關(guān)于油壓減振器運(yùn)用與發(fā)展方向的探討

摘要：鐵路旅客列車在運(yùn)行過程中，如果油壓減振器發(fā)生故障，將會(huì)嚴(yán)重影響到列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和舒適性。因此，我們要從現(xiàn)有油壓減振器的性能、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、工藝、環(huán)境等各方面系統(tǒng)的分析其發(fā)生故障的原因，并提出具體、有效的改良建議和解決措施，降低客車油壓減振器的故障發(fā)生率。同時(shí)，隨著旅客列車運(yùn)行速度的不斷提升，對(duì)油壓減振器也提出了更高的要求，我們將對(duì)其未來的發(fā)展方向進(jìn)行探討和研究。

關(guān)鍵詞：油壓減振器；故障分析；解決措施；發(fā)展方向

1.引言

隨著鐵路旅客列車運(yùn)行速度的不斷提高，各型提速、高速客車轉(zhuǎn)向架應(yīng)運(yùn)而生。由于油壓減振器能夠?qū)⒖蛙囘\(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)能量吸收并轉(zhuǎn)換為熱量釋放，提高客車運(yùn)行品質(zhì)，因此廣泛運(yùn)用于我國(guó)鐵路客車轉(zhuǎn)向架一系、二系懸掛系統(tǒng)中。

油壓減振器依靠拉伸、壓縮活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成液壓阻尼力，衰減列車在運(yùn)行速度范圍內(nèi)臨界共振區(qū)的振動(dòng)。在運(yùn)用過程中，油壓減振器若發(fā)生性能失效、脫落，其后果輕則使客車運(yùn)行品質(zhì)惡化、振動(dòng)加劇，重則危及行車安全。因此，油壓減振器作為客車走行部的重要組成部件直接關(guān)系到列車動(dòng)力學(xué)品質(zhì)和高速運(yùn)行的平穩(wěn)性、舒適性、安全性。

目前，我局各型配屬客車所裝用的油壓減振器主要有一系垂向、二系橫行、二系抗蛇形油壓減振器三種類型。國(guó)產(chǎn)油壓減振器、荷蘭康尼（KONI）、法國(guó)阿爾斯通（DISPEN）、德國(guó)薩克斯（SACHS）為代表的進(jìn)口油壓減振器是我局現(xiàn)有鐵路客車油壓減振器的主要供貨來源。我局近年來配屬的大量新造DC600V客車基本全部裝用德國(guó)薩克斯（SACHS）所生產(chǎn)的油壓減振器，但該批新造客車進(jìn)入第一個(gè)段修后，該型號(hào)油壓減振器漏油故障率較高，大大增加了我局客車段修的維修成本。因此，我們需要對(duì)油壓減振器發(fā)生的故障原因進(jìn)行深入分析并提出改良建議，盡可能的降低油壓減振器故障率和檢修成本。

2.油壓減振器運(yùn)用情況

對(duì)我段近幾年油壓減振器運(yùn)行及段修情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)油壓減振器經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，其中一部分減振器會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象，也有個(gè)別減振器由于外力擊打?qū)е赂左w變形。為確保旅客列車安全、平穩(wěn)、舒適的運(yùn)行，我段庫(kù)檢人員通常對(duì)發(fā)生故障的減振器全部從轉(zhuǎn)向架上拆下，然后重新安裝備用減振器。而更換下來的減振器基本都返廠進(jìn)行維修，由此一來，不但庫(kù)檢人員工作量增大，而且也增加了客車的檢修成本，同時(shí)產(chǎn)生了減振器備用量不足的情況。

3.油壓減振器故障淺析

3.1油壓減振器漏油故障

3.1.1從油壓減振器作用原理上進(jìn)行分析

油壓減振器對(duì)消除運(yùn)動(dòng)中的低頻波，能起到比較理想的減振、消除作用，而對(duì)高頻波則起不到很好的效果，這是減振器的作用原理所決定的，它是利用節(jié)流閥和閥片的開口大小來制約受壓液壓油的容積改變速度以達(dá)到節(jié)流減振目的的。在提速后旅客列車產(chǎn)生的較高頻作用下，由于減振器的節(jié)流閥開口是一固定值（已經(jīng)被選定型號(hào)的減振器），當(dāng)活塞被急速提拉（或壓縮） 時(shí)，被壓縮的工作腔就會(huì)產(chǎn)生比較大的壓力，如果此壓力不能得到迅速的緩解，它將嚴(yán)重破壞原設(shè)計(jì)中的密封系統(tǒng)，從而產(chǎn)生了“漏油”現(xiàn)象，導(dǎo)致油壓減振器使用性能的降低，而使其不能正常運(yùn)行。

