C80B型運煤敞車段修中存在問題的調查分析及建議

劉忠平

【摘 要】C80型敞車以大載重、高頻率、碼頭不摘鉤連續翻卸等特點成為大秦線主要的運煤專用敞車，該型敞車載重80t，商業運行速度100km/h，全部用于編組萬噸、兩萬噸重載列車。特別是C80B（含C80BH，以下同）以其性能成熟、作用穩定一直占領運輸的主導地位，以2013年到2015年為例計算，其使用率占到大秦線所有敞車的66.89%，隨著在檢修、運用中的不斷使用，累計發生了一些比較典型的故障，給正常的運輸秩序帶來一定的安全隱患。因此，加強對C80B主型車輛故障的研究，具有現實的指導意義。本文對該車型在段修中存在的相關慣性問題進行了調研，并提出了相應的改進措施。

【關鍵詞】C80B敞車；慣性問題；分析；影響；改進

1 C80B型敞車存在的主要故障

1.1 NSW型手制動機性能不良

1.1.1 性能試驗情況

為了便于分析NSW型手制動機檢修的現狀，我們隨機抽取2015年10月12日到16日一周內湖東車輛段大同檢修、湖東檢修施修的C80B共計336輛段修車進行了調查統計，其中NSW型手制動機性能作用不良的117輛，占檢修總數的34.82%。

1.1.2 更換情況

在選取日期段內的336輛段修車的NSW型手制動機檢修情況進行調查統計發現，因手制動機制動、調力作用不良和三項功能全失的共更換59臺，輛均0.18件，見表1。

1.1.3 手制動機故障分類情況

在更換的59臺手制動機中，為了分析功能性故障發生的原因，對所有故障手制動機進行了分解檢查，共發現問題214件。故障臺均3.62件。其中有的手制動機多個問題并存，零部件故障情況見表2。

1.1.4 對上述故障手制動機拆解統計情況

通過對上述故障手制動機統計，發現①功能手柄、撥架卡滯折斷兩項合計占13.09%；②棘舌與棘舌座、小齒輪與主動軸銹死，兩項合計占45.33%；③主動軸彎曲、離合器裂損，兩項合計占26.63%。這三類故障為手制動機存在的主要故障。其中棘舌與棘舌座銹死故障占單項故障之首位。銹蝕典型故障見圖1所示。

1.2 脫軌制動閥銹蝕問題

1.2.1 為了分析脫軌制動閥銹蝕狀況，我們依然隨機抽取2015年11月9日到13日一周內湖東車輛段大同檢修、湖東檢修施修C80B共計381輛段修車進行了調查統計，脫軌制動閥裝置各部銹蝕、損傷等故障202件，故障占總檢修車輛數的53.02%。故障統計情況如表3：

表3 脫軌制動閥故障統計表

1.2.2 從脫軌制動閥本身發生銹蝕的部位來看，銹蝕主要發生在調節桿與作用桿連接螺紋處、鎖緊螺母與作用桿連接螺紋處、調節桿與作用桿連接扁銷處三個部位，銹蝕故障占總故障率的74.75%。

1.2.3 從脫軌制動閥發生銹蝕故障的情況來看，銹蝕主要發生在處于車體兩端處的1位和4位脫軌制動閥處，該部位累計銹死有128個，銹死比例占總量（2、4位總數762個）的16.79%；而處在2位和3位處的脫軌制動閥則銹蝕情況較輕，在調查的2位、3位僅有23個發生銹死，銹死比例僅為3.02%。各部制動閥銹蝕情況如圖2、圖3所示：

圖2 1、4位脫軌制動閥銹蝕情況 圖3 2、3位脫軌制動閥銹蝕情況

1.2.4 從作業程序來看，在整車落成后必須要調整車軸上邊緣與頂梁下平面的距離至規定值，這就需要涉及到調整并轉動頂梁。而由于頂梁上的調節桿與作用桿嚴重銹蝕，導致兩者無法轉動調整，嚴重的必須借助手錘敲擊頂梁轉動，或者用氧氣將鎖緊螺母與作用桿烤紅后再用手錘敲擊頂梁才能旋動，從而增加了檢修難度，給現場檢修帶來非常不便。

