铁路货车闸瓦间隙自动调整器的故障及其影响_刘海龙

摘 要: 对 209T 型、206G 型客车制动梁安全 吊断裂原因进行了分析, 并提出了改进方案。
关键词: 制动梁; 安全吊; 折断; 分析; 改进
中图分类号: U 270. 33
文献标识码: B
目前大部分 209T 型和 206G 型客车使用了图 1
收稿日期: 2010-01-29 基金项目: 华东交通大学科研基金项目( 01308162) 作者简介: 涂 嘉( 1956-) , 男, 副教授。
Abstract: Described in detail ar e t he desig ns o f t he outside shell and fr am e of t he f ront o f t he urban rail vehicle, t he escape doo r and g lass.
新造和检修的货车都要通过调整闸调器挡铁组成 与本体端部的距离 A ( 在缓解状态下才存在, 见图 1) 使制动缸活塞行程达到一个设定值。基础制动杠杆倍 率决定了距离 A 以及制动缸活塞行程与轮瓦间隙之 间的关系, 因此当制动缸活塞行程确定后, A 值及轮瓦 间隙就确定了。
轮瓦磨耗、更换闸瓦会使轮瓦间隙增大或减小。 表 1 列举了轮瓦间隙的变化与其所引起的其他变化之 间的关系。
前 2 种故障将造成制动缸活塞行程增加, 使轮瓦 间隙增大, 制动力衰减。除非列车中多辆车上的闸调 器均存在这 2 种故障, 否则不会危及列车运行安全。 第 3 种故障的发生会导致轮瓦间隙缩小, 且如果这种故 障频繁发生, 将造成抱闸, 危及列车运行安全。因此本 文着重对第 3 种故障产生的原因及影响进行分析。
2. 1 闸调器发生缩短误动作 在轮瓦间隙的不同状态下, 制动时闸调器本体与
挡铁组成间相对位移的构成见图 2, 有以下 3 种情况: ( 1) 轮瓦间隙等于设定值( 图 2( b) ) : M= A + Sc; ( 2) 轮瓦间隙大于设定值(图 2( c) ): M= A + S+ Sc; ( 3) 轮瓦间隙小于设定值(图 2( d) ): M= A - S+ Sc。
实际运用中, 最大杆系弹性变形引起的制动缸活 塞行程增加量约为 20 m m~ 30 m m, 这个增加量被故 障闸调器调整后, 使制动缸活塞行程比设定值相应减 少了 20 mm~ 30 mm。
轮瓦间隙等于 制动缸活塞行 程除以制动杠杆 倍 率, 因此故障闸调器误调整导致轮瓦间隙的缩小量为 20 mm~ 30 m m 除以制动倍率。按目前运用货车的制 动倍率计算, 每块闸瓦与车轮的间隙缩小量大约在 2 m m~ 4 mm 之间, 这不可能导致闸瓦抱紧车轮。
能出现的故障及其影响, 并提出了改进建议。
关键词: 铁路货车; 闸瓦间隙自动调整器; 故障分析
中图分类号: U 270. 35
文献标识码: B
闸瓦间隙自动调整器( 以下简称闸调器) 是基础制 动装置中的关键部件, 用于调整车轮和闸瓦间的间隙, 使制动缸活塞行程保持在设定范围内, 从而防止制动 力的衰减。
对于性能良好的闸调器, 减小的轮瓦间隙通过几 次制动缓解可以使其恢复至设定值, 但是如果闸调器 筒体卡滞不能转动, 则缩小的轮瓦间隙无法恢复。
因此, 为防止上述情况出现, 应该在更换闸瓦后手 动旋转闸调器, 人工放长闸调器的长度, 并在制动时观 察制动缸活塞行程。
3 建议
( 1) 除闸调器前盖与筒体分离故障可导致抱闸 外, 闸调器的多数故障不会导致抱闸。因此, 在运用中 应特别关注前盖固定螺栓是否丢失及前盖与筒体是否 有松脱迹象, 若有应及时处理。
运用检修
铁道车辆 第 48 卷第 10 期 2010 年 10 月
文章编号: 1002-7602( 2010) 10- 0039-03
铁路货车闸瓦间隙自动调整器的故障及其影响
刘 海 龙, 陆 正 涛
( 齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司 技术中心, 黑龙江 齐齐哈尔 161002)
