SS7型機(jī)車儲能制動器故障分析及預(yù)防措施

付偉龍

（南寧局集團(tuán)公司 駐柳州機(jī)務(wù)段驗(yàn)收室,工程師，廣西 柳州 545005）

南寧鐵路局柳州機(jī)務(wù)段于2016年3月新配屬了95臺SS7型電力機(jī)車。由于諸多原因新配屬的改型機(jī)車圖紙和資料不齊全，許多問題還要在檢修過程中慢慢摸索消化。本文就SS7型機(jī)車交驗(yàn)時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)儲能器在停放制動后（即機(jī)車無動力時的停放制動狀態(tài)），緩解或制動不良的故障進(jìn)行研究并提出改進(jìn)方案。

1 故障概況

2016年3月至10月份,南寧鐵路局柳州機(jī)務(wù)段SS7型機(jī)車小修交驗(yàn)共計31臺,經(jīng)過統(tǒng)計，這些小修機(jī)車交驗(yàn)時驗(yàn)收員下發(fā)的《質(zhì)量信息卡》中，有7臺改型機(jī)車的儲能制動裝置存在問題，故障率為22.6%，在此機(jī)型各類故障中占比最高。故障現(xiàn)象詳見表1。

表12016 年3至10月份儲能制動故障情況

2 SS7型機(jī)車儲能制動器原理

要準(zhǔn)確找出SS7機(jī)車的儲能制動器故障成因，就必須了解其作用發(fā)揮的工作原理，這樣才能提升故障判斷和排除的針對性和時效性。

2.1 作用與結(jié)構(gòu)SS7機(jī)車的儲能制動器供停車時使用，起到手制動的效果，分別布置在一、六位輪對的左側(cè)，二、五位輪對的右側(cè)。儲能制動系統(tǒng)由CN 11型儲能制動器和制動傳動桿、杠桿組構(gòu)成。通過風(fēng)路控制CN11型儲能制動器拉動或釋放制動拉圖桿對機(jī)車進(jìn)行停放制動或緩解,圖1為CN11型儲能制動器結(jié)構(gòu)圖。

圖1 CN11型儲能制動器結(jié)構(gòu)圖.

2.2 充氣緩解原理圖1中當(dāng)閉合蓄電池閘刀，儲能制動電空閥得電，總風(fēng)進(jìn)入儲能制動缸（總風(fēng)壓力為750～900kPa經(jīng)51#調(diào)壓閥調(diào)壓后，進(jìn)入儲能制動缸的壓力500kPa）,制動缸活塞8向左移壓縮內(nèi)、外彈簧6、7，調(diào)節(jié)螺母5在活塞的推動下向左沿著調(diào)節(jié)螺桿1的螺紋做螺旋左移運(yùn)動。由于調(diào)節(jié)螺母外部有兩凹槽與棘輪桿4內(nèi)側(cè)的尾部凸起部分相配合形成了一套聯(lián)動裝置，調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)動的同時帶動棘輪桿一起旋轉(zhuǎn)。此時停放制動系統(tǒng)處于充氣緩解狀態(tài)。

2.3 停放制動原理圖2為儲能制動傳動桿實(shí)物外觀。

圖2 儲能制動傳動桿

結(jié)合圖1、圖2進(jìn)行分析，當(dāng)停放制動時，關(guān)閉蓄電池閘刀，儲能制動電空閥失電，電空閥開通儲能制動缸與大氣的通路，儲能制動缸排風(fēng)。儲能制動缸活塞在彈簧由充氣緩解時的被壓縮狀態(tài)開始回復(fù)，從而推動活塞拉著調(diào)節(jié)螺母5右移，由于在棘爪的作用下棘輪不能反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致調(diào)節(jié)螺母也不能轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)螺母5只能帶動調(diào)節(jié)螺桿1一起橫向右移，此時調(diào)節(jié)螺桿1被拉緊，調(diào)節(jié)螺桿1拉動制動傳動桿，傳動桿帶動杠桿組壓緊閘瓦產(chǎn)生停放制動作用。由于需要拉動制動桿件此時復(fù)原彈簧沒有回復(fù)到位。

2.4 手動緩解原理當(dāng)需要手動緩解停放制動時，手拉緩解提拉閥，棘爪對棘輪的止動作用消失，棘輪和調(diào)節(jié)螺母則在彈簧回復(fù)力的驅(qū)使下轉(zhuǎn)動，此時棘輪桿空轉(zhuǎn)而調(diào)節(jié)螺母5則沿著調(diào)節(jié)螺桿1做螺旋右移直至彈簧完全回復(fù)，調(diào)節(jié)螺帽與調(diào)節(jié)螺桿間的作用力消失，由于調(diào)節(jié)螺桿不受拉力，停放制動則處于手動緩解狀態(tài)。此時彈簧6、7則在CN11制動器腔體內(nèi)回復(fù)到位。