2 C80B型敞車存在的主要故障原因分析

2.1 手制動機性能不良原因分析

2.1.1 運行環境及手制動機自身設計結構缺陷的影響

手制動機在車輛運用中直接暴露在環境中，長期遭受風吹、日曬、雨淋，特別是大秦線東西部溫差大、冬天裝煤時的防凍液使用使手制動機的運用環境變得更差，加上手制動機的箱殼結構本身在制動鏈條處開口較大，導致手制動機在主動軸、軸承、離合器、小齒輪等處的油脂風化嚴重，導致配件極易發生銹死。

2.1.2 行車部門使用人員操作不當

NSW型手制動機投入運用的時間已有十多年，但行車部門的操作者對其安全性能及使用原理并沒有進行系統的理解，對其安全注意事項并不熟知。表現在：不了解調速手柄的作用，在進行制動操作時，將調速手柄置于左側，因制動力無法保持，轉動手輪時用力過猛，使離合器承受過大沖擊力；在緩解操作時，將調速手柄當作緩解手柄，在棘輪與棘舌卡勁時調速手柄撥叉桿受力過大，使撥叉桿折斷等。緩解時未能快速轉動手輪，緩解不良時便連續轉動手輪，使離合器承受沖擊力過大，易導致離合器等部件裂損。

2.1.3 運用中非正常作業導致作用不良

貨運部門的非正常裝卸作業，導致主動軸彎曲、部分配件折損，手輪嚴重變形，功能手柄、撥架折斷無法實現常用制動和調力制動功能轉換，以及冬季在車體端墻上噴防凍液時進入手制動機內部，車體翻卸作業時煤塵進入，也是導致手制動機作用不良的重要原因。

2.1.4 段修時工藝簡化及部件強度不足導致作用不良

1）由于手制動機受自身設計結構的限制，車輛段修時未嚴格按照規定在鍵輪與離合器之間、離合器與棘輪和小齒輪之間、小齒輪與主動軸之間和卷鏈軸組成的大齒輪須涂潤滑脂，只是在卷鏈軸組成的大齒輪噴少許潤滑油，其他部位未能達到有效的潤滑狀態，特別是鍵輪與離合器之間、離合器與棘輪和小齒輪之間摩擦部位始終處于干摩擦狀態，受外界惡劣環境影響，使內部配件極易過早銹死，導致手制動機作用不良引發作用失效。

2）主動軸、離合器等核心部件強度不足

NSW型手制動機內部的主動軸上有鍵輪、離合器、棘輪、小齒輪等配件，這些配件之間的設計間隙較大。在轉動手輪時（尤其是在緩解操作時）各配件易受沖擊力作用，離合器與主動軸尤甚。離合器的材質為ZG40Cr，與主動軸同樣采用精密鑄造工藝制造，是使用頻次較高、受力較復雜的關鍵配件。由于制造工藝方面的原因，離合器斜面根部存在尖角，使其橫斷面相對較小，在外力作用下容易使離合器局部產生應力集中，當離合器的3個斜面尺寸偏差較大或與鍵輪配合不良時受力不均勻，從而導致離合器裂損，并易引發其他故障，比如主動軸彎曲變形或手柄折斷等。

2.2 脫軌制動閥銹蝕分析

2.2.1 設計位置不合理是導致銹蝕的主要原因

從C80B型敞車脫軌制動閥在車輛中的安裝位置來看，1、4位脫軌制動閥位于車體的兩端，與端墻的橫向距離僅有20cm左右，且其與端墻間無任何防護裝置，因此在車輛運用中特別容易遭受雨水、煤灰、防凍液等物體的侵蝕，運行條件十分惡劣。這一點從現場檢修中不難發現：1、4位脫軌制動閥從外觀看約有92%的附有大量的煤灰、煤塊等雜物，而處于車輛中部的2、3位脫軌制動閥在外觀上煤灰等雜物明顯較少，比1、4位情況要好很多。調查數據顯示2、3位的脫軌制動閥作用桿與調節桿93.27%用手即可旋動，作用桿與調節桿連接扁銷也能夠在孔內靈活移動，而1、4位脫軌制動閥作用桿與調節桿以及作用桿與調節桿連接扁銷94.58%均已銹死，需要借助錘擊、烤調才能旋動。

