K2型鐵路貨車轉向架基礎制動裝置緩解效果改善

吳金澤

中車沈陽機車車輛有限公司 遼寧 沈陽 110142

前言：制動梁是K2型轉向架的核心部件,通過對車輪施加制動力,使鐵路貨車緊急制動。如果制動梁出現損壞,則會影響制動功能的正常發揮。需要對其結構特點進行分析,找到有效的制動裝置緩解效果改善措施。

一、K2型鐵路貨車轉向架基礎制動裝置結構特點及緩解不良故障

(一)結構特點。在鐵路貨車提速下,為達到更好的制動效果,目前K2型轉向架多采用L-B型組合式制動梁。這種制動梁不是由板材組件焊接而成的,而是由多個緊固件構成的模塊化結構,并采用滑塊式結構代替原滾子軸式結構。其具體組成構件包括梁架、閘瓦托、支柱、夾扣和滑塊磨耗套等。由于采用了組合式結構,可以為構件制造、檢修提供方便,使制動梁結構受力更加合理,而且能夠抑制閘瓦偏磨問題,提高制動梁使用可靠性。

(二)緩解不良故障。鐵路貨車制動裝置緩解不良主要表現為托梁和制動杠桿出現局部磨損、閘瓦故障、制動缸的活塞推桿緩解性能不足等。從以往故障調查結果來看,如果與制動杠桿配合的托梁采用圓鋼結構托梁,容易出現明顯的局部磨耗現象,磨耗寬度為10 mm 左右。出現制動緩解不良問題的車輛,轉向架基礎制動裝置中的閘瓦表面容易出現裂紋、溝痕等損傷問題,嚴重時還會導致閘瓦出現中間斷裂[1]。

二、K2型鐵路貨車轉向架基礎制動裝置緩解效果的改善對策研究

(一)提高零部件制造質量。許多制動裝置緩解不良問題都是由于零部件自身質量較差導致的,經過長期的運行,零部件受到磨損,進而無法正常發揮作用。在對其進行優化時,首先應加強零部件質量控制,對K2型轉向架基礎制動裝置主要零部件制造質量、安裝質量進行嚴格把控。應確保前后制動杠桿的托架與中梁下平面之間的距離差符合要求,并控制好上拉桿頭相對角度、杠桿壓彎角度、拉桿夾板間距等方面的偏差。在滑槽磨耗板的使用過程中,需要對其表面進行拋光處理,如果其表面粗糙,會增加緩解阻力,影響緩解效果。此外,應控制中拉桿夾板寬度偏差在±1 mm 以內,從而提升基礎制動裝置的桿件靈活性,進一步降低緩解阻力。在平時的運維工作中,也需要注意檢查轉向架基礎制動裝置零部件的磨損情況,及時更換受損零部件[2]。

(二)優化基礎制動裝置結構。鐵路貨車在快速行駛過程中會產生振動問題,導致零部件之間發生沖擊,如果轉向架基礎制動裝置結構設計不合理,則會加快零部件的損耗。通過對其裝置結構進行優化,可以改善其受力狀況。在鐵路貨車行駛速度、載重量的變化下,制動梁架實際承受的力也處于頻繁變化狀態,在內部應力作用下,容易使制動梁架圓弧部分出現疲勞裂紋。從結構設計角度來看,這主要是由于閘瓦托與梁架之間存在間隙,通過采用直接接觸的設計方式,讓車輪踏面反作用力直接經過閘瓦托傳遞給梁架端部,可以有效解決這一問題。此外,還可以采用柔性支點設計方式,消除間隙產生的附加緩解阻力,減小零部件磨損。通過對基礎制動裝置結構進行優化,可以有效降低制動裝置緩解不良故障幾率。

(三)降低閘瓦托故障幾率。K2型轉向架采用的L-B型制動梁閘瓦托自身材質明顯優于原槽鋼弓形閘瓦托。但是如果在生產過程中,出現縮孔、氣孔和毛細裂紋等質量缺陷,會加快閘瓦托疲勞失效速度。這主要是由于冶煉工藝水平較低導致的,需要采用電弧爐煉鋼技術,利用其強脫氧能力,減少閘瓦托質量缺陷。冶煉成型后還要經過樹脂砂鑄造工藝處理,提高鑄件表面質量。此外,在閘瓦托和梁架組裝后,如果其底部間隙超出3 mm,容易導致閘瓦托出現縱向扭轉,需要對K2型轉向架進行改造,提高安裝定位精度,避免拉應力的集中產生。在此情況下,能夠降低閘瓦托故障發生幾率,從而改善基礎制動裝置緩解效果[3]。

(四)對制動梁進行整體優化。在對K2型鐵路貨車轉向架進行優化的過程中,需要對L-B型制動梁進行整體改造,結合現有生產條件、生產技術水平等方面的考慮,通過制定合理的改造方案,從整體上優化制動裝置緩解效果。具體可以采用兩種改造方案,一是在側架的合適位置增加固定支撐,托起L-B型制動梁,讓其與制動梁一同運動,可以減小緩解阻力。具體可增加三個支撐結構,分別采用螺栓連接和滑槽連接方式,最終讓支撐結構沿著滑槽進行移動。第二種改造方案與第一種方案的原理相同,但只增加兩個支撐結構,將其中一個焊接在側架上,然后與另一個采用滑槽連接方式,使其沿著滑槽移動,與制動梁一起運動。采用這兩種整體優化方案,都能夠對K2型轉向架基礎制動裝置緩解效果作出有效改善,避免因緩解不良引發鐵路貨車行駛安全問題。

結束語：綜上所述,K2型鐵路貨車轉向架基礎制動裝置緩解不良問題主要是由于零部件質量問題和結構設計問題導致的,通過對其進行優化,可以有效降低緩解不良故障發生幾率。通過采用本次研究提出的緩解效果改善對策,能夠為K2型轉向架基礎制動裝置的正常運轉提供保障,從而提升鐵路貨車行駛安全性。