動車組制動盤不規(guī)則磨耗原因分析及建議

陳偉果， 倪平濤

(中車廣東軌道交通車輛有限公司， 廣東江門 529000)

2017年6月配屬某動車所(下文稱動車所1)的動車組在庫檢時發(fā)現(xiàn)制動盤摩擦面存在異常磨耗情況。經(jīng)普查發(fā)現(xiàn)，動車所最先配備的4組動車組的輪裝制動盤摩擦面均存在異常磨耗現(xiàn)象，如圖1所示，而軸裝制動盤均無該異常磨耗現(xiàn)象，如圖2所示。

圖1 輪裝制動盤摩擦面異常磨耗圖

圖2 軸裝制動盤摩擦面情況圖

為保障列車安全運行，制動盤摩擦面偏磨量大于1.0 mm時，須對其進行旋削處理，以保證其摩擦面的平整度及制動盤結(jié)構(gòu)的可靠性。制動盤偏磨值指制動盤面最高磨耗面與最低磨耗面軸向尺寸的差值。現(xiàn)各動車運用所均無制動盤摩擦面不落輪旋設(shè)備，若須對制動盤摩擦面進行旋削處理，則須將對應(yīng)輪對由動車組上拆卸下來返回主機廠或動車段檢修基地。由于該型動車組采用的是整體式軸箱體，須將轉(zhuǎn)向架由車輛中分離出來后方能將輪對從轉(zhuǎn)向架中分離出來，導致制動盤摩擦面旋削而進行的拆解及恢復工作量較大，嚴重影響了運營單位對動車組的正常維護工作，也大大增加了運營維護成本。

1 現(xiàn)場調(diào)查情況

1.1 制動盤磨耗調(diào)查

2017年7月經(jīng)現(xiàn)場察看，發(fā)現(xiàn)軸裝制動盤磨耗規(guī)則，盤面光滑，而大部分輪裝制動盤摩擦面均存在異常磨耗，盤面出現(xiàn)明顯的波紋狀凹凸，輪裝制動盤及軸裝制動盤摩擦面均無藍斑及龜裂等現(xiàn)象，可判定動車組無異常制動而導致制動盤灼傷現(xiàn)象。

用專用電子測量儀器對該4組動車組制動盤偏磨量進行測量，偏磨較為嚴重的共計有3處，其偏磨量大于1 mm，按標準須進行旋盤處理，如圖3所示，處于0.8～1 mm的則有5處，偏磨量大于0.8 mm的車組及制動盤分布位置統(tǒng)計如下表1所示。

表1 動車所1動車組制動盤偏磨表

圖3 動車所1偏磨量較大的輪盤

對另一動車所(下文稱動車所2)同時配備的4組該型號動車組的制動盤進行測量，發(fā)現(xiàn)其制動盤摩擦面磨耗較為均衡，盤面相對平整光滑，無明顯凹凸狀，僅在制動盤內(nèi)側(cè)有一較小的缺磨環(huán)，其輪裝制動盤及軸裝制動盤整體偏磨量均小于0.5 mm(如圖4所示)，滿足列車運營維護標準。

動車所1及動車所2均于2016年4月初開通，兩動車所同時各配備4組200 km/h動車組。

圖4 動車所2偏磨量較大的輪盤

1.2 閘片磨耗調(diào)查

對動車所1內(nèi)磨耗到限拆卸更換現(xiàn)存的66塊制動閘片進行逐一查看，發(fā)現(xiàn)閘片表面磨耗形式有2種：一種是閘片整體磨耗較為均衡；另一種是閘片中間磨耗相對較多，呈中間低兩邊略高，分別如圖5、圖6所示。

圖5 磨耗相對均衡

閘片剩余磨耗值為運用檢修項點，磨耗到限后會對其進行更換，存放于庫中，累積至一定數(shù)量后，將其返廠更新摩擦塊，故暫無法對閘片磨耗情況作一個系統(tǒng)統(tǒng)計。

圖6 中間低兩邊略高

2 原因分析

2.1 制動盤和閘片的批次

經(jīng)查證確認，該8組動車組所用的制動盤及制動閘片均為同一批次。根據(jù)兩動車所制動盤磨耗情況，可確定制動盤的不規(guī)則磨耗與產(chǎn)品批次無關(guān)。另外，更高速度等級的動車組也有使用該型號的制動盤及閘片，經(jīng)調(diào)查確認，其從未出現(xiàn)制動盤偏磨量大于0.8 mm的情況。這進一步說明了該次制動盤不規(guī)則磨耗與產(chǎn)品本身性能沒有關(guān)聯(lián)性。

2.2 制動控制情況

該型動車組正常運營情況下由列車自動駕駛系統(tǒng)ATO控制，列車的運營速度及制動情況等均由ATO系統(tǒng)決定。兩動車所的動車組信號系統(tǒng)的安裝情況如表2所示。

表2 各動車組所安裝的信號系統(tǒng)表

動車所1的4組動車組均發(fā)生輪裝制動盤偏磨較重，其3組動車組安裝B公司信號系統(tǒng)，1組動車組安裝A公司信號系統(tǒng)。而動車所2的4組動車組制動盤偏磨均較為輕微，其2組動車組安裝B公司信號系統(tǒng)。由此可判定制動盤的偏磨與動車組所安裝的信號系統(tǒng)無關(guān)。