2.2.2 易銹蝕部位涂抹油脂不到位

從段修脫軌制動閥檢修過程看，脫軌制動閥在檢修中調節頂梁時未能按規定在作用桿與調節桿結合部涂120閥用改性甲基硅油。對于新檢修組裝的脫軌制動閥也未能按規定在作用桿與調節桿、鎖緊螺母等處按規定涂油，這也是導致脫軌制動閥銹蝕嚴重的一個重要因素。

2.2.3 防脫閥上蓋丟失也是其銹蝕的因素之一

在現場檢修中調查發現，約有6%左右的防脫閥無上蓋，主要原因在于車輛運行中由于振動造成防脫閥上蓋丟失，由于防脫閥上蓋與閥體采用鉚接方式，鉚釘因銹蝕后折斷是造成丟失的主要原因。防脫閥上蓋丟失后更易造成雨水、煤灰、防凍液等物體的侵蝕，導致銹蝕進一步加劇。

3 C80B型敞車存在的主要故障對檢修生產及安全的影響

3.1 手制動機維修成本的居高不下，安全隱患加大

3.1.1 在檢修時發現，手制動機除了手輪、殼體、鏈條、底座等配件可以通過加修再次使用外，其他配件因銹蝕已無法再次修復使用，每套手制動機一但主動軸、軸承或離合器出現問題，這套手制動機直接近于報廢，已無檢修的價值。

3.1.2 調車作業時，對停留的車輛，必須擰緊兩端的人力手制動機，或輔以鐵鞋牢靠固定。遇最外方手制動機有故障時，可順延使用下一輛手制動機。2015年，路內發生了數起因手制動機制動、緩解不良造成的質量故障，給行車安全帶來隱患，應引起高度重視。

3.2 脫軌制動閥銹蝕加大調整相關間隙的工作難度，延長檢修時間，加大維修成本

3.2.1 作用桿與調節桿銹死后，僅用手工根本無法旋動調節桿，需要借助錘擊、火烤調等手段才能旋動。調查數據顯示，約有31.38%需要借助手錘敲擊，必須用火烤調的占到68.62%。另外，調節桿與作用桿連接扁銷銹死后，連接扁銷徒手根本無法將其取出，必須借助工具錘擊，有時分解一個扁銷即需要十多分鐘的時間。由于銹蝕問題的存在，使得車輛在調整調節車軸上邊緣與頂梁下平面的距離時工作難度加大，檢修時間延長。

3.2.2 引發其它潛在故障隱患，增加維修成本

由于脫軌制動裝置銹蝕問題的存在，在調整頂梁與車軸間隙時，需要借助用手錘敲擊或火烤，很容易造成頂梁及調節桿變形、裂紋、割傷等故障。在火烤調過程中，經常會發生割傷鎖緊螺母的問題。另外，由于采取氧氣切割的方法進行分解脫軌制動裝置，作用桿、頂梁、鎖緊螺母等均會出現不同程度的損壞而無法繼續使用，增加了檢修成本。

4 措施及建議

4.1 NSW型手制動機方面

4.1.1 嚴格落實檢修標準，段修時對鍵輪與離保器、離合器與棘輪和小齒輪、小齒輪與主動軸、卷鏈軸組成的大齒輪、棘舌與棘舌座及銷等內部配件注足量的89D制動缸脂，并保證注油孔塞完好，確保內部摩擦部位始終處于潤滑狀態，減少配件銹死，適應惡劣的運用環境需要。

