10.脱轨自动制动装置培训教材(201205)

南车长江车辆有限公司
目录
第一章概述
第二章作用原理及结构改进第三章维护检修及安装要求第四章常见故障及应急处理
第一章概述
列车脱轨是铁道车辆运行中的重大行车事故。

车辆脱轨后由于列车工作人员没能及时发现，车辆仍在机车牵引下继续行驶，引发更多车辆相继脱轨或倾覆，从而使脱轨事故扩大，造成车辆、货物、轨枕、路基及道旁设备严重损坏。

为了有效地降低车辆脱轨后造成的损失，南车长江公司研制开发了铁道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，在车辆脱轨时能及时使主风管连通大气，从而使列车产生紧急制动，避免脱轨事故的扩大。

第二章作用原理及结构改进
1 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，在空车脱轨时，脱轨轮对处的车轴拉断制动阀杆；在重车脱轨时，脱轨转向架中未脱轨轮对的车轴顶断制动阀杆。

制动阀杆折断后，沟通主风管与大气的通路，引起列车发生紧急制动作用。

2 结构简述
2.1 脱轨制动装置与原制动系统的关系
脱轨制动装置是在车辆原空气制动主管上增加两个支路，并通过三通、球阀和支管等连接到脱轨制动阀上。

2.2 脱轨制动装置的配置脱轨制动装置由铁道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。

每根车轴处安
装一套脱轨制动阀，在制动主管与脱轨制动阀的连接管路中安装了一个不锈钢球阀，车辆脱轨或脱轨制动阀发生故障时可关闭球阀截断脱轨制动装置支路。

拉环
顶梁
脱轨制动阀
安装座调节杆
阀杆与作用杆孔上、下
间隙球阀手把
为保证正常运用时不会发生误动作，而在车辆脱轨时
能可靠地起作用，经过计算和试验验证，通用货车安装脱
轨制动阀，拉环、顶梁与车轴的位置尺寸（空车状态）ΔX、ΔY1、ΔY2应符合下表的要求，专用车辆及特种车辆的安
装尺寸应根据车型参数计算后取值。

2.3 脱轨制动阀结构简介
(1) 第一代脱轨制动阀( KMP01-00-00 )
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。

拉环与顶梁通过圆销连接，顶梁和调节杆采用焊接，调节杆和作用杆采用销接，制动阀杆端头穿入作用杆孔中，作用杆由上、下对称放置的两个弹片支承在阀体上并通过锁紧螺母预紧。

◆主要零部件防腐采用镀锌或磷化；
◆锁紧螺母与作用杆防松采用点焊；
◆调节杆与作用杆、拉环与限位筒间
连接采用圆销和开口销（或圆销锁）。

(2)第二代脱轨制动阀(KMP01A-00-00)
根据铁道部关于延长铁路货车检修周期和使用寿命的要求，进一步提高关键零部件可靠性的需要，南车长江公司通过多次组织对脱轨制动装置运用故障的调查和统计，总结了第一代脱轨制动阀主要存在以下故障形式：
形式一：调节杆与作用杆为螺纹连接，锈蚀后难以调整
形式二：制动阀杆锈蚀后可能导致漏风或疲劳断裂制动阀杆作为脱轨制动阀
制动的作用元件，它要求车辆
正常运行时不能失效，当车辆
脱轨时能通过车轴拉（或顶）
断，因此，制动阀杆既要求一
定的强度（打断力须在8kN～
12kN之间），又要求具备一定
的脆性。

通过理论计算及试验
验证，制动阀杆上壁厚最薄处
薄壁处为1.75mm 。

形式三：弹片锈蚀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
上、下对称放置的两个弹片承担了拉环、顶梁组成和作用杆的重量和动载荷，对制动阀杆起到第一级保护作用。

通过力矩扳手拧紧锁紧螺母来调节作用杆孔上、下部间隙，要求拧紧力矩为5±1N·m。

检查此间隙
改进内容◆制动阀杆、作用杆、弹片、锁紧螺母、调节杆采用浸涂锌铬涂层（达克罗）防腐处理;
◆调节杆与作用杆、拉环与限位筒间连接圆销锁改用符合GB/T12618.4标准要求的不锈钢抽芯铆钉。

◆锁紧螺母与作用杆点焊改为涂固持胶;
(3) 第三代脱轨制动阀(KMP01B-00-00)
为彻底解决拉环的防盗及误装，并考虑到采用固持胶(厌氧胶)来防止锁紧螺母的松动难以控制，脱轨制动阀作了第二次改进，并于2007年9月28日通过了铁道部组织的技术审查，铁道部运装货车[2007]612号文正式批复了改进方案，规定自2008年1月1日起实施。

