JZ-7 型制動(dòng)機(jī)在工礦冶金設(shè)備上的應(yīng)用

李 志

（金川集團(tuán)物流公司，甘肅金昌 737100）

1 內(nèi)燃機(jī)車JZ-7 型制動(dòng)系統(tǒng)工作原理及組成

1.1 系統(tǒng)原理

內(nèi)燃機(jī)車采用JZ-7 型制動(dòng)機(jī)（圖1）控制車列制動(dòng)，其制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有貫通整列車的總風(fēng)管和列車管各一根，總風(fēng)管與總風(fēng)缸連接，向制動(dòng)設(shè)備閘瓦缸活塞及各種輔助設(shè)備（如撒砂裝置、風(fēng)笛、集便器等）供風(fēng)提供控制動(dòng)力源，列車管與JZ-7 自動(dòng)制動(dòng)閥、中繼閥和分配閥連接，通過列車管壓力變化實(shí)現(xiàn)制動(dòng)控制。

圖1 JZ-7 型制動(dòng)機(jī)

1.2 系統(tǒng)組成及功能

JZ-7 型空氣制動(dòng)機(jī)由風(fēng)源部、控制部、中繼部和執(zhí)行部等4部分組成（圖2）。

圖2 JZ-7 型制動(dòng)系統(tǒng)工作原理

（1）風(fēng)源部。由空氣壓縮機(jī)、總風(fēng)缸、油水分離器、調(diào)壓器等組成，主要提供穩(wěn)定可靠的動(dòng)力源。

（2）控制部。由自動(dòng)制動(dòng)閥、單獨(dú)制動(dòng)閥及緊急制動(dòng)閥組成，為列車制動(dòng)量及緩解量發(fā)出指令，是制動(dòng)機(jī)的操縱部件。

（3）中繼部。包括中繼閥、分配閥、變向閥、作用閥，為控制指令的傳遞部件。

（4）執(zhí)行部。包括制動(dòng)缸、閘瓦及閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)器。另外設(shè)有均衡風(fēng)缸、過充風(fēng)缸、降壓風(fēng)缸、工作風(fēng)缸、緊急風(fēng)缸、作用風(fēng)缸及無動(dòng)力回送裝置、管道濾塵器、雙針壓力表、各種塞門和手制動(dòng)機(jī)、撒砂裝置等部件，為制動(dòng)機(jī)制動(dòng)力形成部件。

1.3 各閥間的控制關(guān)系

（2）單獨(dú)作用閥→作用閥→制動(dòng)缸（機(jī)車單獨(dú)制動(dòng)）；單獨(dú)作用閥→分配閥→作用閥→制動(dòng)缸→大氣（機(jī)車單獨(dú)緩解）

2 排土犁及軌道車GK 制動(dòng)系統(tǒng)工作原理及組成

2.1 KT1-2 型排土犁制動(dòng)系統(tǒng)工作原理

金川集團(tuán)物流公司KT1-2 型排土犁由大連工礦車輛廠1976 年2 月制造，采用GK 型制動(dòng)機(jī)控制車列制動(dòng)，其制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有貫通整列車的總風(fēng)管和列車管各一根，總風(fēng)管與總風(fēng)缸連接，向制動(dòng)設(shè)備閘瓦缸活塞及各種輔助設(shè)備提供控制動(dòng)力源，制動(dòng)管與6 個(gè)GK 閥中的一個(gè)連接，通過GK 閥管口壓力變化實(shí)現(xiàn)制動(dòng)控制。

2.2 GK 閥型空氣制動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)組成及功能

GK 閥型空氣制動(dòng)機(jī)由風(fēng)源部、控制部和執(zhí)行部等三部分組成。

（1）風(fēng)源部。由總風(fēng)缸、油水分離器、調(diào)壓器等組成，主要提供穩(wěn)定可靠的動(dòng)力源。

（2）控制部。由6 個(gè)GK 閥及中繼閥組成，為排土犁制動(dòng)量及緩解量發(fā)出指令量，是制動(dòng)機(jī)的操縱部件。

（3）執(zhí)行部。包括制動(dòng)缸、閘瓦及閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)器。另外設(shè)有提升風(fēng)缸、工作風(fēng)缸、展翅風(fēng)缸及管道濾塵器、雙針壓力表、各種塞門和撒砂裝置等部件，是制動(dòng)機(jī)制動(dòng)力的形成部件。

