關(guān)于KZW系列傳感閥活塞導(dǎo)向套修復(fù)的研究

任 旺，張 志，陳 庚

(中車石家莊車輛有限公司, 河北 石家莊 050000)

近年來，隨著鐵路貨運(yùn)速度的提升及鐵路運(yùn)輸技術(shù)和條件的變化，制動(dòng)系統(tǒng)在確保鐵路貨車運(yùn)行安全方面的作用越來越重要。KZW系列傳感閥作為我國鐵路貨車尤其是重載貨車空氣制動(dòng)系統(tǒng)中空重車自動(dòng)調(diào)整裝置的重要組成部分，其性能的可靠性、穩(wěn)定性直接影響鐵路貨車行車安全。

1 問題描述

KZW系列傳感閥主要由閥體、閥蓋、活塞組成、活塞導(dǎo)向套、密封圈等組成，其中活塞導(dǎo)向套是鑲在閥體內(nèi)部的一個(gè)銅套，傳感閥作用過程中，活塞組成在閥體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞組成和活塞導(dǎo)向套之間靠橡膠密封圈密封，見圖1。鐵路貨車在運(yùn)用過程中，空氣中細(xì)微顆粒會(huì)跟隨大氣進(jìn)入到閥體內(nèi)部，再加上傳感閥頻繁作用，容易造成活塞導(dǎo)向套內(nèi)壁出現(xiàn)一些縱向拉傷或磨損，見圖2。

圖1 傳感閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖2 活塞導(dǎo)向套內(nèi)壁縱向拉傷

2 修復(fù)方案的確定

3 機(jī)加工修復(fù)的關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)

傳感閥在檢修過程中發(fā)現(xiàn)活塞導(dǎo)向套有縱向拉傷，需進(jìn)行珩磨修復(fù)，傳感閥體與活塞導(dǎo)向套為不可拆卸粘接過盈配合，修復(fù)后檢查標(biāo)準(zhǔn)按《鐵路貨車制動(dòng)裝置檢修規(guī)則》執(zhí)行，高于機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過分析，傳感閥活塞導(dǎo)向套機(jī)加工修復(fù)的關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)為：

(1) 外形是不規(guī)則鑄件毛坯，裝夾困難。

(2) 珩磨量小，定位找正困難。

(3) 要實(shí)現(xiàn)工作與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，保證加工精度。

(4) 銅合金的珩磨刀具與冷卻液的選擇。

(5) 珩磨過程中的進(jìn)給量、切削速度、切削量的選擇。

4 機(jī)加工具體方案

采用機(jī)加工方法對(duì)活塞導(dǎo)向套進(jìn)行修復(fù)，最關(guān)鍵的就是找準(zhǔn)定位基準(zhǔn)、選擇合適的裝卡方式、保證活塞導(dǎo)向套表面的加工精度和選擇合適的加工刀具。其中定位基準(zhǔn)須保證和新品傳感閥活塞導(dǎo)向套加工時(shí)的基準(zhǔn)一致，只有這樣才能保證在有限的加工余量下，有效清除拉傷、劃痕。

4.1 定位基準(zhǔn)的確定

經(jīng)調(diào)研，新品KZW系列傳感閥的活塞導(dǎo)向套與閥體連接形式為過盈配合粘接連接，過盈量為0.092～0.152 mm，活塞導(dǎo)向套經(jīng)粗加工后壓入閥體內(nèi)再進(jìn)行二次精車，裝夾定位形式見圖3。

圖3 新品傳感閥精車裝夾定位

由于活塞導(dǎo)向套新制與修復(fù)加工余量不同，即新制加工余量較大，通過精車即可滿足精度要求，而檢修時(shí)，活塞導(dǎo)向套加工余量較小，這就要求定位找正做到十分精準(zhǔn)，進(jìn)行珩磨加工。結(jié)合調(diào)研結(jié)果分析得出：控制加工余量、提高找正精度的方法，使珩磨修復(fù)加工定位基準(zhǔn)與新制時(shí)的定位基準(zhǔn)相統(tǒng)一，遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則后，二次裝夾的誤差才會(huì)得到精準(zhǔn)的控制(圖4)[1-2]。

圖4 檢修傳感閥加工裝夾定位

4.2 夾具形式的確定

在設(shè)計(jì)傳感閥夾具時(shí)，檢修傳感閥的夾具相比新品傳感閥的夾具增加了1個(gè)活塞桿導(dǎo)向套(圖5)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：既能實(shí)現(xiàn)珩磨修復(fù)加工定位基準(zhǔn)與新制加工的定位基準(zhǔn)相統(tǒng)一，又能保證夾具有足夠的強(qiáng)度，定位準(zhǔn)確且能夠克服旋轉(zhuǎn)帶來的離心力[3]。

圖5 活塞桿導(dǎo)向套

4.3 活塞導(dǎo)向套珩磨精度的保證

(1) 實(shí)現(xiàn)磨頭(1 440 r/min)與工件的(100 r/min)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磨頭旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檐嚧舱D(zhuǎn)的相反方向旋轉(zhuǎn)。

(2) 利用車床的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和精度保證活塞導(dǎo)向套的加工精度，包括：刀具本身的修磨(直線度、圓度)、磨頭延車床主軸Z方向運(yùn)動(dòng)(直線度)、刀具與工件磨削時(shí)的相對(duì)位置高度(≤軸線高度)、切削量控制、自動(dòng)走刀裝置(表面粗糙度控制)、潤滑系統(tǒng)等(圖6)[4]。

圖6 活塞導(dǎo)向套珩磨加工

(3) 珩磨前可用杠桿百分表對(duì)工件進(jìn)行裝夾找正(圖7)，使加工余量控制在最小范圍內(nèi)，保證最終產(chǎn)品的合格率。

圖7 杠桿百分表找正

4.4 刀具的確定

活塞導(dǎo)向套為鑄造銅合金，具有優(yōu)良的鑄造性能和較高的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度低，脆性大，耐腐蝕，可加工性好。結(jié)合其特性，根據(jù)表1，選用綠碳化硅(GC)與黑碳化硅(C)作為磨料，結(jié)合劑采用陶瓷(V)制成的油石或砂輪進(jìn)行加工，硬度介于剛玉和金剛石之間，符合其鑄造銅合金ZCuZn38的特性加工[5]。

表1 油石磨料、結(jié)合劑選用

由于綠碳化硅的生產(chǎn)制造成本比黑碳化硅要高，所以綠碳化硅的產(chǎn)品售價(jià)比黑碳化硅要高。因此，在綠碳化硅與黑碳化硅的選用上，對(duì)非金屬和有色金屬材料加工一般選用黑碳化硅，由此分析確定，刀具選用黑碳化硅為磨料的油石或砂輪。

5 試驗(yàn)驗(yàn)證

對(duì)采用機(jī)加工方法修復(fù)的活塞導(dǎo)向套進(jìn)行組裝并做好標(biāo)記，在KZW系列空重閥試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均合格；跟蹤各傳感閥組裝的車輛，單車試驗(yàn)結(jié)果均合格。

6 結(jié)束語

通過采用機(jī)加工的方法對(duì)KZW系列傳感閥活塞導(dǎo)向套進(jìn)行修復(fù)，能有效地解決活塞導(dǎo)向套內(nèi)壁的縱向拉傷問題，保證加工精度，提高傳感閥一次修復(fù)率和試驗(yàn)合格率，同時(shí)也為鐵路貨車閥類配件修磨開辟了新的方向，為后續(xù)其他閥類配件檢修提供可靠的技術(shù)支持。