◆调节杆与作用杆连接采用扁销和抽芯铆钉，拉环与
限位筒连接采用圆销和抽芯铆钉，并将扁/圆销铆钉孔的两边都加工一个沉头，使铆钉头部沉入孔内，防止扁破坏，彻底解决拉环的防盗性能。

铆钉孔沉头
◆顶梁组成与拉环防误装采用“对号入座”方式，设臵顶梁限位筒与拉环销孔方向的不同，顶梁组成、拉环分为一一对应的三种规格型式。

◆锁紧螺母与作用杆防松采用机械式，锁紧螺母为开槽螺母的型式，利用扁销将锁紧螺母、作用杆及调节杆一起销接，锁紧螺母标识为B 。

改进前的结构改进后的结构
改进前锁紧螺母改进后锁紧螺母
(4) 第四代脱轨制动阀( CAT313-00-00 )
为适应长大货物车、新型大轴重货车的装车需要，满足在狭小空间安装脱轨制动阀的要求，脱轨制动阀作了第三次改进，同时为进一步规范图样管理，更好地保证铁路产品运用安全，我公司对技术条件和图样进行了完善和整理，整理后图样采用南车长江车辆有限公司图号。

本次改进于2011年1月13日通过了铁道部组织的技术审查，铁道部运装货车[2011]110号文正式批复了改进方案，规定自2011年4月1日起实施。

改进内容
◆名称改动：货车脱轨自动制动阀改为货车脱轨自动制动装臵，货车脱轨自动阀不锈钢球阀改为不锈钢球芯截断塞门。

◆图号改动：脱轨自动制动装臵原旋转顶梁组成调整间隙方式的图号KMP01B-00-00改为CAT313-00-00（两者仅图
号和名称改变，结构及参数均未变，两者实物完全相同）；在此基础上，新增一套适应旋转内套杆调整间隙方式的图纸，图号为CAT313A-00-00；不锈阀球芯截断塞门原图号KMP02-00-00改为CAT314-00-00。

◆定型：图号CAT313-00-00的脱轨自动制动装臵型号为
TZD型，图号为CAT313A-00-00的脱轨自动制动装臵为
TZD－1型。

（目前，TZD－1型尚未装车）
新增旋转内套调整间隙方式的脱轨自动制动装臵：在既有脱轨自动制动阀的基础上仅改变调节杆及作用杆的结构，并新增内套及挡圈，可实现不拆拉环调整间隙，两种调整方式的结构对比见下图：
不锈钢球芯截断塞门：由原仅DN15单一规格扩展为多规格，相应阀体增加了规格标记；为响应部文，手把材料由不锈钢改为B 级，相应涂白色油漆改为涂银色漂浮型银粉漆；为增加防盗性能，手把与拔芯轴连接采用符合GB/T 870的铆钉5X44，同时手把铆钉孔两侧加工沉孔。