（4）GK 型空氣制動(dòng)機(jī)各閥間的控制關(guān)系：GK 閥→中繼閥→列車管空氣壓力變化→空氣分配閥→作用閥→制動(dòng)缸（進(jìn)行列車制動(dòng)及排土犁大翅展翅與提升）。

3 制動(dòng)系統(tǒng)改造的必要性及可行性分析

3.1 制動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

金川集團(tuán)物流公司排土犁大型工礦設(shè)備制動(dòng)系統(tǒng)目前處于老化漏風(fēng)等難以維持使用狀態(tài)，且無處購置新的排土犁進(jìn)行替代的困難局面（原生產(chǎn)廠家倒閉，全國無類似設(shè)備生產(chǎn)廠家），對(duì)排土犁制動(dòng)操作技術(shù)性能創(chuàng)新改造勢(shì)在必行。

2011年，“武術(shù)傳播”進(jìn)入研究中心，并一直持續(xù)至今，說明未來武術(shù)文化的研究方向中“武術(shù)傳播”問題仍是學(xué)者們關(guān)注的重點(diǎn)。在所有的突發(fā)關(guān)鍵詞中，“武術(shù)套路”、“群眾體育”、“體育管理”、“武術(shù)教學(xué)”、“武術(shù)賽事”進(jìn)入研究中心較晚，但直至2017年也尚未退出，同樣預(yù)示著未來武術(shù)文化的前沿。

3.2 JZ-7 型空氣制動(dòng)機(jī)與GK 型空氣制動(dòng)機(jī)

通過JZ-7 型空氣制動(dòng)機(jī)與GK 型空氣制動(dòng)系統(tǒng)工作原理對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其制動(dòng)技術(shù)參數(shù)基本一致（表1），制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一致，利用目前國內(nèi)新技術(shù)、新工藝、新裝備“創(chuàng)新改造新系統(tǒng)替代老系統(tǒng)”方案可行，經(jīng)濟(jì)效益可觀，以物流公司現(xiàn)有技術(shù)力量完全可以實(shí)施。

表1 JZ-7 型空氣制動(dòng)機(jī)與GK 型空氣制動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)

3.3 改造后緊急制動(dòng)力b 的計(jì)算

改造后緊急制動(dòng)力b 按式b=ΣKhφh計(jì)算。式中，ΣKh是排土犁閘瓦壓力總和，排土犁動(dòng)缸壓強(qiáng)理論值PZ=360 kPa，排土犁改造后制動(dòng)效率η=0.8，排土犁制動(dòng)缸活塞面積99 487 mm2，排土犁制動(dòng)倍率11.8，計(jì)算得出Kh=338 kN。

3.4 改造后制動(dòng)性能模擬計(jì)算技術(shù)參數(shù)（圖3）

圖3 制動(dòng)性能模擬參數(shù)曲線

改造后JZ-7 制動(dòng)機(jī)制動(dòng)性能較原車GK 型制動(dòng)機(jī)制動(dòng)性能提升了近30%，符合工礦鐵道大型設(shè)備緊急制動(dòng)距離≤800 m 的最低要求。

4 技術(shù)方案及創(chuàng)新點(diǎn)

（1）選用金川集團(tuán)物流公司現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)車工作可靠的新型JZ-7 型制動(dòng)裝置，淘汰排土犁老舊GK 型制動(dòng)閥件。JZ-7 型制動(dòng)裝置制動(dòng)及緩解作用靈敏、反應(yīng)迅速，尤其是緩解作用很快、制動(dòng)后迅速緩解運(yùn)行，可大幅度提升設(shè)備安全運(yùn)行的可靠度。

（2）對(duì)排土犁使用的已被國鐵淘汰30 多年的中繼閥等指令控制系統(tǒng)，創(chuàng)新改造為新型鋼制轉(zhuǎn)閥系統(tǒng)，針對(duì)GK 型中繼閥無法修復(fù)且采購不到新閥問題，重新設(shè)計(jì)中繼閥操控裝置，選用國內(nèi)先進(jìn)、可靠的鋼制手動(dòng)轉(zhuǎn)閥及其配套的標(biāo)準(zhǔn)管件。

（3）按照模塊化方式優(yōu)化設(shè)計(jì)管路系統(tǒng)，拆除原有老舊管路布局，不但滿足了排土犁的各項(xiàng)工作要求，且操控精準(zhǔn)度與檢修維護(hù)的空間得到了極大的提升。

