關(guān)于DAB-1型集成制動裝置手制動杠桿銷軸脫出故障原因分析及解決措施

喻泉

摘要：分析了裝用DAB-1型集成制動裝置的JSQ6型雙層凹底小汽車運輸專用車手制動杠桿銷軸脫出故障的原因，并提出了解決方法。

關(guān)鍵詞：DAB-1;集成制動;手制動杠桿;銷軸;故障;措施

0 ?引言

為配合新一代大軸重鐵路貨車的研發(fā)，促進(jìn)我國貨車制動技術(shù)進(jìn)步，解決浴盆車、漏斗車、凹底車等下部空間緊張車型制動系統(tǒng)排布困難等問題，改善基礎(chǔ)制動緩解不良的慣性質(zhì)量故障，中車長江車輛公司通過自主創(chuàng)新，研制了DAB-1型轉(zhuǎn)向架集成制動裝置。

DAB-1型轉(zhuǎn)向架集成制動裝置是一項全新的基礎(chǔ)制動技術(shù)，其主要特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、閘瓦壓力均勻、偏磨小計重量輕等，自從2016年DAB-1型集成制動裝置在JSQ6型雙層凹底小汽車運輸專用車運用以來，其性能較為穩(wěn)定。DAB-1型集成制動裝置運用以來曾發(fā)生過帶手制動的集成制動裝置手制動杠桿與行程指示器連接的銷軸脫落故障，影響手制動作用，當(dāng)上下銷軸均脫落時，手制動杠桿會偏移原位置，嚴(yán)重時導(dǎo)致手制動杠桿脫落，導(dǎo)致耽誤正常行車。

1 ?主要結(jié)構(gòu)

與傳統(tǒng)制動裝置相比，DAB-1型轉(zhuǎn)向架集成制動裝置將制動系統(tǒng)的制動缸、閘調(diào)器、制動杠桿、拉桿等集成為一體，安裝在轉(zhuǎn)向架上。傳統(tǒng)制動裝置與集成制動裝置的對比見圖1。

DAB-1型轉(zhuǎn)向架集成制動裝置由DAB型單元制動缸、組合式制動梁、制動杠桿及鏈蹄環(huán)等組成，DAB型單元制動缸取代原轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動裝置的中拉桿，其它與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動裝置結(jié)構(gòu)相同。

DAB-1型轉(zhuǎn)向架集成制動裝置分為帶手制動與不帶手制動兩種形式。

2 ?主要特點

與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)相比，DAB-1型轉(zhuǎn)向架集成制動裝置具有以下主要特點：①DAB型單元制動缸由增力型制動缸、壓縮式閘調(diào)器組成為一體，取代原轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動裝置的中拉桿。結(jié)構(gòu)型式、安裝方式與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動裝置相同，制動梁等配件與既有鐵路貨車通用，而車體上無杠桿系統(tǒng)，有利于系列化設(shè)計，繼承性及通用性好。②在裝車、運用及車輪旋修時均無須調(diào)整操作，具有自適應(yīng)性。換瓦力小，使用維護(hù)方便。③結(jié)構(gòu)緊湊、占用車體空間小，有利于制動系統(tǒng)排布及車體結(jié)構(gòu)優(yōu)化。④重量輕，有利于增大車輛載重。⑤傳動效率高，所需副風(fēng)缸容積小，消耗能量少，有利于提高列車長大下坡道運行安全性。⑥主動緩解，有利于改善基礎(chǔ)制動緩解不良的慣性質(zhì)量故障。⑦制動力分布均勻，可減少輪對偏磨、輪緣磨耗及踏面拉傷等問題。

3 ?手制動杠桿銷軸脫出原因分析

原結(jié)構(gòu)，手制動杠桿銷軸與行程指示器銷孔采用過渡配合，銷軸外徑為20mm，行程指示器銷孔內(nèi)徑為20mm，裝配時需用手錘打入，并在銷軸脫出方向加設(shè)彈性擋圈。

但在實際運用中，銷軸有竄出及脫落情況。

通過手制動模擬試驗發(fā)現(xiàn)，4套單元制動缸有1套在循環(huán)制動120余次后，銷軸上移并接觸彈性擋圈，再經(jīng)80余次后，銷軸將彈性擋圈擠出。

通過銷軸拔出力試驗發(fā)現(xiàn)，在拉拔銷軸時，銷軸可先將彈性擋圈擠出。銷軸拔出力為4～7kN。

為驗證加大擋圈吃槽深度對于銷軸防脫的效果，將擋圈規(guī)格由原20改為22，配20擋圈的擋板見圖2，配22擋圈的擋板見圖3，此時擋圈吃槽深度由原0.485～0.6mm加大到1.035～1.15mm。

經(jīng)試驗，加大擋圈吃槽深度后，拔出力達(dá)到16kN時銷軸、擋圈均未脫出，銷軸與擋圈卡在一起，拔銷器折斷。

對現(xiàn)場擋圈實物檢查，發(fā)現(xiàn)部分擋圈卡槽的擋邊存在斜度及清根未盡的情況，對擋圈的吃槽深度及防脫效果具有不良影響。

綜上，銷軸脫出的原因為：手制動及車輛運行振動過程中，手制動杠桿與銷軸的摩擦力帶動配合較松的銷軸向彈性擋圈方向移動，多次制動或長時間振動后，銷軸與擋圈接觸，當(dāng)彈性擋圈吃槽深度不足時，受擠后彈性擋圈易彈出，導(dǎo)致銷軸脫出。