摘 要: 介绍了铁路货车闸瓦间隙自动调整器的作用及其与基础制动装置间的相互关系, 分析了闸调器在使 用中可
簧力作用下转动, 传力组成缩短。这个特点, 使得该传 力组成受到振动及主弹簧力( 筒体与前盖分离后, 主弹 簧仍有一定的力, 这个力恰好是轴向压力) 的作用可以 持续缩短直至抱闸。
2. 4 抱闸的其他原因
ST 系列闸调器属于双作用式闸调器, 即闸调器不
仅对大于设定值的轮瓦间隙进行调整, 也可以对小于 设定值的轮瓦间隙进行调整。在 运用中的多数情 况 下, 轮瓦间隙只会增大。但是闸瓦磨耗到限更换后, 新 闸瓦将使轮瓦间隙减少, 甚至发生抱闸。
运用检修
铁道车辆 第 48 卷第 10 期 2010 年 10 月
文章编号: 1002-7602( 2010) 10- 0041-04
209T 型、206G 型客车制动梁安全吊 断裂原因分析及改进
涂 嘉1 , 皮郑江2 , 徐 程2 , 杨春辉1, 李 津1 , 李明崎2
( 1. 华东交通大学 轨道交通学院, 江 西 南昌 330013; 2. 南昌铁路局 南昌车辆段, 江 西 南昌 341000)
图 3 闸调器前盖与筒体连 接示意图
筒体与前盖若发生分离, 则闸调器传递制动力的部 件( 图 4) 只有螺杆、拉杆、调整螺母、推力轴承和弹簧。
筒体与前盖发生分离故障后, 传力部件两端受轴 向拉力时不会伸长, 但受轴向压力时会缩短。传力组 成受拉时( 图 4( a) ) , 离合器闭合, 调整螺母不能转动, 故 不能伸长; 受压时( 图 4( b) ) , 离合器打开, 由于螺杆和 调整螺母的配合螺纹是非自锁的, 因此, 调整螺母在弹
式中: A ) ) ) 由基础制动装置参数确定的挡铁组 成与 闸调器本体的间隙; # 39 #
铁道车辆 第 48 卷第 10 期 2010 年 10 月
S ))) 轮瓦间隙增大或缩小引起的挡铁组成与 闸调器本体间相对增大或缩小的位移;
Sc ) ) ) 基础制动杆系在制动力作用下的弹性变 形引起的挡铁组成与闸调器本体间的相 对位移。
图 1 闸调器基本组 成
收稿日期: 2010-01-29; 修订日期: 2010-06-07 作者简介: 刘海龙( 1976-) , 男, 工程师。
表 1 轮瓦间隙变化与其所引起的其 他变化之间的关系
制动缸活塞行程
= 设定值 不变
轮瓦间隙 < 设定值 变短
> 设定值 变长
挡铁组成与本体 相对位移
相对位移= 0, 挡 铁 组 成 与本 体刚好 接触
筒体卡滞的故障闸调器并不影响其对轮瓦磨耗的 正常调整, 从而使制动缸活塞行程在轮瓦磨耗过程中 始终保持基本恒定, 只是其行程比正常设定值要小。 2. 3 可能导致抱闸的故障
闸调器前盖与筒体松脱, 可造成抱闸。 闸调器前盖和筒体通过螺纹连接( 图 3) , 并增加 了防松固定螺栓。使用中, 若固定螺栓松动、丢失, 可 能造成前盖与筒体分离。
图 2 挡铁组成与本体间相对 位移的构成
当轮瓦间隙大于设定值时, S 和 Sc都是间隙 A 消 除后本体与挡铁组成间发生的进一步相对位移。对于 性能正常的闸调器, S 将引发闸调器的缩短动作, Sc则 会在缓解时通过闸调器的转动而得到恢复, 不会引起 闸调器的缩短调整。
闸调器的转动是 ST 系列闸调器固有的性能, 在制 动和缓解时都会发生。制动时的转动只有在轮瓦间隙 小于设定值时发生, 是闸调器调整作用的一个步骤; 缓 解时发生的转动则是对杆系弹性变形引起的挡铁组成 与本体间相对位移的恢复, 而不是闸调器的调整作用。
相对位移> 0, 挡 铁 组 成 与本体 未接 触, 两者 间有 间隙
相对位移< 0, 挡 铁 组 成 与 本体接 触 后 有进一 步 的相对运动
闸调器调整后的 总长度变化
不变
变长
变短
2 闸调器的故障
闸调器的故障有 3 种: 一是失去调整作用, 即闸调 器的长度不再随轮瓦间隙的变化而变化; 二是发生伸 长误动作, 即闸调器的伸长不是因为轮瓦间隙减小而 发生的; 三是发生缩短误动作。
