停放制動(dòng)手動(dòng)緩解拉力的影響因素分析

鄒建文 王瑛琪 肖天宇 祝 航

(中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司轉(zhuǎn)向架研發(fā)部 江蘇 南京 210031)

停放制動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的組成部分，施加停放制動(dòng)后的列車除依靠列車風(fēng)路中空氣壓力升高自動(dòng)實(shí)施列車緩解外，在列車風(fēng)壓低、風(fēng)管路有漏泄故障的情況下自動(dòng)施加的停放制動(dòng)，需要人工進(jìn)行手動(dòng)緩解，一列6輛編組的列車有24個(gè)停放制動(dòng)裝置[1]，增加了運(yùn)用、維修人員的負(fù)擔(dān)，且手動(dòng)緩解拉力常常過(guò)大，使得該遠(yuǎn)端緩解裝置缺乏實(shí)用性，小緩解拉力的設(shè)計(jì)值得研究。

1 停放制動(dòng)的原理及操作方式

停放制動(dòng)裝置利用列車風(fēng)壓的變化，有風(fēng)緩解，無(wú)風(fēng)制動(dòng)。停放制動(dòng)作為一種被動(dòng)式制動(dòng)，通常與常用制動(dòng)缸集成使用[2]，由于停放制動(dòng)機(jī)構(gòu)是一套復(fù)雜的機(jī)械、氣動(dòng)裝置，在風(fēng)壓不足等情況下，會(huì)造成停放功能不正常，有可能影響制動(dòng)系統(tǒng)的正常工作，對(duì)列車運(yùn)行安全帶來(lái)隱患[3]，因此，在確認(rèn)某車的停放制動(dòng)功能出現(xiàn)故障后，應(yīng)能確保此車的停放制動(dòng)被可靠隔離，隔離后的列車不再施加停放制動(dòng)，已處于施加狀態(tài)的可通過(guò)手動(dòng)緩解拉環(huán)人為緩解。

2 停放制動(dòng)手動(dòng)緩解流程

停放制動(dòng)的制動(dòng)狀態(tài)可以通過(guò)拉動(dòng)手動(dòng)緩解裝置拉環(huán)進(jìn)行機(jī)械式緩解，操作時(shí)，按照如下步驟進(jìn)行，確認(rèn)各步驟狀態(tài)和動(dòng)作，如圖1所示。

3 手動(dòng)緩解裝置的實(shí)際應(yīng)用

拉環(huán)位置通常在缸體外側(cè)較近處，在操作時(shí)需要將手伸至接近制動(dòng)缸，難度大且有一定的危險(xiǎn)，引入手動(dòng)緩解裝置遠(yuǎn)端控制器后通過(guò)拉繩可方便地在轉(zhuǎn)向架底部?jī)蓚?cè)位置進(jìn)行操作，安裝和布置方式如圖2、圖3所示。通過(guò)管卡、膠套等將其固定在構(gòu)架底部，閘線一端連接停放缸，一端作為手動(dòng)拉環(huán)緊固在安裝座上。

圖2 在緩解裝置上安裝手動(dòng)緩解拉繩

圖3 手動(dòng)緩解拉繩的布置

4 手動(dòng)緩解拉繩拉力試驗(yàn)

遠(yuǎn)端控制器拉繩在手動(dòng)緩解功能中的應(yīng)用已較為成熟，但易出現(xiàn)拉繩拉力過(guò)大，操作不便的問(wèn)題，分析拉繩的安裝和布置方式，初步確定主要為以下幾個(gè)因素：(1)不同廠家的緩解拉繩對(duì)緩解拉力的影響；(2)緩解拉繩長(zhǎng)短對(duì)緩解拉力的影響；(3)緩解拉繩走線布置的不同對(duì)緩解拉力的影響；(4)緩解拉繩緊固管卡的松緊對(duì)最終緩解拉力的影響。

本次試驗(yàn)主要使用海泰和克諾爾廠家的緩解拉繩，海泰(以下簡(jiǎn)稱為HT)緩解拉繩的長(zhǎng)度有：920 mm、1 705 mm。克諾爾(以下簡(jiǎn)稱為KB)緩解拉繩的長(zhǎng)度有：920 mm、1 000 mm、1 160 mm、1 705 mm、2 450 mm。

4.1 試驗(yàn)規(guī)程

試驗(yàn)起初選取車間在用數(shù)顯式推拉力計(jì)(艾德堡HP-500)(見(jiàn)圖4)，可精確到小數(shù)點(diǎn)后一位，每次試驗(yàn)前通過(guò)制動(dòng)試驗(yàn)機(jī)為停放制動(dòng)缸充氣后排空至制動(dòng)狀態(tài)，將拉力計(jì)與拉環(huán)連接測(cè)試；考慮到試驗(yàn)中采用人工方式操作時(shí)受操作人員、加載速度等多方面因素影響誤差較大，改用電子式臥式拉力試驗(yàn)機(jī)臺(tái)，可設(shè)置速度和行程，拉力方向始終保持水平，極大降低了試驗(yàn)誤差。

