle to brake.

slack adjuster；abnormal conditions；vehicle；brake

U270.351

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.06.28

1008－7842（2014）06－0108－05

?）男，工程師（

2014－05－23）