（4）設(shè)計(jì)儲(chǔ)風(fēng)風(fēng)缸風(fēng)壓自動(dòng)控制系統(tǒng)，大幅度提升系統(tǒng)安全系數(shù)。施行緊急制動(dòng)時(shí)，因設(shè)計(jì)加裝了均衡作用風(fēng)缸，有強(qiáng)烈的局部減壓作用，具有制動(dòng)快、制動(dòng)力大、制動(dòng)效果優(yōu)良的特點(diǎn)。

（5）JZ-7 型制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，配件的通用性強(qiáng)，降低了備件儲(chǔ)備及修理難度，管路流線型及模塊化設(shè)計(jì)布局，優(yōu)化了空間結(jié)構(gòu)，使檢修維護(hù)成本及難度大幅下降。

5 實(shí)施情況

5.1 設(shè)計(jì)操作間

按照原車操縱室布局，結(jié)合內(nèi)燃機(jī)車JZ-7 制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局，拆除已經(jīng)使用30 年的老式簡陋操作臺(tái)，按照結(jié)構(gòu)空間制作新式一體化操作臺(tái)（圖4）。司機(jī)操作簡單可靠，操作環(huán)境得到了質(zhì)的飛躍。

圖4 操作間平面布置

5.2 設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)

按照J(rèn)Z-7 制動(dòng)系統(tǒng)原理，結(jié)合排土犁本身操作中展翅風(fēng)缸、提升風(fēng)缸、卡翅風(fēng)缸的作用特點(diǎn)及技術(shù)性能，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，徹底切除原制動(dòng)管路系統(tǒng)，參照DF7C 內(nèi)燃機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)布局制動(dòng)系統(tǒng)，使管路系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)得到了大幅度提升，檢修維護(hù)更方便快捷。

5.3 按照平面布置圖設(shè)計(jì)新型操作臺(tái)

老操作臺(tái)電器系統(tǒng)老舊，操作簡陋，安全性能不足（圖5）。新式操作臺(tái)增設(shè)了列調(diào)、微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，使行車制動(dòng)參數(shù)一目了然，并實(shí)現(xiàn)了風(fēng)壓自動(dòng)控制，制動(dòng)管風(fēng)壓反饋等功能，設(shè)備本質(zhì)化安全性能得到了質(zhì)的飛躍（圖6）。

圖5 升級(jí)改造前操作臺(tái)及設(shè)備外觀

圖6 升級(jí)改造后操作臺(tái)及設(shè)備外觀

5.4 規(guī)劃實(shí)施

以降本增效節(jié)約成本、精學(xué)細(xì)修鍛煉隊(duì)伍為原則，攻堅(jiān)克難，按照金川集團(tuán)物流公司制定的時(shí)間進(jìn)度表在60 個(gè)工作日內(nèi)順利完成了改造任務(wù)，開創(chuàng)了工礦老式車輛技術(shù)革新的新模式。

6 應(yīng)用情況

（1）徹底消除了原車制動(dòng)系統(tǒng)老化、作用不良的疑難故障，提升了設(shè)備性能。

（2）新型鋼制轉(zhuǎn)閥中繼系統(tǒng)輕便快捷、穩(wěn)定安全，操作人員的作業(yè)安全系數(shù)得到了大幅提升。

（3）管路設(shè)計(jì)布局采用模塊化，大幅度提升了系統(tǒng)的使用壽命及檢修便捷性。

（4）采用自動(dòng)化風(fēng)控工藝，設(shè)備本質(zhì)化安全系數(shù)極大提升。

7 改造成效

（1）排土犁每年度老舊制動(dòng)系統(tǒng)檢修維護(hù)費(fèi)用30 萬元以上，創(chuàng)新改造選用國內(nèi)先進(jìn)閥件，改造完成后至少5 年內(nèi)操作制動(dòng)系統(tǒng)不需要大修，節(jié)省了大量人工費(fèi)用及檢修成本。

（2）排土犁操作制動(dòng)系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)施，操作自動(dòng)化程度大幅度提高，模塊化設(shè)計(jì)理念，檢修維護(hù)時(shí)間大幅度縮短，設(shè)備風(fēng)壓自動(dòng)控制等裝置的創(chuàng)新實(shí)施，大大降低了作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）為工礦型老舊設(shè)備系統(tǒng)改造提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)中產(chǎn)生了良好的邊際效益。