4 ?改進(jìn)措施

4.1 銷軸防竄出 ?根據(jù)上述分析及試驗，為防止銷軸竄出，采用以下措施：①采用規(guī)格26的彈性擋圈。吃槽深度由原0.485～0.6mm加大到1.15～1.3mm，擋圈厚度由原1mm增厚到1.2mm。②在銷軸上增加M24×2螺紋，通過螺紋連接增加軸向防脫力。上銷軸采用右旋螺紋，下銷軸采用左旋螺紋。在手制動時，摩擦力有擰緊壓蓋的趨勢。見圖4。

4.2 手制動杠桿防脫落 ?為了防止銷軸萬一竄出而引發(fā)手制動杠桿脫落，在手制動杠桿頭部增加M12的防脫螺栓，通過開槽螺母+開口銷的的方式固定，以對手制動杠桿進(jìn)行防護(hù)。手制動杠桿防脫結(jié)構(gòu)見圖5。

5 ?試驗驗證

為驗證新結(jié)構(gòu)的可靠性，進(jìn)行了手制動循環(huán)試驗、人為松脫試驗、現(xiàn)車手制動試驗、銷軸快速腐蝕試驗及線上加裝手制動杠桿試驗。

5.1 手制動循環(huán)試驗 ?在手制動時螺桿輸出力不低于80kN的工況下，經(jīng)2000次手制動循環(huán)試驗，試驗完后施加2次極限載荷（不低于130kN）下的制動。銷軸未見松動及彎曲變形，絲扣未見破壞，銷軸直徑實測19.43mm、19.46mm（圖紙尺寸19.4～19.5mm），試驗前后未見變化。行程指示器銷軸孔未見明顯磨耗。

5.2 人為松脫試驗 ?以人力利用力矩扳手轉(zhuǎn)動銷軸，力矩值達(dá)195N·m（六方頭所能承受最大扭矩），銷軸頂住彈性擋圈后不能繼續(xù)上移，彈性擋圈未見擠出。

5.3 現(xiàn)車手制動試驗 ?為驗證新方案銷軸在極限工況下的強度及防脫可靠性，在現(xiàn)車上進(jìn)行了多工況的手制動試驗。

①試驗工況及各工況下手制動機鏈條輸出力（表1）。

②各工況下手制動裝置及單元制動缸狀態(tài)。工況1至工況5，手制動裝置制動緩解正常，單元制動缸銷軸未見松動，手制動杠桿叉口未見張開。

工況6，反打手輪及轉(zhuǎn)動手柄，手制動機均不能緩解，手制動機卡死失效。單元制動缸銷軸未見松動，手制動杠桿叉口未見張開，叉口尺寸仍為102mm。分解后，銷軸未見變形，銷孔內(nèi)螺紋未見損壞。

所有手制動工況完成后，向單元制動缸充風(fēng)后排風(fēng)，單元制動缸制動緩解正常。

5.4 ?線上更換手制動杠桿試驗 ?經(jīng)線路更換手制動杠桿試驗，在線路上沒有地溝的情況下，整個手制動杠桿更換過程總共約35分鐘。更換過程如下：①拆手制動拉桿與手制動杠桿連接銷;②拆手制動杠桿銷軸及擋圈。拆下銷軸時，如銷孔位于制動梁上方時須撬動閘瓦;③卸下舊手制動杠桿，裝上新手制動杠桿、銷軸及擋圈;④裝手制動拉桿與手制動杠桿連接銷。試驗情況表明，可以在沒有地溝的情況下利用車輛裝卸貨的時間更換手制動杠桿。

6 ?結(jié)語

通過對既有裝用DAB-1型集成制動裝置進(jìn)行改造：手制動杠桿銷軸改為螺紋銷軸，銷軸彈性擋圈規(guī)格由20mm改為26mm，配套增大擋圈吃槽深度;手制動杠桿增加防脫螺栓、螺母和開口銷等改進(jìn)措施后，運行兩年多的時間，未出現(xiàn)手制動杠桿銷軸脫落故障。鐵路車輛運行環(huán)境十分惡劣，各部件的受力情況也極為復(fù)雜，因此要求我們在設(shè)計防脫落機構(gòu)時，應(yīng)該充分考慮各種惡劣工況，確保設(shè)計的防脫落機構(gòu)穩(wěn)定可靠，從源頭保證行車安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭喜斌，王云華，劉立平，高云峰.JSQ6型專用車BAB-2型集成制動裝置段修工藝[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2019，47（07）：55-60.

[2]寧波，肖八勵，毛富英，楊璨，王開恩.一起DAB-1型集成制動裝置故障的原因分析及解決措施[J].內(nèi)燃機與配件，2019（10）：25-27.

[3]劉幻云，涂智文.搖枕安裝式轉(zhuǎn)向架集成制動裝置的研制[J].機車車輛工藝，2013（04）：29-31.