駐車制動(dòng)操作不當(dāng)造成的故障分析及防范措施

喻泉 董華鋒

摘要：本文對(duì)手制動(dòng)系統(tǒng)故障形式和原因進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)和針對(duì)問(wèn)題提出了相應(yīng)的解決措施，對(duì)兩種常見(jiàn)的手制動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行計(jì)算分析和模擬試驗(yàn)，提出合理化建議。

關(guān)鍵詞：手制動(dòng);故障;分析;模擬;建議

中圖分類號(hào)：U472? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）23-0161-02

0? 引言

手制動(dòng)機(jī)是利用人力操作產(chǎn)生制動(dòng)作用的一種裝置，主要用于調(diào)速和停車，防止車輛溜逸。近來(lái)60噸級(jí)車輛特別是部分K2改造車輛發(fā)生多起鏈?zhǔn)绞种苿?dòng)機(jī)故障，出現(xiàn)手制動(dòng)拉桿卡阻造成車輪抱閘和鏈條斷裂造成手制動(dòng)機(jī)失效事故。本文從風(fēng)手制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理著手，分析故障產(chǎn)生的原因，利用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬驗(yàn)證，并提出改進(jìn)建議。

1? 手制動(dòng)系統(tǒng)故障形式及原因分析

1.1 手制動(dòng)系統(tǒng)故障形式

①手制動(dòng)機(jī)緩解后鏈條處于松弛狀態(tài)，但拉桿加強(qiáng)筋在托架滾軸上卡阻，車輪抱閘不緩解，見(jiàn)圖1。

②由于手制動(dòng)拉桿鏈、手制動(dòng)軸鏈和手制動(dòng)機(jī)鏈開(kāi)焊或斷裂，導(dǎo)致手制動(dòng)裝置失效，見(jiàn)圖2、圖3。

1.2 原因分析

按《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》要求，列車編組或停留時(shí)，須擰緊兩端車輛的人力制動(dòng)機(jī)或加鐵鞋固定，防止溜放。列車進(jìn)編組站時(shí)，機(jī)車先減壓制動(dòng)，關(guān)閉端頭折角塞門(mén)，再分離車鉤[1]。

通常列檢人員在空氣制動(dòng)機(jī)已作用的情況下，繼續(xù)擰緊手制動(dòng)機(jī)，形成風(fēng)手制動(dòng)機(jī)共同作用的工況，如果機(jī)車在重車工況下減壓過(guò)大，或者列檢人員分離車輛時(shí)開(kāi)啟折角塞門(mén)，制動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生緊急制動(dòng)，14寸制動(dòng)缸行程125～160mm，10寸和12制動(dòng)缸行程145～195mm。

以下以轉(zhuǎn)K2改造的C64K（裝有過(guò)渡杠桿）為例，進(jìn)行風(fēng)手制動(dòng)共同作用時(shí)手制動(dòng)拉桿行程的簡(jiǎn)要分析，前制動(dòng)杠桿尺寸為280×329×548，過(guò)渡杠桿尺寸為300×428，制動(dòng)裝置見(jiàn)圖4[2]。

空氣制動(dòng)時(shí)，前杠桿的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，由向前平行移動(dòng)和繞閘調(diào)器支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)兩部分組成[3]。在前杠桿全部回位的情況下或裝用帶復(fù)位裝置的制動(dòng)缸，重車位14寸制動(dòng)缸最大行程160mm時(shí)，近似計(jì)算手制動(dòng)拉桿移動(dòng)量=160×（428+300）/428=271mm，如果考慮前杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)和手制動(dòng)機(jī)共同作用造成的彈性變形量疊加，移動(dòng)量將超過(guò)300mm，手拉桿加強(qiáng)筋很可能在托架上出現(xiàn)卡阻。普通制動(dòng)缸勾貝（活塞）和推桿沒(méi)有直接鉸接，制動(dòng)缸剛開(kāi)始充氣時(shí)，勾貝（活塞）和推桿沒(méi)有直接接觸，當(dāng)前面已伸出一小段距離時(shí)，前后杠桿沒(méi)有任何移動(dòng)，屬于空行程，因此現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)出的手制動(dòng)拉桿移動(dòng)量稍小于理論計(jì)算值。