減振器不同阻尼值對(duì) “漏油”的影響在低速運(yùn)行的狀態(tài)下，由于振動(dòng)頻率比較低，低頻振動(dòng)波可以比較充分地被油壓減振器所吸收，在較高速運(yùn)行的狀態(tài)下，由于振動(dòng)頻率發(fā)生了變化，較高頻率波得不到及時(shí)的緩解，油壓減振器在受到較高頻率振動(dòng)時(shí)不起作用，表現(xiàn)為即時(shí)剛性狀態(tài)，破壞了原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性能。

3.1.2從油壓減振器機(jī)械結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析

活塞桿與密封件這一對(duì)摩擦副不匹配，導(dǎo)致活塞桿密封件磨損、活塞桿和導(dǎo)向套磨損、活塞桿鍍鉻層剝落等問題，隨著減振器運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，摩擦副磨損加劇到一定程度時(shí)，最終發(fā)生漏油現(xiàn)象。由于活塞桿運(yùn)動(dòng)部位長(zhǎng)期處于高頻低幅運(yùn)動(dòng)，因此漏油一般出現(xiàn)在活塞桿運(yùn)動(dòng)部位。

3.1.3從減振器制造角度進(jìn)行分析

活塞桿和密封件制造原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，活塞桿的制作工藝不合理，導(dǎo)致生產(chǎn)出的活塞桿耐磨性能低，容易導(dǎo)致減振器活塞桿未達(dá)到使用期限而提前損壞。

3.1.4從油壓減振器受力情況進(jìn)行分析

減振器作為列車運(yùn)行的輔助設(shè)施，其能夠承載的列車縱向和橫向沖擊力非常有限。當(dāng)列車運(yùn)行在大曲率半徑的線路時(shí)，列車與轉(zhuǎn)向架間會(huì)產(chǎn)生一定的側(cè)傾角度和相對(duì)位移，同時(shí)車體側(cè)傾產(chǎn)生的壓力使得減振器兩端的彈性節(jié)點(diǎn)發(fā)生錯(cuò)位，從而導(dǎo)致活塞桿摩擦副間產(chǎn)生較大的摩擦力，加速了活塞桿及其附屬配件的磨損。

3.2示功圖作用不良原因分析

示工圖作用不良有兩種情形，一種是減振器相對(duì)阻尼值超出絕對(duì)值±10℅，另一種是示工圖不對(duì)稱率超出±15℅。其產(chǎn)生的原因是復(fù)雜的，主要有閥彈簧變形、壓力缸內(nèi)孔尺寸增大、減振器油液變質(zhì)等造成。

3.3油壓減振器機(jī)體損壞原因分析

減振器機(jī)械性故障主要有桿接結(jié)構(gòu)接頭端部聯(lián)接螺紋脫扣、缸體變形、破損，球鉸結(jié)構(gòu)的接頭彈性節(jié)點(diǎn)脫出等。由于減振器受運(yùn)行環(huán)境影響，一方面減振器缸體長(zhǎng)期暴露在外受到腐蝕，另一方面在外來物體的擊打下缸體很容易發(fā)生變形和損壞。當(dāng)減振器進(jìn)入段修后，在分解和組裝過程中由于職工的作業(yè)不當(dāng)，會(huì)造成的聯(lián)接螺紋脫扣、接頭變形、缸體變形等。