2.3 結(jié)構(gòu)原因分析

軸裝制動盤為整體形式，制動盤通過螺栓緊固于盤轂上，軸盤表面為一完整平面，如圖7所示。正是由于這個完整平面，致使軸盤不易出現(xiàn)偏磨。

圖7 軸裝制動盤

輪裝制動盤為內(nèi)外2塊形式，通過螺栓將2塊緊固于車輪輻板上，輪盤表面中間均布12個φ28 mm的圓柱孔，端部均有倒角，如圖8所示。

圖8 輪盤結(jié)構(gòu)圖

制動盤中心上的12個φ28 mm的圓柱孔容易積聚粉塵及碎石，在列車高速運行時，圓孔處產(chǎn)生的回旋風會將個別碎石掃出來。若正好此時夾鉗動作，則會使制動盤產(chǎn)生初步擦傷。

制動閘片采用浮動式摩擦塊結(jié)構(gòu)，每個閘片上分布18塊摩擦塊，見圖9。摩擦塊之間存在間隙，容易使碎石等異物夾雜在摩擦塊縫隙間，從而對制動盤造成初步劃傷。制動閘片中間6塊摩擦塊正好對準輪盤上的12個φ28 mm的倒角孔，當摩擦塊被磨耗后的厚度小于一定值后，其剛性不足，制動時經(jīng)過φ28 mm倒角孔時，由于中心處夾緊力的作用，形成中間變形大，兩端變形小，當經(jīng)過孔邊緣時，易被邊緣“切削”，造成閘片中間磨耗大。由于作用力與反作用力的關(guān)系，造成閘片和輪盤在這12個孔附近均易磨耗較大。這也可能是新閘片不易出現(xiàn)偏磨、并且可使偏磨減小的原因。

在企業(yè)經(jīng)營管理當中，財務(wù)管理是非常重要的內(nèi)容，對企業(yè)經(jīng)營水平提高和經(jīng)濟效益提高有直接的影響，現(xiàn)階段企業(yè)財務(wù)內(nèi)控精細化管理在企業(yè)財務(wù)管理當中的應(yīng)用非常廣泛，而且財務(wù)內(nèi)控精細化管理的相關(guān)措施都逐漸得到完善，并發(fā)揮出較大的效果，提升了企業(yè)財務(wù)管理工作的質(zhì)量和效率，但是在應(yīng)用實施的過程中，仍然存在很多的問題和不足，需要企業(yè)管理人員進行進一步的強化和完善，如此才能切實的發(fā)揮出財務(wù)內(nèi)控精細化管理工作的作用和效果。

圖9 閘片結(jié)構(gòu)圖

2.4 載客量原因分析

根據(jù)隨車機械師和添乘人員反映，發(fā)現(xiàn)動車所1配備的4列動車組運營時載客較少，一般情況下每節(jié)車廂乘客僅為5～8人，即使是周末也只有10人左右。而動車所2配備的動車組運營時載客量相對較大，尤其是周末車廂可達滿載。

隨著載客量的變化，由于一系鋼彈簧的作用，構(gòu)架會相對輪對發(fā)生升降，如圖10所示，具體升降變化量如表3所示。制動夾鉗通過4個M24的螺栓緊固于構(gòu)架上，閘片則鎖緊于夾鉗的閘片托上，故閘片相對制動盤的升降量與構(gòu)架相對輪對的升降量一致。

圖10 閘片與制動盤位置示意圖

表3 構(gòu)架相對輪對的升降量

其中WA0為空車質(zhì)量，WA1為額定載客時質(zhì)量，WA2為超員載客質(zhì)量；

H1為額定載客時相對空車時構(gòu)架下降量，H2為超員載客時相對空車時構(gòu)架下降量；

H1、H2的計算公式為：

由于車輛長期載客量較少，致使其長期處于接近空載的整備質(zhì)量下運營，從而使制動閘片相對制動盤的位置相對較為固定。當閘片與制動盤發(fā)生初始偏磨后，其無法通過載客量的變化使閘片相對制動盤的位置發(fā)生變化，來消除初始偏磨。

由于車輛長期沒有達到額定載荷和二系空氣彈簧及其他懸掛部件等的非線性作用，致使近似整備重量的車輛構(gòu)架上下振幅可能小于額定載荷的振幅，輪盤的最內(nèi)側(cè)的邊緣處沒有磨耗，圖11所示。而測量是以整個盤面為基礎(chǔ)的，致使所測的偏磨量增大。

圖11 輪盤表面部分磨耗不到

動車所2的動車組載客量與動車所1的動車組相比更均衡，故其偏磨量優(yōu)于動車所1的動車組。動車所2的動車組制動盤偏磨量均小于0.5 mm。

3 結(jié)論與建議

(1)動車所1的動車組輪盤不規(guī)則與產(chǎn)品批次無關(guān)；

(2)動車所1的動車組輪盤不規(guī)則與車載信號系統(tǒng)無關(guān)；

(3)由于動車所1配備的動車組載客量較少，閘片相對制動盤的振幅較小，長期沒有達到額定載客量而造成制動盤不規(guī)則磨耗,特別是輪盤內(nèi)外邊緣磨耗較??；

(4)由于輪盤結(jié)構(gòu)中間12個φ28 mm孔的原因，與動車組長期載客量較少聯(lián)合作用，使輪盤產(chǎn)生不規(guī)則磨耗；

(5)列車載客量不足，即浪費能耗又易造成制動盤的異常磨耗。建議可根據(jù)實際客流量，開行短編組列車。

(6)建議輪裝制動盤采用緊固螺栓布置于徑向內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，保障摩擦面為完整平面。

(7)加強日常檢查，定期測量記錄制動盤偏磨量。制動盤的偏磨是一個積累的過程，當制動盤偏磨量逐漸加大時，建議及時對閘片進行更換。