以轉(zhuǎn)K2改造的P64K（無(wú)過(guò)渡杠桿）為例，進(jìn)行手制動(dòng)拉桿鏈?zhǔn)芰?jiǎn)要分析，前制動(dòng)杠桿和C64K完全相同，尺寸為280×329×548，制動(dòng)裝置見(jiàn)圖5。

不考慮手制動(dòng)機(jī)傳動(dòng)效率和制動(dòng)缸彈簧阻力，14寸制動(dòng)缸重車位輸出力34KN;鏈?zhǔn)绞种苿?dòng)機(jī)制動(dòng)倍率17，人工輸入力490N，手制動(dòng)軸鏈輸出力8.33KN，動(dòng)滑輪過(guò)渡放大1倍，則手制動(dòng)拉桿鏈輸出力16.67KN。

如果機(jī)車先進(jìn)行重車位風(fēng)制動(dòng)，隨后列檢人員擰緊手制動(dòng)機(jī)，兩者共同作用，機(jī)車分離后制動(dòng)系統(tǒng)緩慢泄露后緩解，或者列車編組后重新充風(fēng)緩解，此時(shí)兩種制動(dòng)共同作用造成基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)彈性變形的反力僅在手制動(dòng)機(jī)的拉桿鏈和軸鏈上。

34×329+16.67×（280+329）=T1×（280+329）? T1=35KN

手制動(dòng)拉桿鏈?zhǔn)芰?5KN，手制動(dòng)軸鏈?zhǔn)芰?7.5KN。

如果以C70和P70（無(wú)過(guò)渡杠桿）為例，NSW型手制動(dòng)機(jī)倍率27，輸入扭矩156N·M，鏈條輸出力大于10KN;12寸制動(dòng)缸重車位輸出力25KN，前制動(dòng)杠桿尺寸120×433×444。先風(fēng)手制動(dòng)共同作用，后緩解風(fēng)制動(dòng)，手拉桿環(huán)鏈?zhǔn)芰Ψ治鋈缦拢?/p>

25×433+ 2×10×（120+433）=T2×（120+433） T2=39.6KN

手制動(dòng)拉桿鏈?zhǔn)芰?9.6 KN，手制動(dòng)軸鏈上受力19.8KN。

從以上理論計(jì)算分析來(lái)看，無(wú)手制動(dòng)過(guò)渡杠桿的車輛，如果風(fēng)手制動(dòng)共同作用，先緩解風(fēng)制動(dòng)，此時(shí)手制動(dòng)拉桿鏈和手制動(dòng)軸鏈?zhǔn)芰h(yuǎn)大于《鐵路貨車制動(dòng)裝置檢修規(guī)程》的試驗(yàn)拉力26.47KN和14.7KN，如果鏈條焊接質(zhì)量不良，極有可能斷裂;但手制動(dòng)拉桿行程較小，不易造成拉桿加強(qiáng)筋在托架滾軸上卡阻[4]。有過(guò)渡杠桿的車輛手制動(dòng)拉桿行程大，容易出現(xiàn)手制動(dòng)拉桿加強(qiáng)筋在托架滾軸上卡阻，但手制動(dòng)拉桿鏈和手制動(dòng)軸鏈?zhǔn)芰^小，不易出現(xiàn)鏈條斷裂。

以上分析結(jié)果和運(yùn)用故障統(tǒng)計(jì)一致。

2? 現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)手制動(dòng)機(jī)試驗(yàn)：一位手制動(dòng)拉桿加強(qiáng)筋長(zhǎng)度為600mm，隨機(jī)對(duì)多輛修竣出廠和入廠待修的各型無(wú)過(guò)渡杠桿車輛實(shí)施手制動(dòng)試驗(yàn)，手制動(dòng)拉桿移動(dòng)量100～160mm。

