淺析制動(dòng)管路彎制缺陷及解決方法

邊冬明，馬毅豐，任英才

（中車唐山機(jī)車車輛有限公司，天津 063000）

1 制動(dòng)系統(tǒng)基本描述

目前，列車速度逐漸提高，對列車制動(dòng)器的性能提出了更高的要求。否則，列車制動(dòng)器的距離無法保證，將嚴(yán)重影響列車運(yùn)行的安全性。

2 管路制作基本流程

下料→倒角→簡易清潔→彎管→卡套預(yù)裝→清潔（如圖1）。

圖1 管路制作基本流程

3 常見的管路彎制過程缺陷

各種制動(dòng)管路彎制缺陷主要表現(xiàn)為以下幾種形式：管路彎制接頭變行嚴(yán)重(圓形或長方形)，弧形外接管接頭兩端接頭過厚或過薄，弧形外接口接頭彎曲開裂，弧形內(nèi)接口接頭起皺，弧形外壁回彈。隨著不同類型彎頭彎曲角度和半徑的不同，前四種不同類型彎頭及其零部件可能出現(xiàn)的缺陷處理方法也有很大不同，而且這些缺陷不一定會(huì)同時(shí)發(fā)生，但管路的抗彎、抗彈性和應(yīng)力回彈的損壞是不可避免的。彎管管件質(zhì)量安全缺陷的普遍存在，也會(huì)對各種彎管管件的實(shí)際生產(chǎn)工藝質(zhì)量產(chǎn)生很大甚至負(fù)面的影響。

4 針對不同缺陷采取的措施

一般情況下，可以根據(jù)具體問題采取以下措施。

（1）對于彎頭圓弧外側(cè)彎曲壓扁嚴(yán)重的受壓管件，在準(zhǔn)備無芯彎頭時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)安裝壓模，形成反向變形槽的彎頭結(jié)構(gòu)及其形式。在準(zhǔn)備帶芯彎頭時(shí)，應(yīng)注意選擇合適的壓縮芯軸，并應(yīng)正確安裝。安裝壓模時(shí)，每個(gè)連接部件的管槽必須旋轉(zhuǎn)。

（2）由于電弧外側(cè)涂層變薄，必須減少彎曲，這是由其工作原理和特性直接影響決定的。為了有效避免減薄的過度消耗，常用的有效減少減薄量的方法，主要包括在側(cè)邊內(nèi)側(cè)兩端配有頂力反壓緩沖增壓推進(jìn)裝置的電動(dòng)彎管機(jī)，或在管自身尾部外側(cè)兩端配有尾部頂力反壓增壓推進(jìn)裝置的電動(dòng)彎管機(jī)因此，我們可以通過有效地減小管壁尾部在管外側(cè)的部分頂部上的壓阻力來實(shí)現(xiàn)減少管變厚和變薄的主要應(yīng)用目的。

（3）對于管弧外側(cè)容易出現(xiàn)彎曲裂紋的特殊情況，首先，要特別注意如何保證彎管主板整個(gè)芯棒在低溫高壓下有良好的耐熱處理和加工工藝狀態(tài)，然后，要及時(shí)檢查塑料管芯棒壓縮模內(nèi)的氣壓和熱密度是否過大，及時(shí)重新調(diào)整溫度值，使氣壓合適。

5 薄壁管材的彎曲方法

在彎管的彎曲過程中，很容易出現(xiàn)起皺、開裂、斷裂等不良現(xiàn)象。彎曲管道時(shí)，如果需要彎曲半徑大、長度小的矩形圓弧，一般用戶可以考慮使用彎曲凸輪機(jī)或彎管機(jī)。兩個(gè)半滾輪和兩個(gè)半定輪的加工誤差深度一般應(yīng)為整個(gè)鋼件加工長度的一半，誤差加工深度盡量保持在一個(gè)以內(nèi)。凸圓頂部與凹凸弧或凹凸輪槽底部的距離為0。

如果被彎管材的圓弧太大或局部曲線呈直線，可以考慮在小型曲柄壓力機(jī)上快速制作簡單的彎圓模具，在制作模具時(shí)，要考慮管材的回彈等因素。然而，在彎曲過程中，沖頭可能直接對管道施加更大的徑向沖擊和壓力，這可能容易導(dǎo)致管道起皺、破裂和破裂。因此，可以考慮用細(xì)鐵絲將彈性聚氨酯橡膠模板固定在簡單沖頭下。

（1）彎管圓弧外側(cè)嚴(yán)重變扁。在彎管過程中，周圍的力使圓弧處的橫截面趨向橢圓形，對于相同規(guī)格的管子，彎曲半徑越小，力就越大，變扁的趨向就越明顯。如果是無芯彎管，變扁更嚴(yán)重；若采用有芯彎管，當(dāng)芯棒直徑過小或磨損嚴(yán)重使得芯棒和管子內(nèi)壁間的間隙過大時(shí)，圓弧外側(cè)也容易變扁，即使芯棒與管壁間的問隙合理，但如果安裝芯棒時(shí)的提前量過小，管壁不能得到良好的支撐，也使得圓弧外側(cè)變扁。另外，如果安裝模具時(shí)不注意，彎管模和壓緊模（輪）出現(xiàn)錯(cuò)位，彎管圓弧處也將變扁。

