重载货车脱轨制动装置故障的分析与处理

重载货车脱轨制动装置故障的分析与处理

脱轨事故已成为铁路运输安全的最大隐患。为了有效降低车辆脱轨对大秦线运输造成的损失，在大秦线上运行的重载列车（C80、C70型）装用了我国自主研发了“铁路货车脱轨自动制动装置(以下简称脱轨制动装置)”。该装置采用机械作用方式，当车辆发生脱轨时，能及时连通列车管与大气的通路，使列车产生紧急制动，从而避免脱轨事故的扩大，降低事故的损失。

但由于装、卸车作业及运行中异物撞击等，造成脱轨制动装置时常发生各类故障，致使脱轨制动装置失效甚至误动作，影响行车运输。通过对大秦线运用车辆脱轨制动装置日常运用进行调研，仅2012年1、2月份就发生脱轨制动装置球阀关闭车辆55辆，直接影响了运输生产效率，给铁路运输埋下安全隐患。如何保证脱轨自动制动装置作用性能良好，实现车辆安全运行，是完成大秦线4.5亿吨运输任务所面临的重要课题。因此，对该装置存在的问题逐一进行分析，查找原因并采取相应的措施加以防范显得十分重要。

1 脱轨自动制动装置基本结构及作用原理

1．1 基本结构

1．1．1 脱轨制动装置基本结构

脱轨制动装置是在车辆原有的空气制动主管上按转向架数量增加相应支路，由铁路货车脱轨自动制动阀(以下简称脱轨制动阀)、球阀、三通和管路等组成。如图l所示。

注：△X为脱轨制动阀拉环与车轴的纵向尺寸；

△Y1为脱轨制动阀拉环与车轴的垂向尺寸；

△Y2为脱轨制动阀顶梁与车轴的垂向尺寸。

图1 脱轨制动装置基本结构图

1．1．2 脱轨制动阀基本结构

脱轨制动阀是脱轨制动装置的核心部件，每根车轴处安装1套。脱轨制动阀由拉环、顶梁、调节杆、作用杆、锁紧螺母、弹片、制动阀杆和阀体等组成。如图2所示。

注：△X，△Y1，△Y2符号示意与图1相同。

图2 脱轨制动阀基本结构图

1．2 作用原理

脱轨制动装置利用脱轨时车体与轮对的相对位移，打断制动阀杆，沟通制动主管与大气的通路，引起列车发生紧急制动作用，减少脱轨后列车走行距离，实现减少脱轨后对行车设备造成的损害。

2 常见故障的原因与处理措施

2．1 拉环脱落、丢失

2．1．1 原因分析

（1）圆销及圆销锁组装结构，组装作业时，由于没有将拉环圆销的圆销锁组装到位，造成圆销锁假锁现象。在车辆运行振动过程中，容易造成圆销锁及圆销脱出，从而造成拉环脱落、丢失。

（2）抽芯铆钉铆接结构，在落实工艺要求上不标准，在组装时铆钉拉铆不足，没有铆接到位，在运用中造成圆销脱出，导致拉环脱落、丢失。

2．1．2 处理措施

（1) 对于圆销及圆销锁组装结构，检修中将圆销锁全部改用符合要求的不锈钢抽芯铆钉

（2)严格执行抽芯铆钉铆接工艺要求，以提高连接的可靠性及配件的防盗性能，从而防止圆销和拉环的丢失。

2．2 顶梁和拉环变形

2．2．1 原因分析

（1)车辆在经过翻车机卸车作业时，由于翻车机拨车器牵车位置不正确，造成拉环直接接触翻车机拨车器，导致顶梁和拉环变形。

（2)拉环组装间隙△Y1过小。拉环组装间隙△Y1，是车轴底部与拉环之间的间隙。如果△Y1过小，在车辆运行过程中，由于振动，车轴容易反复碰到拉环，从而造成顶梁或拉环变形。

（3)车辆在运用过程中，顶梁或拉环被异物刮蹭、打击造成变形。

2．2．2 处理措施

（1)严格执行翻车机卸车规程，以防止车辆翻卸作业对脱轨制动装置的顶梁、拉环造成损坏。

（2) 车辆在运用时，发现顶梁、拉环被异物打击变形时，应关闭球阀，以保证车辆可继续安全运行。

（3) 进行车辆检修时，在起吊车体或架车前，应先拆除拉环，以免撞坏吊环及顶梁，或拉断脱轨制动阀杆。落车后，先调整车钩高度、旁承间隙等限度，再调整拉环、顶梁与车轴的各部间隙，调整须在平直轨道上进行。在检修过程中，禁止用天车(或吊车)吊起车辆一端移动车辆，禁止锤击拉环和顶梁，以防止顶梁和拉环变形。

（4) 检修制动装置时，检查制动阀杆端头与作用杆孔上下间隙是否超限(2±0.5㎜)。超限时，应更换脱轨制动阀；未超限时，应注意调修或更换变形的拉环和顶梁。

2．3 制动阀杆、弹片、调节杆、作用杆锈蚀

2．3．1 原因分析

制动阀杆、弹片、调节杆、作用杆锈蚀故障的发生，主要是由于冬季防冻液等腐蚀性物质侵蚀及夏季雨水冲刷后氧化造成腐蚀；由于调节杆与阀体之间存在问隙，容易残留液体，造成调节杆产生氧化，

发生锈蚀。

2．3．2 损害后果

（1）制动阀杆锈蚀后可能导致漏风或疲劳断裂。

（2）弹片锈蚀后可能导致制动阀杆端头与作用杆孔垂向接触，从而使制动阀杆疲劳断裂。

（3）调节杆与作用杆采用螺纹连接，锈蚀后可能无法调整。

2．3．3 处理措施

（1)建议将制动阀杆、弹片、调节杆、作用杆的材质更换为耐腐蚀性强的不锈钢材料。

（2)在当前检修过程中，必须将锈蚀杆件更换带有识别标记“A”的经达克罗防腐处理的配件。

（3）建议在阀体下部增加防护罩，减少防冻液及雨水对作用配件的侵蚀。

2．4 管系漏风

2．4．1 原因分析

1)因组装时未确认橡胶垫组装状态。如橡胶垫偏压或法兰接头螺栓紧固不均匀，均会造成法兰接头漏风。

2)装用法兰接头的普通橡胶垫，因发生老化、破损造成漏风。

3)运用中因异物打击管系，造成管系破损漏风。

2．4．2 损害后果

沟通制动主管与大气通路，运行中发生少量漏泄易造成列车管保压不住，影响制动机作用；大量漏泄易发生紧急制动，造成中途停车。

2．4．3 处理措施

（1)车辆在运用检修时，如发现管系漏风，须关闭球阀，以保证车辆继续安全运行。

（2)检修时处理管系故障，如发现管系破损，须更换管系；如发现法兰接头漏风，须分解更换新的E型密封橡胶垫，同时，须确认橡胶垫组装状态良好，并均匀紧固法兰接头螺栓。

3 结束语

脱轨制动装置作用不良是具有普遍性和多发性的故障，通过控制脱轨制动装置检修质量、采用新材料及规范厂矿港口的装卸作业，可以解决脱轨制动装置在货车重载运行中存在的拉环丢失、顶梁及拉环变形、制动阀杆、弹片、调节杆、作用杆锈蚀、管系漏风等问题，提高脱轨制动装置安全性能，从而避免脱轨事故的扩大，最大限度地降低事故造成的损失。

【参考资料】

1、《70t级铁路货车及新型零部件》·中国铁道出版社·2007年·北京；

2、《铁路货车脱轨自动制动装置》·湖东车辆段技术科·2011年。