在注油方法上建議配備特制注油槍，以便能夠伸到NSW型手制動機內部充分注油。

4.1.2 設計上應適當增加主動軸與小齒輪的配合間隙，保證良好的潤滑作用，減少銹蝕，防止轉動卡滯。主動軸與離合器的材質可以采用更高級別的材料，如Ti1023。

4.1.3 段修時按照《鐵路貨車制動裝置檢修規則》5.2.8規定全面進行性能試驗，對性能不良的一律更換。發現功能手柄和撥架折損的，一律分解檢修，更換梅花弄手柄和加強型撥架。

4.1.4 設計在手制動機下方開口處安裝防塵橡膠墊，在手制動軸鏈通過處開設圓孔，使原來的敞口式設計改變為緊口式設計。使主動軸部分盡量封閉，減少裸露面積，可以最大限度地防止翻車作業時煤塵等雜物的侵入，起到延長手制動機使用壽命的目的。同時在手制動機下方2位小端梁增設限位止擋，避免防塵橡膠墊因手制動拉鏈橫向位移過大而遭到破壞。

4.1.5 加強對調車作業人員的培訓，使其熟悉NSW型手制動機的作用原理性能試驗要求，避免誤操作。杜絕運用中的非正常作業，防止因人為因素造成的配件變形和折損。

4.2 脫軌制動閥方面

4.2.1 增設防護罩。由于脫軌防脫閥安裝位置的特殊性，可以在設計上對C80B型敞車1、4位脫軌制動閥增設防護罩。防護罩安裝在防脫閥安裝座閥體下沿部位處。該防護罩材質采用高分子尼龍合成材料，能有效減少因螺紋銹蝕帶來的困擾。通過加設防護套，可以有效減少作用桿與調節桿連接處、鎖緊螺母與作用桿連接處的銹蝕。

防護罩整體結構呈圓柱型，分上下兩部分，上部為一環狀圓柱（內徑帶有螺紋），下部為卡扣式圓箍。下部分兩片，可實現上下折翻，通過卡扣實現鎖緊，起到封閉作用。

防護罩與脫軌閥采用螺紋連接，即在防脫閥安裝座閥體下部外側增加螺紋，防護罩上端內側設有螺紋，兩部配件實現螺紋連接。

作業時，只需旋轉防護罩，即可卸下防護罩，實現正常作業，調整各部間隙并安裝連接扁銷鉚接后，只需緊固防護罩即可。如因操作空間限制，可通過解鎖卡扣調整空間實現便利作業。操作簡便。因防護罩安裝在調節桿中央位置，不會存在因脫落造成事故隱患。防護罩簡易圖如圖4所示。

4.2.2 嚴格落實檢修標準，盡量減少使用火烤調手段分解切割連接扁銷等配件。檢修時，在作用桿與調節桿表面涂適量120閥用改性甲基硅油。凡發現調節桿與作用桿螺紋腐蝕一律更換。鎖緊螺母損傷超過兩齒的盡量進行更換處理。

4.2.3 脫轉制動閥上蓋由原來的鉚接結構改變為焊結結構，焊結方式采用點焊，分三處沿閥體與閥蓋圓周方向均勻分布。

4.2.4 必須使用氧氣切割分解作用桿與調節桿的扁銷時，先將扁銷頭部敲擊到靠近作用桿一端，使扁銷鉚接部位盡量遠離鎖緊螺母，然后再進行切割。切割時，可適當在鎖緊螺母處加設防護擋板裝置。同時要控制好氧氣火焰強度，以免灼傷鎖緊螺母等配件。

4.2.5 調節桿和鎖緊螺母采用不銹鋼材料

不銹鋼材料具有極強的耐腐蝕性能，目前車輛上裝用不銹鋼材料的配件越來越多，調節桿和鎖緊螺母采用不銹鋼材料后，可從材質源頭上解決銹蝕問題。

【參考文獻】

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[責任編輯：楊玉潔]