K2型鐵路貨車轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解效果改善

吳金澤

中車沈陽機(jī)車車輛有限公司 遼寧 沈陽 110142

前言：制動(dòng)梁是K2型轉(zhuǎn)向架的核心部件,通過對車輪施加制動(dòng)力,使鐵路貨車緊急制動(dòng)。如果制動(dòng)梁出現(xiàn)損壞,則會影響制動(dòng)功能的正常發(fā)揮。需要對其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析,找到有效的制動(dòng)裝置緩解效果改善措施。

一、K2型鐵路貨車轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及緩解不良故障

(一)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在鐵路貨車提速下,為達(dá)到更好的制動(dòng)效果,目前K2型轉(zhuǎn)向架多采用L-B型組合式制動(dòng)梁。這種制動(dòng)梁不是由板材組件焊接而成的,而是由多個(gè)緊固件構(gòu)成的模塊化結(jié)構(gòu),并采用滑塊式結(jié)構(gòu)代替原滾子軸式結(jié)構(gòu)。其具體組成構(gòu)件包括梁架、閘瓦托、支柱、夾扣和滑塊磨耗套等。由于采用了組合式結(jié)構(gòu),可以為構(gòu)件制造、檢修提供方便,使制動(dòng)梁結(jié)構(gòu)受力更加合理,而且能夠抑制閘瓦偏磨問題,提高制動(dòng)梁使用可靠性。

(二)緩解不良故障。鐵路貨車制動(dòng)裝置緩解不良主要表現(xiàn)為托梁和制動(dòng)杠桿出現(xiàn)局部磨損、閘瓦故障、制動(dòng)缸的活塞推桿緩解性能不足等。從以往故障調(diào)查結(jié)果來看,如果與制動(dòng)杠桿配合的托梁采用圓鋼結(jié)構(gòu)托梁,容易出現(xiàn)明顯的局部磨耗現(xiàn)象,磨耗寬度為10 mm 左右。出現(xiàn)制動(dòng)緩解不良問題的車輛,轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置中的閘瓦表面容易出現(xiàn)裂紋、溝痕等損傷問題,嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致閘瓦出現(xiàn)中間斷裂[1]。

二、K2型鐵路貨車轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解效果的改善對策研究

(一)提高零部件制造質(zhì)量。許多制動(dòng)裝置緩解不良問題都是由于零部件自身質(zhì)量較差導(dǎo)致的,經(jīng)過長期的運(yùn)行,零部件受到磨損,進(jìn)而無法正常發(fā)揮作用。在對其進(jìn)行優(yōu)化時(shí),首先應(yīng)加強(qiáng)零部件質(zhì)量控制,對K2型轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置主要零部件制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。應(yīng)確保前后制動(dòng)杠桿的托架與中梁下平面之間的距離差符合要求,并控制好上拉桿頭相對角度、杠桿壓彎角度、拉桿夾板間距等方面的偏差。在滑槽磨耗板的使用過程中,需要對其表面進(jìn)行拋光處理,如果其表面粗糙,會增加緩解阻力,影響緩解效果。此外,應(yīng)控制中拉桿夾板寬度偏差在±1 mm 以內(nèi),從而提升基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的桿件靈活性,進(jìn)一步降低緩解阻力。在平時(shí)的運(yùn)維工作中,也需要注意檢查轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置零部件的磨損情況,及時(shí)更換受損零部件[2]。

(二)優(yōu)化基礎(chǔ)制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)。鐵路貨車在快速行駛過程中會產(chǎn)生振動(dòng)問題,導(dǎo)致零部件之間發(fā)生沖擊,如果轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,則會加快零部件的損耗。通過對其裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,可以改善其受力狀況。在鐵路貨車行駛速度、載重量的變化下,制動(dòng)梁架實(shí)際承受的力也處于頻繁變化狀態(tài),在內(nèi)部應(yīng)力作用下,容易使制動(dòng)梁架圓弧部分出現(xiàn)疲勞裂紋。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度來看,這主要是由于閘瓦托與梁架之間存在間隙,通過采用直接接觸的設(shè)計(jì)方式,讓車輪踏面反作用力直接經(jīng)過閘瓦托傳遞給梁架端部,可以有效解決這一問題。此外,還可以采用柔性支點(diǎn)設(shè)計(jì)方式,消除間隙產(chǎn)生的附加緩解阻力,減小零部件磨損。通過對基礎(chǔ)制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,可以有效降低制動(dòng)裝置緩解不良故障幾率。

(三)降低閘瓦托故障幾率。K2型轉(zhuǎn)向架采用的L-B型制動(dòng)梁閘瓦托自身材質(zhì)明顯優(yōu)于原槽鋼弓形閘瓦托。但是如果在生產(chǎn)過程中,出現(xiàn)縮孔、氣孔和毛細(xì)裂紋等質(zhì)量缺陷,會加快閘瓦托疲勞失效速度。這主要是由于冶煉工藝水平較低導(dǎo)致的,需要采用電弧爐煉鋼技術(shù),利用其強(qiáng)脫氧能力,減少閘瓦托質(zhì)量缺陷。冶煉成型后還要經(jīng)過樹脂砂鑄造工藝處理,提高鑄件表面質(zhì)量。此外,在閘瓦托和梁架組裝后,如果其底部間隙超出3 mm,容易導(dǎo)致閘瓦托出現(xiàn)縱向扭轉(zhuǎn),需要對K2型轉(zhuǎn)向架進(jìn)行改造,提高安裝定位精度,避免拉應(yīng)力的集中產(chǎn)生。在此情況下,能夠降低閘瓦托故障發(fā)生幾率,從而改善基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解效果[3]。

(四)對制動(dòng)梁進(jìn)行整體優(yōu)化。在對K2型鐵路貨車轉(zhuǎn)向架進(jìn)行優(yōu)化的過程中,需要對L-B型制動(dòng)梁進(jìn)行整體改造,結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)條件、生產(chǎn)技術(shù)水平等方面的考慮,通過制定合理的改造方案,從整體上優(yōu)化制動(dòng)裝置緩解效果。具體可以采用兩種改造方案,一是在側(cè)架的合適位置增加固定支撐,托起L-B型制動(dòng)梁,讓其與制動(dòng)梁一同運(yùn)動(dòng),可以減小緩解阻力。具體可增加三個(gè)支撐結(jié)構(gòu),分別采用螺栓連接和滑槽連接方式,最終讓支撐結(jié)構(gòu)沿著滑槽進(jìn)行移動(dòng)。第二種改造方案與第一種方案的原理相同,但只增加兩個(gè)支撐結(jié)構(gòu),將其中一個(gè)焊接在側(cè)架上,然后與另一個(gè)采用滑槽連接方式,使其沿著滑槽移動(dòng),與制動(dòng)梁一起運(yùn)動(dòng)。采用這兩種整體優(yōu)化方案,都能夠?qū)2型轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解效果作出有效改善,避免因緩解不良引發(fā)鐵路貨車行駛安全問題。

結(jié)束語：綜上所述,K2型鐵路貨車轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解不良問題主要是由于零部件質(zhì)量問題和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致的,通過對其進(jìn)行優(yōu)化,可以有效降低緩解不良故障發(fā)生幾率。通過采用本次研究提出的緩解效果改善對策,能夠?yàn)镵2型轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障,從而提升鐵路貨車行駛安全性。