一種模擬鐵路貨車實際工況的制動缸循環試驗裝置設計

任萬興

（株洲科盟車輛配件有限責任公司，湖南株洲412003）

0 引言

鐵路貨車制動缸是制動系統中聯系空氣制動系統和基礎制動系統的關鍵部件，一旦制動缸出現故障，車輛的整個制動系統就會出現故障，嚴重危及行車安全。為了確保制動缸的性能穩定，根據制動缸的技術條件，制動缸的生產廠家需定期對生產的制動缸進行循環試驗。

目前的制動缸循環試驗裝置（如圖1）只是在制動缸活塞前面加裝一個擋塊，用以限制制動缸的行程。利用擋塊來限制制動缸行程時，制動缸在很小的壓力情況下，就達到了行程要求，后期制動缸壓力的增加僅能考驗制動缸的耐壓能力，不能模擬制動缸活塞推出時的實際受力情況。因此，現有的制動缸循環試驗裝置很難發現制動缸存在的問題。

圖1 制動缸循環試驗裝置

1 制動缸循環試驗裝置設計與驗證

1.1 方案提出

鐵路貨車制動時各制動零配件受力后都會產生一定的彈性變形，因此制動缸壓力越高，制動缸的行程也就越大。實際上制動缸壓力越大，其活塞上的Y型密封圈與制動缸內壁的摩擦力就越大，Y型密封圈移動會滯后于活塞，存在Y型密封圈翻出安裝槽的可能性。因此，提出了設計一種能模擬鐵路貨車實際工況的制動缸循環試驗裝置（如圖2所示）。

1.2 方案原理

本制動缸循環試驗裝置是將被測試制動缸4行程的變化簡化為線性變化，這樣通過計算，得到加入彈簧組件12的剛度，當壓縮空氣進入制動缸時，制動缸推桿5會伸出，帶動傳力推板9壓縮彈簧。在空車制動壓力P1和重車制動壓力P2兩種工況下，制動缸行程L1、L2和實際車輛上的行程一致，從而模擬制動缸在鐵路貨車上的受力狀況。

圖2 制動缸循環試驗裝置（新）

1.3 裝置簡介

本制動缸循環試驗裝置的優點在于通過設置彈簧組件擋板，能模擬出貨車制動配件受力后產生的彈性變形，更真實地反映被測試制動缸的受力狀況。該裝置包括底座1，在底座1上設置有安裝平臺2，安裝平臺2的左側設置用于固定被測試制動缸4的制動缸安裝座3；安裝平臺2的右側設置有彈簧安裝盒11，彈簧安裝盒11中裝有彈簧組件12，彈簧安裝盒11的右側設置有加強筋板13，用來鞏固彈簧安裝盒11受力；安裝平臺2中部設置有一對倒U型支撐架10，支撐架10上擱置有用于傳力的推板9，傳力推板9通過圓銷8與制動缸推桿5鉸接。推板9在試驗工況下，一側與被測試制動缸推桿5相連，另一側與彈簧組件12前端抵接。為了模擬不同被測試制動缸4的實際工作行程，有時需要采用調整墊片對彈簧組件12進行調整，因此在彈簧組件12的后端處設置墊塊開口，在此處增、減調整墊片。為使本制動缸循環試驗裝置更加堅固，底座1、安裝平臺2、制動缸安裝座3、彈簧安裝盒11、支撐架10及加強筋板13采用一體式焊接構架結構。

1.4 裝配與調整

在進行循環試驗前，需要進行如下裝配和調整：

1）將被測試制動缸4安裝到制動缸安裝座3上，并用螺栓緊固；

2）將制動缸推桿5裝入制動缸活塞桿7內；

3）將傳力推板9放置在支撐架10上，并用圓銷8將制動缸推桿5與傳力推板9鉸接；

4）往被測試制動缸4中充入壓縮空氣P1，測量制動缸活塞6的行程L0，通過調整墊片進行調整，使得制動缸活塞行程達到規定行程L1；

5）往被測試制動缸4中充入壓縮空氣P2，測量制動缸活塞6的行程L01，通過調整墊片進行調整，使得制動缸活塞行程達到規定行程L2；

6）當在兩種壓縮空氣下，制動缸活塞6行程均滿足要求時，就可以進行被測試制動缸4的循環試驗。

圖3 制動缸循環試驗

圖4 制動缸循環試驗后破壞解剖

圖5 無潤滑脂制動缸試驗后活塞組成

1.5 制動缸循環試驗裝置驗證

通過對不同狀態的制動缸進行循環試驗（圖3），發現制動缸內壁無潤滑脂等幾種狀態下，在循環到一定次數后，制動缸活塞不能被收回，并出現泄漏。通過破壞解剖（圖4）發現Y型密封圈已經翻出活塞的安裝槽（圖5）。

2 結語

綜上所述，這種新設計的制動缸循環試驗裝置，原理可行，結構可靠，能模擬出車輛制動過程中各制動配件受力后產生的彈性變形，更真實地反映出被測試制動缸的受力狀況，并能充分地暴露新設計（新制作）或不同狀態下的制動缸存在的問題。