对SS4型机车单缸抱轮造成弛缓问题的探讨

对SS4型机车单缸抱轮造成弛缓问题的探讨SS4改型机车单缸抱轮造成动轮弛缓的问题时有发生，极大的威胁了行车安
全。

文章通过对SS4改型机车单缸抱轮造成动轮弛缓的原因分析，对SS4改型机车单缸抱轮造成动轮弛缓的问题提出了一些防范措施。

标签：单缸抱轮；弛缓；措施
1 原因分析
单缸抱轮造成动轮弛缓的问题，大多是由错误调整闸瓦间隙造
成的。

基础制动装置是通过螺栓紧固在转向架构架上的，而轮对则通过轴箱、轴箱拉杆与转向架构架形成定位。

轮对与构架联系的弹性连接主要是依靠轴箱拉杆橡胶关节的径向、轴向及扭转弹性变形来完成的，形成弹性定位。

轴箱把簧上部分重量弹性地传给轮对，同时通过轴箱拉杆将来自轮对的牵引力、制动力和横向力弹性地传递到构架上。

韶山型机车轴箱拉杆采用双扭线弹性定位拉杆装置，组成部分如下：长拉杆、连杆体、橡胶圈、短拉杆、端盖、橡胶端垫等。

组合后的轴箱拉杆形成一个整体弹性元件，它承受传递各种负荷（牵引力、制动力、冲击力和横向力）。

但橡胶件本身易老化，在机车运用一段时间后，应对其外观和性能进行认真检查，不合格的元件应及时更换。

目前，由于橡胶圈在连杆体内处于完全密闭状态，在端盖处的橡胶端垫只露出一小部分，加之检测手段缺乏，仅仅依靠目测检查很难对其性能优劣做出准备判断。

随着时间的推移，各部位元件老化将逐渐加重，并且，这些橡胶元件绝对不应当是龟裂、破损之后才进行更换的部件。

1.1 未平衡离心力对调整闸瓦间隙的影响
曲线（半径为R）的外轨具有一定的超高（超高值为h）。

当列车以超过V=■的速度通过曲线时，将产生未平衡离心力。

运行速度越高，则未平衡力心力越大。

此时，在未平衡离心力的作用下，车体、转向架和轮对将一起向外轨侧偏移。

由于外轨侧的轮缘受到外轨的限制，轮对的偏移量较小，而转向架的偏移量较大，直到受到其它机构的限制为止。

因为基础制动装置是固定在转向架构架上的，所以闸瓦与轮对踏面的相对位置将发生变化，内轨侧的闸瓦将偏向轮缘，而外轨侧的闸瓦将偏向踏面外缘。

同理，当列车以低于V=的速度通过曲线时，在外轨超高力的作用下，车体、转向架和轮对将向内轨侧偏移。

运行速度越低，则偏移量越大。

此时，外轨侧的闸瓦将偏向轮缘，内轨侧的闸瓦将偏向踏面外缘。

机车动轮原形踏面有1：20及1：10锥度的两段斜面，其宽度分别为60mm和27mm。

因此同一轮箍踏面的直径差为11.4mm。

正常情况下，把闸瓦摩擦面假设为一条弧线而非一个弧面时，当闸瓦间隙在踏面小直径处调整为6mm时，在缓解状态
下，轮对运动到踏面大直径处与闸瓦相对应时，闸瓦与踏面间隙仅剩6-11.4/2=0.3mm。

当然闸瓦与踏面的接触面并非一条弧线，而且摩擦面同样具有一定的锥度，但是上述情况的出现同样会使得闸瓦间隙变得很小。

机车静态情况下经过目检已经证实，轮对横动量过大的情况容易造成闸瓦摩擦面内侧出现与轮缘相摩擦的不良情况。

1.2 牵引力对调整闸瓦间隙的影响
轮对踏面与轨面相互作用过程中产生了机车的牵引力，在整个机车牵引运动的过程中，牵引力的产生将造成轮对迁移的情况发生，这将造成运动方向单数轴位闸瓦间隙逐渐变大，双数轴位闸瓦间隙逐渐变小。