3.4列車運(yùn)行環(huán)境對(duì)油壓減振器的影響

旅客列車運(yùn)行區(qū)間所處的地理環(huán)境差異大，部分區(qū)段環(huán)境惡劣會(huì)對(duì)減振器產(chǎn)生較大影響。例如：從呼和浩特站始發(fā)終到二連浩特的6856＼6857次旅客列車，途中必須經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的沙漠鐵路，而風(fēng)沙對(duì)于減振器的危害是非常大的。當(dāng)大量細(xì)沙進(jìn)入到缸體內(nèi)后，會(huì)粘附在活塞桿上，即使有防塵套的保護(hù)，仍然不可避免的加劇了活塞桿摩擦副的磨損。從包頭站始發(fā)終到杭州的T284＼T281次旅客列車，其從內(nèi)蒙古大草原穿越華北平原進(jìn)入江南腹地，在冬季時(shí)，南北方溫差可以達(dá)到20攝氏度，如此大的溫差對(duì)減振器的液壓油產(chǎn)生重大影響，根據(jù)油液的粘-溫特性可以得出，大的溫差變化會(huì)導(dǎo)致減振器功能性失效，同時(shí)也會(huì)加速密封件的老化。

4.改良建議和針對(duì)實(shí)際問題的解決措施

1.提高減振器各零部件的材質(zhì)，采用較高規(guī)格的鍛件來制作活塞桿，設(shè)置合理的熱處理方式來提高活塞桿的強(qiáng)度和耐磨性。密封材料應(yīng)采用低摩擦、耐磨的材料，活塞桿表面噴涂材料需要有較好的耐磨性及自潤(rùn)滑性。由于活塞桿和密封件的磨損在減振器故障中占有很大比例，提高其材質(zhì)質(zhì)量可在很大程度上延長(zhǎng)減振器的使用壽命。

2.提高減振器設(shè)計(jì)、制造工藝，提高活塞桿表面電鍍質(zhì)量，避免因制造工藝不良引起的減振器故障。由于球鉸結(jié)構(gòu)的減振器在安裝時(shí)使其橡膠節(jié)點(diǎn)出于預(yù)壓縮狀態(tài)，因此其在運(yùn)行過程中所受的拉伸力比桿接結(jié)構(gòu)的橡膠墊所承受的力要小很多，使用壽命也會(huì)更長(zhǎng)久。

3.由于細(xì)牙螺紋在減振器分解及安裝過程中易發(fā)生磕碰而脫扣、損壞等問題，應(yīng)避免使用細(xì)牙螺紋，而普遍采用粗牙螺紋。粗牙螺紋能夠減少作業(yè)人員在檢修過程中因螺紋腐蝕造成的聯(lián)接不良和套扣困難等問題。

4.在轉(zhuǎn)向架進(jìn)行分解、組裝的檢修作業(yè)過程中，技術(shù)人員設(shè)置合理的作業(yè)流程，作業(yè)人員必須保證減振器在轉(zhuǎn)向架上的正確安裝位置，確保減振器上車不發(fā)生偏斜和偏壓，避免造成減振器缸體變形、聯(lián)接螺紋脫扣等損壞。同時(shí)，在減振器裝車前，對(duì)聯(lián)接絲扣進(jìn)行潤(rùn)滑，同時(shí)清除缸體外部的銹蝕和積塵，并對(duì)活塞桿防塵套進(jìn)行吹塵和清理作業(yè)，減緩活塞桿和密封件的磨耗速度。

5.結(jié)束語

隨著旅客列車運(yùn)行速度的不斷提高，尤其是動(dòng)車組及高速列車的大量運(yùn)用，我國(guó)也必定需要研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速客車減振器。目前，針對(duì)普通客車而言，油壓減振器的零部件材質(zhì)、制造工藝、技術(shù)設(shè)計(jì)水平需要進(jìn)一步提高來適應(yīng)鐵路運(yùn)輸?shù)男枰６鴮?duì)于高速列車，固定阻尼值式的油壓減振器越來越難以適應(yīng)運(yùn)行需求，雙向作用式的減振器、匹配速度傳感器來自動(dòng)調(diào)節(jié)阻尼力的減振器也將會(huì)在高速列車中不斷被采用和發(fā)展。而我們?cè)谌粘Ｉa(chǎn)工作中，嚴(yán)格按照鐵路總公司、鐵路局的相關(guān)技術(shù)文件要求，做好油壓減振器的分解、組裝和檢修工作，并采取積極措施避免由于人為原因造成的油壓減振器零部件損壞和安裝不到位等問題，進(jìn)一步提高鐵路客車檢修質(zhì)量。（作者單位：呼和浩特鐵路局包頭車輛段檢修車間）

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