原顶梁组成
现方案顶梁组成
第三章维护检修及安装要求
1列检
对脱轨制动装臵进行外观检查，并须符合下列要求：
1.1抽芯铆钉及圆销无丢失。

1.2拉环、顶梁和调节杆无变形和丢失。

1.3不锈钢球阀手把应臵于开放位。

2 临修
脱轨制动装臵破损时，或车辆其它零部件更换后改变了脱轨制动阀的安装尺寸时，按下列要求施修：
2.1拉环、顶梁和调节杆变形时调修或更换,裂损时更换。

2.2制动阀杆漏泄时更换，球阀漏泄时修理或更换。

2.3制动阀杆端头与作用杆孔上、下间隙单边小于1.0mm（原型为2±0.5mm）时，需分解脱轨制动阀，更换弹片。

2.4 车辆脱轨后，脱轨制动阀应整套更换，安装座变形时调修。

2.5换轮对、承载鞍、弹簧、脱轨制动阀及心盘加垫后应在空车工况下按下表检查、调整拉环、顶梁与车轴的安装尺寸。

2.6 若需分解，按厂修要求执行。

3定期检修
按车辆检修周期应定期对脱轨制动装臵进行检修。

3.1段修
3.1.1拉环、顶梁和调节杆变形时调修或更换,裂损时更换，拉环、顶梁腐蚀剩余厚度小于1.5mm（原型为3mm）时更换。

3.1.2制动阀杆漏泄时更换，球阀漏泄时修理或更换。

3.1.3制动阀杆端头与作用杆孔上、下间隙单边小于1.0mm 时，需分解脱轨制动阀，更换弹片。

3.1.4调节杆与作用杆螺纹损坏无法调整时更换。

3.1.5车辆落成后应在平直道上、空车工况下检查、调整拉环、顶梁与车轴的安装尺寸。

3.1.6脱轨制动装臵支管路和三通按铁道部颁发的规程、标准及文件的要求进行检修。

3.2厂修
厂修应将脱轨制动阀及球阀分解，脱轨制动装臵分解、零部件检修、组装、标记及安装应符合下列要求：
3.2.1分解步骤及要求
3.2.1.1 用手电钻或其它方法拆除拉环与限位筒连接处圆销上的抽芯铆钉,取出圆销和拉环；拆除脱轨制动阀与制动支管的连接螺栓；拆除脱轨制动阀与安装座的连接螺栓；取下脱轨制动阀。

制动支管
脱轨制动阀
圆销
安装座
连接紧固件
拉环
3.2.1.2 取出制动阀杆；拆除调节杆与作用杆连接处扁
销上的抽芯铆钉，取出扁销，旋下顶梁组成；旋下锁紧螺母；取出阀体下承台上的弹片。

弹片
锁紧螺母
圆销
顶梁组成
制动阀杆
3.2.1.3 拔出阀盖和阀体间的弹性圆柱销，取出阀盖和作用杆组成；取出作用杆键槽内的键，退出弹片。

弹性柱销作用杆
阀体
阀盖
作用杆
键
4检修方案
4.1第一代、第二代脱轨阀方案按下列要求进行检修：
须分解检修KMP01-00-00脱轨自动制动阀时，锁紧螺母、作用杆换装带标识B的新配件，原表面未采用达克罗处
理的制动阀杆、弹片及调节杆按规定须更换时，应装用
经锌铬涂层（达克罗）处理的相应零部件。

不须更换时，
应对原制动阀杆、弹片、调节杆进行达克罗处理后装用。

须分解检修KMP01A-00-00脱轨自动制动阀时，锁紧螺
母、作用杆换装带标识B的新配件。

无须分解检修KMP01-00-00 及KMP01A-00-00脱轨自动
制动阀时，调节杆与作用杆、拉环与限位筒间连接采用
圆销和符合GB/T 12618的不锈钢抽芯铆钉。

须分解检修KMP01-00-00 及KMP01A-00-00脱轨自动制
动阀时，调节杆与作用杆、拉环与限位筒间连接采用调
节杆与作用杆间连接采用带沉头铆钉孔的扁销和符合
GB/T 12617.4的不锈钢抽芯铆钉，拉环与限位筒连接采
用带沉头铆钉孔的圆销和符合GB/T 12617.4的不锈钢抽
芯铆钉。

其余未提及部分按《铁路货车制动装臵检修规则》执行。

4.2第三次、第四代脱轨阀方案（两方案实物完全相同）按《铁路货车制动装臵检修规则》执行。

5零部件检修要求
5.1清除各零部件的锈垢和污物。

5.2弹性圆柱销更换新品；作用杆上的键变形、磕碰伤影响组
装时更换；阀体裂纹时更换。

5.3调节杆与作用杆螺纹损坏无法调整时更换；
5.4拉环、顶梁和调节杆变形时调修或更换,裂损时更换，拉
环、顶梁腐蚀剩余厚度小于1.5mm时更换；
5.5制动阀杆、弹片锌铬涂层剥落或露底时更换新品。

5.6制动阀杆锌铬涂层无剥落和露底、湿法磁粉探伤无裂纹、
600kPa风压气密性试验保压1min无漏泄可装车使用。

5.7弹片锌铬涂层无剥落和露底、湿法磁粉探伤无裂纹、平面
度不超过0.4mm时可装车使用。

5.8Ⅰ型拉环表面涂黑色油漆，Ⅱ型拉环表面涂黄色油漆，Ⅲ
型拉环表面涂红色油漆。

脱轨制动阀阀体、阀盖、顶梁组成外表面(螺纹部分除外)的油漆应与车体底架面漆一致。

6装车步骤及要求
6.1 整车落成前，将脱轨制动装臵中除拉环之外的部分用螺栓紧固在安装座上，同时将顶梁组成向上旋至不能旋转为止并与车体纵向方向平行，以避免落车时损坏脱轨制动装臵。