机车的单轴牵引功率越大、牵引力越大，则位移量越大。

以上观点可以通过实验证实：不接风管连挂两台机车，后台机车实施制动。

将前台机车后节切除，并将前节机车任意单数轴位闸瓦间隙调零后向前牵引，随着牵引力的增加，轴位逐渐前移，单数轴位闸瓦间隙将逐渐变大。

1.3 电制动力对调整闸瓦间隙的影响
SS4改型机车加馈电制动系统产生的强大电制动力能够很好的对行车安全进行有效保证，但是同时产生的弊病也不容忽视。

机车电制动力同样是由轮对踏面与轨面的相互作用产生的。

在电制动运行状态下，电制动力会造成轮对后移，这样的位移结果将造成运行方向双数轴位闸瓦间隙逐渐变大，单数轴位闸瓦间隙逐渐变小。

单轴电制动功率、动力、位移量均成正比。

在空电配合控制列車运行速度的过程中，电制动力将迫使轮对后移。

在进行常用制动时，单阀虽然在缓解位，当瞬间闸瓦抱轮后，将经过缓解过程复原，双数轴位闸瓦间隙在此过程中将自动变小。

如果在下坡道上行驶过程中，电制动状态下，空气制动将较为频繁施行，每次制动都可能造成闸瓦间隙的自动调整，频繁的空气制动势必招致双数轴位的闸瓦间隙调整过小。

1.4 轮对单、双侧闸瓦制动对调整闸瓦间隙的影响
采用双侧闸瓦制动的机车，其轮对前后侧闸瓦压力大小相等、方向大致相反，相互抵消了对轮对的作用力，闸瓦间隙不易因制动和缓解出现较大影响。

但采用单侧闸瓦制动的机车，制动侧的闸瓦压力同样会使轮对发生位移，造成运行方向的单数轴位前移、双数轴位后移。

制动缸压力越高，闸瓦压力越大，则位移量越大。

同时，当轮对的纵向位移量大于闸瓦间隙时，采用双侧闸瓦制动的机车，闸瓦对轮对的双向位移均具有限位作用；而采用单侧闸瓦制动的机车，仅对轮对的单方向位移具有限位作用。

闸瓦的限位作用，有助于减轻轴箱拉杆体内橡胶件的剧烈拉伸，从而延缓橡胶件的性能衰变过程。

1.5 线路坡道对单缸抱轮造成动轮弛缓的影响
在长大下坡道上容易出现闸瓦间隙错误调小。

下坡道距离越长，制动、缓解
次数越多，则闸瓦间隙错误调小的可能性越大。

当列车运行工况由电制动转为惰力运行时，由于轴位在自动复原作用下闸瓦间隙可能消失。

当动轮与闸瓦产生摩擦运动时，惰力运行的距离越长，轮箍的温升越高，则动轮弛缓几率变大。

当列车运行工况由电制动转为牵引运行后，闸瓦间隙消失后可能会进一步形成动轮与闸瓦间压力增加，从而使闸瓦间隙作用形成负值，轮箍的温升会进一步增加，牵引力越大，运行距离越长，则动轮就越容易弛缓。

1.6 综述
闸瓦间隙调整的实现是贯穿于空气制动中闸瓦制动、缓解过程中的。

所谓自动调整，其实是闸瓦间隙只能调小，不能调大。

轮对位移量基于正常时，闸瓦间隙的设计值以及自动调整量应满足行车安全需求。

但是，如果轴箱拉杆内出现橡胶圈老化，那么刚度和强度自然难以保证要求范围内，另外如果轴承损坏，那么在综合作用力的情况下，闸瓦间隙变化将难以控制在合理范围内，进而造成闸瓦间隙的调整错误出现。

更为严重的问题是，当运行工况发生变化，轴箱会恢复原位，甚至向相反方向位移，此情况发生过程中，非常容易造成动轮对闸瓦挤压，酿成动轮弛缓事故。

2 防范措施
机车动轮弛缓大多出现在轮箍过薄、收缩力减弱之后。

为有效地解决SS4改型机车动轮弛缓事故的频发问题，应加强检查机车闸瓦间隙情况，当发现闸瓦间隙过小时，应及时调大闸瓦间隙。

经验值证明，闸瓦间隙的调大，应该以10mm 为限，闸瓦间隙过大，会造成单机制动无力，甚至会酿成事故。

当发现单缸抱轮后，应当缓解机车制动，将抱轮闸瓦的间隙调至最大。

当闸瓦与动轮踏面间的相互作用力过大时，会发生棘钩松不开、闸瓦间隙调整手轮拧不动的问题。

遇到这种问题时，可以用下列方式解决：挂有机车车辆时，自阀施行常用制动，然后单独缓解机车制动。

然后缓慢向反向增加牵引力，直至闸瓦离开轮对踏面。

此时机车不要施行制动，也不要降低牵引力，待机车停稳后，迅速松开基础制动装置的棘钩，将闸瓦间隙调大。

如果仅有一台机车，则自阀施行紧急制动，关闭良好节制动缸塞门119，并切除良好车节和问题车节良好转向架所对应的牵引电机。

然后按照挂有机车车辆时的方式进行处理。

闸瓦间隙调大后，务必开放119、恢复已切除牵引电机。

参考文献
[1]余娟，刘宏立.SS4G型机车轮箍弛缓报警装置的设计与应用[J].制造业自动化，2015（10）.
[2]张勇.铁道电气化技术常见问题及解决对策[J].电子世界，2013（01）.
作者简介：刘丽伟（1987-），男，河北承德，职位：主管工程师，职称：助理工程师，研究方向：铁路电力机车。