Design Method for the Front Structure of Urban Rail Vehicles FAN G Jiong- ren
( f emale, born in 1977, eng ineer, U rban M ass T ransit Vehicles Depart m ent o f Changchun Railw ay Vehicles Co . , Lt d. , Chang chun 130052, China)
SUN Wei, et al. ( male, born in 1970, eng ineer, Development Cent er of Shanghai Railw ay T raf fic Equipment Development Co. , Lt d. , Shang hai 200233, China) Abstract: Described are t he m ain t echnical paramet er s, t he f undam ent al st ruct ure feat ures o f t he par ts, finite element calculat ion and dynam ics simulat io n result of t he new ly developed B ty pe m et ro car bogies w ith speed of 120 km/ h. Key words: 120 km/ h; met ro car ; bo gie; calculat io n
所示的制动梁安全吊, 如南昌车辆段所有 1 800 辆客 车中 35% 左右为 209T 型和 206G 型, 其中 209T 型客 车使用这种安全吊的占 60% 左右, 206G 型客车 使用 这种安全吊的占 70% 以上。
( a) 受拉工况
图4
( b) 受压工况 1. 螺杆; 2. 拉杆; 3. 弹簧; 4. 轴承; 5. 调整螺母。 闸调器筒体与前盖发生分离后 传力部件组成简图
如果闸调器出 现了因筒体卡 滞不能转动的故 障 # 40 #
时, Sc和S 没有区别, 就会被当做因轮瓦间隙增加引起 的变化而被调整, 使制动缸活塞行程和轮瓦间隙均减 小( 小于设定值) 。 2. 2 闸调器的缩短误动作不会导致抱闸
如前所述, Sc是由基础制动杆系的弹性变形引起 的, 弹性变形由最大制动力所决定, 是有限的, 因此对 于故障闸调器, 无论一次还是多次累积达到的最大弹 性变形, 所导致的制动活塞的行程缩短量都是相同且 有限的。
( 2) 运用中更换闸瓦后对闸调器及时进行手动调 整, 防止因闸调器作用不良导致抱闸。手动调整时可 以根据经验确定闸调器应增加的长度, 如不能确定, 原 则上可将闸调器放至最大装车长度。尽管这样会使制 动缸活塞行程过长, 但经几次制动后就可以得到恢复, 避免抱闸。
( 编辑: 任 海)Fra bibliotek# 41 #Development of B Type Metro Car Bogies wi th Speed of 120 km/ h
闸调器筒体是否转动的首要条件是闸调器的受力 必须大到足以克服闸调器内部的弹簧力, 以打开闸调 器内部的一个离合器。其次, 即使满足前述条件, 筒体 转动仍有强弱之分, 或不转动。筒体转动的强弱, 在制 动时有赖于轮瓦间隙变小的程度, 缓解时则与制动力 引起的杆系弹性变形大小有关。因此不能简单地以闸 调器筒体是否转动作为判断其故障的唯一依据, 应视 具体情况进行分析。
近年来, 铁路货运列车被/ 拦停0的情况时有发生, 部分是因为闸调器故障导致制动缓解不良造成的。
1 闸调器的基本组成和作用
闸调器( 以 ST 2 ) 250 型闸调器为分析对象) 包括 本体和可沿本 体轴向 移动的 挡铁组 成两部 分( 见 图 1) 。在制动和缓解过程中, 随着杠杆间几何关系的变 化, 本体和挡铁组成之间的位置也发生相应的变化, 使 闸调器伸长或缩短, 对制动缸活塞行程和轮瓦间隙进 行调整。