3 儲能制動系統(tǒng)常見故障施修

3.1 緩解提拉閥故障當(dāng)機(jī)車需要進(jìn)行停放制動時，如果緩解提拉閥存在故障，其頂部的棘爪無法卡住棘輪，則調(diào)節(jié)螺母5可以在調(diào)節(jié)螺桿1上空因而調(diào)節(jié)螺桿1不受拉力，所以不能實(shí)現(xiàn)停放制動。運(yùn)用中此類故障出現(xiàn)最為頻繁，在表1中占比約70%。線上運(yùn)用或整備時都是通過拆下并清潔提拉閥后，反復(fù)拉、放緩解提拉閥的方法重復(fù)地進(jìn)行停放制動，當(dāng)某次棘爪可以卡住棘輪時則可以進(jìn)行停放制動；也可通過更換緩解提拉閥處理。以上兩種方法都比較簡便易行，駐在段也有相應(yīng)的預(yù)防措施，后文另作介紹。

3.2 調(diào)節(jié)螺母故障在手動緩解過程中，儲能制動器里的彈簧6、7已經(jīng)帶動活塞和調(diào)節(jié)螺母5右移到頭，但是由于傳動桿過長，導(dǎo)致調(diào)節(jié)螺母5雖然右移但仍未右移到調(diào)節(jié)螺桿1尾部，此時調(diào)節(jié)螺母仍然對調(diào)節(jié)螺桿存在殘余拉力，所以會出現(xiàn)緩解不了的情況。此類故障是線上運(yùn)用機(jī)車出現(xiàn)較多的故障，主要原因是由于總風(fēng)缸的氣流進(jìn)入儲能制動器進(jìn)行充氣緩解時，理論上進(jìn)入缸內(nèi)的氣壓為500kPa，但是由于氣流波動或調(diào)壓閥的因素導(dǎo)致每次活塞受力不一致，也由于制動器內(nèi)部積塵過臟或是內(nèi)部驅(qū)動軸承的狀態(tài)不良，導(dǎo)致調(diào)節(jié)螺母5向充氣左移的距離與完全手動緩解時右移復(fù)位的距離不一樣，進(jìn)而緩解不到位的情況時有發(fā)生。程度輕微的可以用手錘輕微敲動調(diào)節(jié)螺桿或傳動桿可以讓調(diào)節(jié)螺母5回復(fù)到位實(shí)現(xiàn)緩解。程度嚴(yán)重的需要拆下傳動桿與調(diào)節(jié)螺桿的連接銷子，調(diào)節(jié)傳動桿的長度來減少系統(tǒng)行程消除故障。此步驟可能需要反復(fù)調(diào)整找到最佳位置。因此，要特別注意防止實(shí)際工作中由于經(jīng)驗(yàn)不足的工作者往往調(diào)整不能一步到位，而認(rèn)為是儲能制動器故障要求更換儲能制動器導(dǎo)致維修成本增大的問題發(fā)生。

3.3 內(nèi)部軸承銹蝕導(dǎo)致儲能制動器導(dǎo)致制動或緩解時卡滯。活塞內(nèi)軸承銹蝕入圖3所示，棘輪前的軸承銹死如圖4所示。

圖3活塞內(nèi)軸承銹蝕

圖4 棘輪前的軸承銹死

處理以上故障需要更換軸承和擦干凈內(nèi)部重新抹潤滑油。出現(xiàn)軸承固死的故障較少，表1中僅有1例是軸承固死。多數(shù)情況是由于儲能制動器內(nèi)部臟軸承輕微卡滯，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動不良。

3.4 叉桿磨碰車架故障現(xiàn)象為制動系統(tǒng)末端叉桿磨碰構(gòu)架（見圖5）。

圖5 叉桿磨碰構(gòu)架

故障原因?yàn)殇N的磨耗導(dǎo)致銷與孔的配合間隙變大，再通過杠桿系統(tǒng)的放大效應(yīng)導(dǎo)致末端叉桿行程變大從而磨碰鉤架?？赏ㄟ^調(diào)整儲能制動傳動桿與橫桿連接的調(diào)節(jié)螺母長度消除故障。此類故障表1中沒有，因?yàn)闄C(jī)車交驗(yàn)時此類故障已經(jīng)修理好了，在機(jī)車段修前的復(fù)檢檢查階段會經(jīng)常遇到。

4 預(yù)防措施

4.1 加大檢查范圍南寧鐵路局柳州機(jī)務(wù)段在SS7型機(jī)車小修時增加了CN11型儲能制動器提拉閥的檢查范圍,要求每次小修時檢修人員嚴(yán)格按圖6檢查方法分解檢查。

圖6 緩解提拉閥的檢查內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)

4.2 正確敲擊方法對于緩解或制動不到位需要敲擊傳動桿時，不能大力敲擊以免破壞儲能制動器內(nèi)部軸承；對于輕敲沒有解決故障的可以調(diào)節(jié)傳動桿長度消除故障。

4.3 強(qiáng)化機(jī)車整備機(jī)車整備時注重防塵罩的檢查，避免儲能制動器內(nèi)部進(jìn)水或過臟導(dǎo)致轉(zhuǎn)動卡滯。

5 結(jié)束語

本文對SS7型機(jī)車儲能制動器的常見故障進(jìn)行分析總結(jié)，工作者遇到故障時需要針對不同的情況進(jìn)行拆解施修，特別是遇到需要多次重裝反復(fù)調(diào)試情形時更需要耐心對待。柳州機(jī)務(wù)段認(rèn)真執(zhí)行預(yù)防措施后，大幅降低了儲能制動器故障發(fā)生率。