PW-220K转向架空气弹簧通风口防护胶套结构优化

本文基于PW-220K转向架空气弹簧的结构特点与实际生产中通风口多次发生的异常外漏问题，对防护胶套结构提出优化方案，并分别进行了试验验证。

1空气弹簧通风口外漏故障及原因分析
近些年，厂修客车PW-220K型转向架组装交验后，发生空气弹簧防护胶套自然弹起的情况，空气弹簧进气口失去防护，如果有异物进入而未发现，后续车辆运用中，物如果进入空气系统将对行车安全造成影响。

另外，
现场生产的跟踪发现，当空气弹簧胶囊受到压缩等情况防护胶套也会发生飞起的情况。

1.1理论分析
基于空气弹簧的结构特点分析，将通风口封闭后空气
式中：P1为变化前压力，
后压力，V2为变化后体积。

式中：F为冲击力，
体内气体冲击面积。

空气弹簧通风口防护胶套在安装时，通常采用一根扎带捆扎固定，在空气弹簧通风口与防护胶套间形成一定的结合力（忽略防护胶套自重）。

基于以上分析，当作用于橡胶防护套的冲击力远远大于防护胶套与通风口间的结合力时，则容易造成防护胶套发生飞起，并造成空气弹簧通风口外漏。

1.2试验验证
将图2所示的空气弹簧在平台上静置摆放，每次试验前确认通风口已采用防护胶套安装防护到位，并采用扎带捆扎牢固。

待准备完毕后，按照表1所示的试验方案进行试验。

通过模拟试验，可见轻微缓慢的挤压胶囊，空气弹簧
1-防护胶套；2-扎带；3-通风口.
图2空气弹簧通风口防护
1-胶囊；2-底座橡胶堆；3-通风口；4-上盖板.
图1PW-220K空气弹簧
充/排风
优化改进空气弹簧通风口防护胶套的设计结构，确保空气弹簧内部压力变化不会导致防护胶套弹起是解决问题的方向。

2空气弹簧通风口防护胶套改进方案
2.1方案1
在空气弹簧防护胶套上增加捆绑扎带，增大防护胶套与进风口间的结合力。

此方案按照上述表
证，当防护胶套不发生弹起的现象时，
捆扎到位，试验过程中防护胶套顶部存在较大的鼓起与凹入，并沿着通风口存在一定的向上滑动，
在通风口外漏的情况。

因此增加扎带捆扎的方案，
决极端条件下防护胶套的弹起，同时也不利于防护胶套的拆装。

产品结构见图5。

该结构防护胶套能够实现对空气弹簧腔体的防护，同时空气弹簧腔体成为非封闭的腔体，空气弹簧体积变化时，可以通过防护胶套与空气弹簧通风口间的间隙，与外界进行气体的交换，同样实现降低甚至不产生对防护胶套冲击，防护胶套周向伸缩变形增加与通风口间结合力，经试验验证可以解决防护胶套弹起的问题。

同时，该方案的防护胶套结构简单，仅在原结构防护胶套内部增
图3防护胶套弹起模拟试验1-顶部雨檐结构；2-顶部侧面（带4个ϕ20
通风圆口）；3-顶部（带ϕ40通风圆口）.
图4方案2防护胶套设计结构
1-四周长条状凸起；2-顶部长条状凸起.
图5方案3防护胶套设计结构。