6.2落车（空车状态）调整好旁承间隙及车钩中心距轨面的高度后，调节车轴上边缘与顶梁下平面的距离△Y2至规定值，插入扁销锁定。

顶梁组成圆销
限位筒
车轴
安装螺栓圆销1
车轴
拉环
6.3 将拉环两端插入顶梁限位孔中，并插入圆销。

检查车轴下边缘与拉环的距离△Y1。

如△Y1比规定值大，取下拉环，逆时针方向转动顶梁，将顶梁往上移；如△Y1比规定值小，则顺时针方向转动顶梁，将顶梁往下移。

顶梁转动一圈，向上（或向下）移动3.5 mm。

表1 脱轨制动装臵、顶梁组成与拉环的对应关系及适用范围
脱轨制动装臵规格顶梁组成
规格
拉环
规格
拉环
颜色
适用
转向架
备注
ⅠⅠⅠ黑色转8 系列、转K2通用车型ⅡⅡⅡ黄色转K4、转K5、转K6通用车型ⅢⅢⅢ红色转K2(抽簧)特殊车型
6.4检验△X、△Y1及△Y2都符合规定值后，将拉环与限位筒、调节杆与作用杆连接销上的不锈钢抽芯铆钉铆固。

6.5单车试验时，须将球阀手把臵于开放位（手把与支管平行），脱轨制动装臵各零部件及结合部不得漏泄。

6.6出厂前，应将脱轨制动装臵中球阀手把涂白色油漆，并将其臵于开放位。

第四章常见故障及应急处理
1配件丢失
⏹故障分析
丢失的配件主要为圆销锁、开口销、圆销和拉环，其中圆销锁、开口销为脱轨制动阀为改进前采用的圆销防退
结构。

圆销锁丢失的主要原因是装车时锁闭不到位，出现
假锁闭现象，运用中车辆振动使锁头脱出，圆销锁丢失后，因振动使圆销丢失。

拉环丢失多为人为偷盗造成。

⏹故障处理
若圆销丢失发生在车辆运行时，作为应急处理措施，可用开口销替代圆销，车辆继续运行，至站修所后用不锈
钢铆钉代替圆销锁、开口销铆在圆销上，提高其连接可靠
性，从而防止圆销和拉环的丢失。

第四章常见故障及应急处理
2顶梁组成、拉环变形
⏹故障分析
主要原因是由于与翻车机的推车臂干涉造成。

原翻车机的推车臂是推车轴来移动车辆。

另一个原因是由于作业人员操作不当造成。

装有脱轨制动阀的车辆在起吊车辆时必须拆除先拆除拉环，否则未拆除
就进行吊车或顶车操作极易使拉环、顶梁组成因与车轴接触
而变形。

⏹故障处理
若此类故障发生在车辆运行时，作为应急处理措施，可将球阀关闭后车辆继续运行，至站修所后再行处理。

检查制动阀杆端头与作用杆孔上下间隙是否超标，超标应更换脱轨制动阀；未超标应调修或更换变形的拉环、顶梁。

检查上、下
间隙
第四章常见故障及应急处理
3制动阀杆或弹片意外断裂
⏹故障分析
主要原因是制动阀杆、弹片受外力作用所致。

外力作用的产生有三个方面，一是由于拉环、顶梁与车轴的间隙未调
至规定，在运用中出现极限工况时，拉环或顶梁与车轴意外
接触；二是未拆拉环即进行起吊车体的作业；三是人为破坏。

⏹故障处理
若此类故障发生在车辆运行时，作为应急处理措施，可将球阀关闭后车辆继续运行，至站修所后再行处理。

处理措施为更换断裂的制动阀杆或弹片，新的制动阀杆或弹片须带有识别标记“A”。

弹片变形
4调节杆与作用杆锈蚀在一起
⏹故障分析
这主要是由于调节杆与作用杆的防腐层被破坏所导致。

⏹故障处理
更换带有识别标记“A”的经达克罗防腐处理的调节杆（即是更换顶梁组成）与作用杆。

5管系泄露
⏹故障分析
主要原因是由于管系安装不正位，存在别劲造成。

⏹故障处理
若此类故障发生在车辆运行时，作为应急处理措施，可将球阀关闭后车辆继续运行，至站修所后再行处理。

处理措施：若为制动支管断裂，则更换新的制动支管；若为螺母松动则紧固松动的螺母。

需要每一个南车人的努力！
打造国际化中国南车，
谢谢！。