（2）彎管圓弧外側(cè)減薄量過大。當(dāng)彎管半徑較小時(shí)，當(dāng)兩彎管壁厚半徑較小時(shí)，如果兩彎管沒有同時(shí)配備外側(cè)尾端增壓裝置(輔助推動(dòng))和尾端頂端增壓裝置(頂部增壓)，由于縱向壓縮模的中性阻力位移，縱向圓弧外側(cè)的拉伸模應(yīng)力會(huì)增大，中性應(yīng)力層內(nèi)側(cè)會(huì)發(fā)生位移，可能導(dǎo)致彎頭控制管件縱向圓弧外側(cè)變薄。除了管材的使用、心軸彎頭的圓弧半徑等客觀因素外，安裝心軸彎頭時(shí)彎頭前方壓力過大、管壁潤滑不良，也會(huì)直接降低涂層厚度，顯著增加彎頭圓弧外側(cè)到管壁的流量。

（3）彎管圓弧外側(cè)彎裂。在彎管的施工和運(yùn)行過程中，或者在管道圓弧的外側(cè)，也可能會(huì)出現(xiàn)黏附在管道上的裂紋，或者導(dǎo)致彎管斷裂。管內(nèi)潤滑劑熱處理后無效，使用的管子彎曲力過大，使管子傳動(dòng)軸或機(jī)床上產(chǎn)生的振動(dòng)很大或受到限制，可能直接導(dǎo)致電弧內(nèi)或電弧外側(cè)的鋼管彎曲開裂。

6 防止產(chǎn)生彎制缺陷的方法

為了減少彎管的缺陷，得到質(zhì)量最好的的彎管，要采取正確的方法來解決問題，具體方法如下：

（1）對于外彎有兩個(gè)圓弧同時(shí)嚴(yán)重變平的無芯圓管件，在需要同時(shí)彎制無芯管時(shí)，也可以將無芯圓管件彎壓模（輪）的管件專門設(shè)計(jì)加工改造成同時(shí)帶有兩個(gè)同向圓弧彎曲變形槽的無芯整體彎曲結(jié)構(gòu)?；驂耗?，從而有效降低或消除無芯裝置管道彎曲時(shí)外部彎曲和壓扁的嚴(yán)重程度。當(dāng)彎心軸單面內(nèi)壁接頭直徑過小或單面內(nèi)壁厚度磨損嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)優(yōu)先提前更換合適的扭曲彎心軸，彎心軸后心軸與管子內(nèi)壁接頭內(nèi)壁厚度的間隙最大不應(yīng)過小或大于0.5mm。同時(shí)，安裝過程中更換彎曲芯軸時(shí)，提前更換的范圍必須合適。此外，在加工模具和安裝各種類型的模具時(shí)，應(yīng)特別注意確保每個(gè)零件的管槽和模具轉(zhuǎn)子的軸線盡可能處于同一高度水平。

（2）對于小半徑的管道，應(yīng)減少管弧外側(cè)的減薄量，這是由彎管制造行業(yè)的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定，不可避免。但是，要及時(shí)采取措施，才能有效克服外疏量過大的特殊情況。通常，常用的有效增加減薄量的方法主要是在使用側(cè)板上安裝一個(gè)帶增壓輔助力的增壓裝置，或者在管尾安裝一個(gè)帶增壓輔助力的增壓裝置，或者兩者都安裝，這樣輔助推動(dòng)或輔助增壓裝置放在機(jī)構(gòu)上就可以有效地向前推動(dòng)管子，抵消管子彎曲時(shí)的一些中性管壁擠壓阻力。也可以提高管段上部分管壁的壓縮力和厚度使其均勻分布，使管中性端的壓力層向內(nèi)和向外移動(dòng)，從而通過同時(shí)降低中性管外側(cè)部分管壁的壓縮阻力，有效達(dá)到減少外部減薄增加的主要目的。

7 提高的工作效率和實(shí)際意義

通過對管路彎制過程產(chǎn)生的缺陷分析并采取有效的措施，提高管路彎制合格率，減少原材料管路的浪費(fèi)，避免缺陷管路的產(chǎn)生與使用，進(jìn)而保證制動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量安全和列車運(yùn)行安全，提高旅客乘車的安全系數(shù)。

8 結(jié)語

總的來說，列車的安全制動(dòng)性能始終是鐵路列車正常運(yùn)行的保證。而且在如今列車運(yùn)行速度不斷提高，所以對列車減速制動(dòng)器的安全性能技術(shù)要求提出了更高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如何實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、有效的正常運(yùn)行，以及最終的系統(tǒng)組裝和工藝穩(wěn)定性，就起著舉足輕重的決定性作用。本文對動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的一些典型問題進(jìn)行了分析研究，并提出了具體的解決方案。希望這些問題的解決能夠?qū)μ嵘a(chǎn)品質(zhì)量、降低消耗、提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率。通過理論研究和現(xiàn)場實(shí)踐相結(jié)合，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，使產(chǎn)品零缺陷。通過公司各部門的相關(guān)人員的共同努力下，達(dá)到產(chǎn)品的最佳質(zhì)量，并不斷取得最佳效果。