X-A型限壓閥夾心閥開膠故障分析與建議

陳志平

(中國鐵路太原局集團(tuán)有限公司 車輛部，山西 太原 030013)

隨著鐵路運(yùn)輸“貨運(yùn)增量”的不斷攀升，列車牽引質(zhì)量及開行密度越來越大，對鐵路貨車制動(dòng)系統(tǒng)性能穩(wěn)定的要求也越來越高。貨物列車一旦在途中發(fā)生制動(dòng)抱閘等故障，將直接影響到列車運(yùn)輸秩序及貨運(yùn)任務(wù)的完成。KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置是我國鐵路貨車裝用量最大的空重車調(diào)整裝置，本文主要對KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置的X-A型限壓閥夾心閥故障進(jìn)行分析，并從制造源頭提出相應(yīng)防范措施。

1 故障情況及影響

1.1 故障情況

2019年7月24日，大秦線74688次列車運(yùn)行至后營站至盧龍北站間發(fā)生車輛走行部冒煙故障，車輛喊停于區(qū)間，經(jīng)現(xiàn)場檢查及查閱THDS數(shù)據(jù)，機(jī)后190位C80B4382939車輛閘瓦磨耗嚴(yán)重且THDS預(yù)報(bào)疑似抱閘波形，對該車裝用的X-A型限壓閥分解發(fā)現(xiàn)，限壓閥活塞組成的夾心閥開膠，橡膠與銅板完全分離。故障圖片見圖1。

圖1 故障夾心閥

2019年10月15日某車輛段站修作業(yè)場檢修C701563002車輛時(shí)，發(fā)現(xiàn)車輛無法產(chǎn)生制動(dòng)作用。對該車安裝的X-A型限壓閥分解發(fā)現(xiàn)，夾心閥開膠后脫落。

1.2 故障影響

圖2為KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置初制動(dòng)位示意圖。當(dāng)列車管減壓制動(dòng)時(shí),120型空氣控制閥(120閥)發(fā)生動(dòng)作，副風(fēng)缸的壓力空氣經(jīng)120閥、連接KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置的制動(dòng)缸管進(jìn)入X-A型限壓閥。在通過開啟的限壓閥夾心閥與閥口間隙通路時(shí)，由于夾心閥開膠，其下部掉落在開啟的閥口上，阻擋壓力空氣經(jīng)閥口進(jìn)入制動(dòng)缸，制動(dòng)缸得不到足夠的壓力空氣，使得車輛不發(fā)生制動(dòng)作用。

圖2 KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置制動(dòng)位示意圖

圖3為KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置初緩解位示意圖。當(dāng)列車管充氣緩解時(shí),制動(dòng)缸壓力空氣應(yīng)頂開限壓閥夾心閥并通過120閥排向大氣，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)機(jī)緩解。但夾心閥開膠脫落后，限壓閥活塞頂在脫開的橡膠上，增大了限壓閥制動(dòng)缸通路排氣阻力，傳感閥無法排空降壓風(fēng)缸的壓力空氣，導(dǎo)致制動(dòng)缸不緩解。

圖3 KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置緩解位示意圖

2 故障分析

2.1 夾心閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)對比分析

為了查找夾心閥開膠脫落的原因，分別拆解故障夾心閥和良好夾心閥，發(fā)現(xiàn)故障夾心閥存在銅板彎曲變形、橡膠粘結(jié)不均勻2個(gè)顯著特點(diǎn)。

2.1.1 銅板彎曲變形情況

故障夾心閥銅板表面呈現(xiàn)明顯內(nèi)凹彎曲變形，使用刀口尺對夾心閥銅板進(jìn)行檢測，如圖4所示，故障夾心閥銅板中部間隙最大約2 mm，而良好夾心閥銅板表面平整，銅板平面與刀口尺全部接觸。

圖4 使用刀口尺進(jìn)行檢測情況

2.1.2 橡膠粘結(jié)情況

圖5為夾心閥銅板表面粘結(jié)情況。通過外觀檢查，發(fā)現(xiàn)故障夾心閥銅板表面只有中間部位有少量的橡膠粘連痕跡，且銅板表面光滑。而良好夾心閥銅板表面粗糙，橡膠與銅板表面完全粘結(jié)。

圖5 夾心閥銅板表面橡膠粘結(jié)情況對比

2.2 夾心閥開膠原因分析

通過上述分析發(fā)現(xiàn)，造成夾心閥開膠脫落的主要原因有2個(gè)：一是銅板與橡膠粘接失效脫開，二是銅板在生產(chǎn)過程中發(fā)生變形，造成在使用時(shí)受力不均，影響密封和動(dòng)作。

2.2.1 銅板與橡膠粘接失效脫開

按照夾心閥制造工藝要求，銅板與橡膠粘接主要經(jīng)過表面處理和硫化2個(gè)工序，造成粘接失效的原因有如下幾項(xiàng)：

(1) 銅板未經(jīng)噴砂或拋丸處理，表面氧化層未去除，后期橡膠與氧化層不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成粘接失效；

(2) 銅板表面清潔效果不良，未脫脂除油或接觸灰塵等雜質(zhì)，影響粘接效果，造成粘接失效；

(3) 硫化工序的硫化溫度、時(shí)間、壓力等控制不良，也會(huì)造成粘接失效。

2.2.2 銅板變形

銅板變形的主要原因是銅板下料、橡膠硫化等制造工藝控制不當(dāng)，造成銅板原料變形或硫化時(shí)銅板受力過大產(chǎn)生變形，如圖6所示。

圖6 銅板受力變形示意圖

3 防范措施

3.1 夾心閥銅板彎曲情況控制

(1) 增加夾心閥銅板強(qiáng)度，防止夾心閥在使用過程中受到擠壓導(dǎo)致銅板變形，造成底部橡膠部分脫落，出現(xiàn)開膠。

(2) 加強(qiáng)制造工藝控制。制造過程中，如剪裁工序發(fā)生銅板變形，嚴(yán)禁使用該銅板。

(3) 加強(qiáng)硫化作業(yè)過程控制。硫化過程中確保銅板上下兩部位都放有膠料，防止硫化加壓導(dǎo)致的銅板變形，如圖7所示。

圖7 正常硫化作業(yè)示意圖

3.2 夾心閥表面光潔度處理

提高夾心閥銅板與橡膠間粘合度。將夾心閥銅板表面采用噴砂或拋丸等處理方式，增加銅板表面的粗糙度，使橡膠件與銅板粘著更加緊密。

4 結(jié)束語

隨著KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置投入使用的時(shí)間推移，其使用過程中出現(xiàn)的各類問題也必然會(huì)隨之增加。如何做好KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置檢修工作及相關(guān)配套配件的制造質(zhì)量控制，仍是今后需要努力的方向。