圖4 拉力計(jì)測(cè)試圖

4.2 不同廠家拉繩拉力試驗(yàn)

選取HT和KB拉繩，長(zhǎng)度均為920 mm，并選擇合肥5號(hào)線項(xiàng)目(HT制動(dòng)缸)構(gòu)架，在完全安裝兩種拉繩后測(cè)試緩解拉力，分別統(tǒng)計(jì)3組數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同廠家拉繩拉力數(shù)據(jù)

4.3 不同長(zhǎng)度拉繩拉力試驗(yàn)

選取長(zhǎng)度分別為920 mm、1 705 mm的HT拉繩和KB拉繩，并選擇合肥5號(hào)線項(xiàng)目制動(dòng)缸(HT制動(dòng)缸)，在無(wú)任何安裝的狀態(tài)下測(cè)試不同長(zhǎng)度下的緩解拉力，分別統(tǒng)計(jì)3組數(shù)據(jù)(見(jiàn)表2)。

表2 不同長(zhǎng)度拉繩拉力數(shù)據(jù)

4.4 不同走線拉繩拉力試驗(yàn)

選取長(zhǎng)度分別為920 mm、1 705 mm的HT拉繩，并選擇合肥5號(hào)線項(xiàng)目制動(dòng)缸(HT制動(dòng)缸)，按照?qǐng)D5中(a)、(b)所示的走線布置緩解拉繩，測(cè)試緩解拉力，分別統(tǒng)計(jì)3組數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 不同走線拉繩拉力數(shù)據(jù)

圖5 走線布置

其中走線方式(a)保留了傳統(tǒng)的緊固方式，用單邊管卡分段緊固拉繩，為了適應(yīng)構(gòu)架底部其他部件及T型槽的位置，拉繩需要以較小的彎曲半徑進(jìn)行多段折彎，且緊固的高度與拉繩自制動(dòng)缸出口的位置相差較大，按照該方式緊固對(duì)拉繩是一種繃緊狀態(tài)；走線方式(b)不緊固短拉繩，少量緊固長(zhǎng)拉繩，僅在中間位置布置2個(gè)管卡，保證在自然狀態(tài)下彎曲曲線平滑，且長(zhǎng)拉繩不至于太長(zhǎng)而在運(yùn)動(dòng)中反復(fù)甩動(dòng)，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

4.5 不同松緊管卡拉力試驗(yàn)

選取長(zhǎng)度分別為920 mm、1 705 mm的海泰拉繩，并在合肥5號(hào)線項(xiàng)目構(gòu)架上安裝，在管卡不打扭力和打全部扭力的2種工況下測(cè)試緩解拉力，分別統(tǒng)計(jì)3組數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 不同松緊管卡下拉繩拉力數(shù)據(jù)

4.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

結(jié)合上述試驗(yàn)可得不同廠家拉繩對(duì)實(shí)際拉力無(wú)影響；拉繩越長(zhǎng)，拉力越大；減少緊固點(diǎn)且保證較大的彎曲半徑可有效降低拉力。

為有效控制拉繩拉力，可從供應(yīng)商、主機(jī)廠、運(yùn)營(yíng)公司3個(gè)角度分別采取措施：

(1)供應(yīng)商改善拉繩內(nèi)部結(jié)構(gòu)，與鋼絲繩直接接觸的內(nèi)表面采用摩擦力較小的材料，增加拉繩環(huán)繞層數(shù)并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，保證拉繩在極小彎曲半徑下與自然狀態(tài)拉力差距較小。

(2)主機(jī)廠設(shè)計(jì)平緩的拉繩走線方式，避免出現(xiàn)較小的彎曲半徑以及多個(gè)折彎點(diǎn)，在保證運(yùn)動(dòng)中擺動(dòng)幅度較小的同時(shí)減少緊固點(diǎn)。

(3)運(yùn)營(yíng)公司需每日拉動(dòng)拉繩，實(shí)現(xiàn)緩解動(dòng)作，定期更換到動(dòng)作另一側(cè)拉繩，將內(nèi)部潤(rùn)滑油脂均布在與鋼絲繩接觸的內(nèi)表面上，防止油脂失效。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)軌道車輛停放制動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)組成及常見(jiàn)的幾種工況操作方式進(jìn)行分析，引出了手動(dòng)緩解狀態(tài)下緩解拉環(huán)的應(yīng)用，結(jié)合停放制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際工作中出現(xiàn)的手動(dòng)緩解拉力過(guò)大的問(wèn)題，分別針對(duì)拉繩生產(chǎn)廠家、拉繩長(zhǎng)度、走線布置方式以及管卡松緊程度等影響因素設(shè)計(jì)并進(jìn)行了拉力測(cè)試試驗(yàn)，結(jié)果表明拉繩長(zhǎng)度、走線布置以及管卡松緊均對(duì)拉力有明顯的影響，進(jìn)一步從供應(yīng)商、主機(jī)廠、運(yùn)營(yíng)公司3個(gè)層面提出具體控制措施，解決了實(shí)際運(yùn)用中拉力過(guò)大的問(wèn)題。