對(duì)一輛修竣合格的轉(zhuǎn)K2改造C64K型敞車（帶過(guò)渡杠桿）進(jìn)行多工況模擬試驗(yàn)，分別先實(shí)施空車制動(dòng)（制動(dòng)缸行程120mm）、半空車制動(dòng)（制動(dòng)缸行程130mm）和重車制動(dòng)（制動(dòng)缸行程138mm）后再擰緊手制動(dòng)機(jī)。L為拉桿加強(qiáng)筋尾部到托架滾軸的距離[5]。（表1）

挑選一輛重車制動(dòng)缸行程達(dá)152mm，手制動(dòng)鏈（俗稱5環(huán)鏈）松余量較大，且拉桿加強(qiáng)筋尾部到滾托距離L<250mm的入廠待修C64K（帶過(guò)渡杠桿）進(jìn)行試驗(yàn)，在重車位制動(dòng)狀態(tài)，擰緊手制動(dòng)機(jī)（手制動(dòng)軸鏈卷入量為3.5圈），此時(shí)手制動(dòng)機(jī)拉桿加強(qiáng)筋已越過(guò)拉桿托架滾軸，松開(kāi)手閘后，拉桿加強(qiáng)筋與拉桿托架發(fā)生卡滯，不能復(fù)位。

對(duì)轉(zhuǎn)K2改造的P64K（不帶過(guò)渡杠桿）先進(jìn)行重車位風(fēng)制動(dòng)，再實(shí)施手制動(dòng)，在風(fēng)制動(dòng)先緩解后，鏈?zhǔn)绞种苿?dòng)機(jī)棘子和棘輪咬合很緊，人工無(wú)法緩解手制動(dòng)機(jī)，需重新進(jìn)行風(fēng)制動(dòng)才能緩解手制動(dòng)。

3? 改進(jìn)措施及建議

①列車進(jìn)車站停留，控制機(jī)車減壓量和車輛制動(dòng)缸壓力不能過(guò)大，出發(fā)時(shí)先緩解手制動(dòng)再緩解風(fēng)制動(dòng)。編組站長(zhǎng)時(shí)間停留時(shí)，先對(duì)首尾兩端的車輛緩解風(fēng)制動(dòng)后，再實(shí)施手制動(dòng)，可有效防止拉桿加強(qiáng)筋越過(guò)托架滾軸卡阻、制動(dòng)鏈環(huán)斷裂和人工無(wú)法緩解手制動(dòng)機(jī)等故障的發(fā)生[6]。②對(duì)于裝有過(guò)渡杠桿的檢修車輛，嚴(yán)格檢查手制動(dòng)拉桿長(zhǎng)度和拉桿吊的定位尺寸，組裝時(shí)控制手制動(dòng)鏈（5環(huán)鏈）的松余量。參照運(yùn)輛貨車函〔2012〕45號(hào)《關(guān)于鐵路貨車制動(dòng)管系及基礎(chǔ)制動(dòng)有關(guān)要求的通知》對(duì)新造車的要求，檢查風(fēng)制動(dòng)、手制動(dòng)同時(shí)作用時(shí)，手制動(dòng)拉桿加強(qiáng)筋尾部與吊座間距離不得小于100mm。如果難以保證，可將加強(qiáng)筋長(zhǎng)度由原600mm延長(zhǎng)至710mm。此外，在手制動(dòng)拉桿加強(qiáng)筋尾部加裝焊接防脫擋塊，也能徹底杜絕拉桿加強(qiáng)筋越過(guò)托架滾軸卡阻現(xiàn)象的發(fā)生。

4? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的研究解決了駐車制動(dòng)操作不當(dāng)造成的故障分析及防范措施，本文作者為了解決專業(yè)的問(wèn)題，對(duì)駐車制動(dòng)操作進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)多年經(jīng)驗(yàn)找到了改進(jìn)的措施和建議。

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