停放制動手動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)

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

1 停放制動的原理及操作方式

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

2 停放制動手動緩解流程

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

3 手動緩解裝置的實際應(yīng)用

拉環(huán)位置通常在缸體外側(cè)較近處，在操作時需要將手伸至接近制動缸，難度大且有一定的危險，引入手動緩解裝置遠(yuǎn)端控制器后通過拉繩可方便地在轉(zhuǎn)向架底部兩側(cè)位置進(jìn)行操作，安裝和布置方式如圖2、圖3所示。通過管卡、膠套等將其固定在構(gòu)架底部，閘線一端連接停放缸，一端作為手動拉環(huán)緊固在安裝座上。

圖2 在緩解裝置上安裝手動緩解拉繩

圖3 手動緩解拉繩的布置

4 手動緩解拉繩拉力試驗

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

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

4.1 試驗規(guī)程

試驗起初選取車間在用數(shù)顯式推拉力計(艾德堡HP-500)(見圖4)，可精確到小數(shù)點后一位，每次試驗前通過制動試驗機(jī)為停放制動缸充氣后排空至制動狀態(tài)，將拉力計與拉環(huán)連接測試；考慮到試驗中采用人工方式操作時受操作人員、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機(jī)臺，可設(shè)置速度和行程，拉力方向始終保持水平，極大降低了試驗誤差。

圖4 拉力計測試圖

4.2 不同廠家拉繩拉力試驗

選取HT和KB拉繩，長度均為920 mm，并選擇合肥5號線項目(HT制動缸)構(gòu)架，在完全安裝兩種拉繩后測試緩解拉力，分別統(tǒng)計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 不同長度拉繩拉力試驗

選取長度分別為920 mm、1 705 mm的HT拉繩和KB拉繩，并選擇合肥5號線項目制動缸(HT制動缸)，在無任何安裝的狀態(tài)下測試不同長度下的緩解拉力，分別統(tǒng)計3組數(shù)據(jù)(見表2)。

表2 不同長度拉繩拉力數(shù)據(jù)

4.4 不同走線拉繩拉力試驗

選取長度分別為920 mm、1 705 mm的HT拉繩，并選擇合肥5號線項目制動缸(HT制動缸)，按照圖5中(a)、(b)所示的走線布置緩解拉繩，測試緩解拉力，分別統(tǒng)計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缸出口的位置相差較大，按照該方式緊固對拉繩是一種繃緊狀態(tài)；走線方式(b)不緊固短拉繩，少量緊固長拉繩，僅在中間位置布置2個管卡，保證在自然狀態(tài)下彎曲曲線平滑，且長拉繩不至于太長而在運動中反復(fù)甩動，進(jìn)行對比試驗。

4.5 不同松緊管卡拉力試驗

選取長度分別為920 mm、1 705 mm的海泰拉繩，并在合肥5號線項目構(gòu)架上安裝，在管卡不打扭力和打全部扭力的2種工況下測試緩解拉力，分別統(tǒng)計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 試驗數(shù)據(jù)分析

結(jié)合上述試驗可得不同廠家拉繩對實際拉力無影響；拉繩越長，拉力越大；減少緊固點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、運營公司3個角度分別采取措施：

(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，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折彎點，在保證運動中擺動幅度較小的同時減少緊固點。

(3)運營公司需每日拉動拉繩，實現(xiàn)緩解動作，定期更換到動作另一側(cè)拉繩，將內(nèi)部潤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

通過對軌道車輛停放制動原理、結(jié)構(gòu)組成及常見的幾種工況操作方式進(jìn)行分析，引出了手動緩解狀態(tài)下緩解拉環(huán)的應(yīng)用，結(jié)合停放制動系統(tǒng)實際工作中出現(xiàn)的手動緩解拉力過大的問題，分別針對拉繩生產(chǎn)廠家、拉繩長度、走線布置方式以及管卡松緊程度等影響因素設(shè)計并進(jìn)行了拉力測試試驗，結(jié)果表明拉繩長度、走線布置以及管卡松緊均對拉力有明顯的影響，進(jìn)一步從供應(yīng)商、主機(jī)廠、運營公司3個層面提出具體控制措施，解決了實際運用中拉力過大的問題。