轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解不良問題分析及改善

陳 石

中國(guó)中車沈陽(yáng)機(jī)車車輛有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110142

近幾年來(lái)隨著中國(guó)鐵路貨車技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,并向著高速、重載的方向發(fā)展,對(duì)貨車的制動(dòng)技術(shù)提出了更高的要求,轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解不良是其中一個(gè)主要的問題。鐵路貨運(yùn)常發(fā)現(xiàn)制動(dòng)梁閘瓦緊貼在車輪上,出現(xiàn)包閘現(xiàn)象,并且火星四濺不能自動(dòng)緩解的情況嚴(yán)重影響鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩浴Ｄ壳皩?duì)貨車基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解研究比較少,因此對(duì)轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解不良問題的研究顯得尤為必要和緊迫。

轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置主要包括中拉桿、制動(dòng)梁、游動(dòng)杠桿、固定杠桿、固定杠桿支點(diǎn)、高磨合閘瓦。轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置是靠間隙工作的空間連接桿機(jī)構(gòu),在各種運(yùn)動(dòng)過程中首先是消除制動(dòng)間隙產(chǎn)生接觸,然后依次為作用點(diǎn)傳力,從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)制動(dòng)梁帶動(dòng)閘瓦實(shí)行制動(dòng)。

在轉(zhuǎn)向架落成完成后,我們通常需要人工拉動(dòng)轉(zhuǎn)向架游動(dòng)杠桿的游動(dòng)端,來(lái)觀察拉動(dòng)過程中是否有阻礙以及閘瓦能否緊貼在輪對(duì)踏面上。然后拉動(dòng)游動(dòng)杠桿的游動(dòng)端,觀察拉動(dòng)過程中是否有阻礙以及閘瓦能否回到之前的位置。通過人工推拉來(lái)觀察轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解是否良好。

一、造成轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解不良的原因

1.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置連接部位的摩擦阻力。

制動(dòng)梁滑塊磨耗套與滑槽相接處并與水平面成11°角。G 為制動(dòng)梁組成的重量G＝88.6×9.81＝869.2(N),N為側(cè)架滑槽的支撐力N＝G×cos11°＝853.2(N),f為制動(dòng)梁端頭滑套與側(cè)架滑槽之間的摩擦力

f＝μ×N＝853.2μ;μ為制動(dòng)梁磨耗套與滑槽之間的摩擦因數(shù),F為緩解是制動(dòng)梁復(fù)原力,F＝G×sin11°-f＝166-853.2μ(N).運(yùn)裝貨車[2003]110號(hào)文中附件3《鐵路貨車組合式制動(dòng)梁滑塊磨耗套技術(shù)條件(試行)》規(guī)定μ≤0.15,因此分別取μ＝0.15、0.12、0.1進(jìn)行計(jì)算：

(1)μ＝0.15時(shí),F＝166-853.2×0.15＝38(N)

(2)μ＝0.12時(shí),F＝166-853.2×0.12＝63.6(N)

(3)μ＝0.1時(shí),F＝166-853.2×0.1＝80.7(N)

從上述計(jì)算可以看出,在不考慮基礎(chǔ)制動(dòng)裝置各部位的摩擦阻力等因素影響的情況下,在規(guī)定的制動(dòng)梁磨耗套與滑槽間的摩擦因數(shù)值內(nèi),制動(dòng)梁有一定的復(fù)原力,但比較小,而且該力受制動(dòng)梁滑塊磨耗套與滑槽摩擦因數(shù)的影響比較大。實(shí)際上,轉(zhuǎn)向架制動(dòng)梁的受力狀態(tài)與上述計(jì)算模型存在較大的差異,由于基礎(chǔ)制動(dòng)裝置連接部位的摩擦阻力等影響,附加的緩解阻力要大于計(jì)算的復(fù)原力,從而使制動(dòng)梁難以緩解到位。該摩擦阻力是由基礎(chǔ)制動(dòng)裝置連桿機(jī)構(gòu)連接副的問題分配不合理造成的。其中主要是固定杠桿與制動(dòng)梁支柱的接觸摩擦阻力、固定杠桿與中拉桿夾板面接觸摩擦阻力、固定杠桿與固定杠桿支點(diǎn)夾板面的接觸摩擦阻力、固定杠桿支點(diǎn)與固定杠桿支點(diǎn)座的夾板面的摩擦阻力、游動(dòng)杠桿與制動(dòng)梁夾板面的摩擦阻力、游動(dòng)杠桿與中拉桿夾板端面接觸摩擦阻力。

2.固定杠桿支點(diǎn)座的焊接位置與焊接角度有誤。

以轉(zhuǎn)K2為例固定杠桿支點(diǎn)座距搖枕中心的橫向距離為277±2 mm,固定杠桿支點(diǎn)座相對(duì)于豎直方向偏轉(zhuǎn)40°,固定杠桿支點(diǎn)座、固定杠桿支點(diǎn),固定杠桿依次相連,因而固定杠桿偏轉(zhuǎn)角度為40°。

3.杠桿、中拉桿的角度不正確。

以轉(zhuǎn)K2為例,中拉桿貫穿搖枕,兩端分別與固定桿、游動(dòng)杠桿相連接,固定杠桿相對(duì)于豎直方向偏轉(zhuǎn)角度為40°,游動(dòng)杠桿相對(duì)于豎直方向偏轉(zhuǎn)角度為50°,中拉桿兩端頭相對(duì)偏轉(zhuǎn)角度為10°。

4.制動(dòng)梁支柱偏轉(zhuǎn)角度不正確

制動(dòng)梁通過制動(dòng)梁支柱與固定杠桿、游動(dòng)杠桿相連接,以轉(zhuǎn)K2為例與固定杠桿相連的制動(dòng)梁支柱偏轉(zhuǎn)40°,與游動(dòng)杠桿相連的制動(dòng)梁支柱偏轉(zhuǎn)角度為40°,游動(dòng)杠桿彎折角度為10°以保證游動(dòng)杠桿相對(duì)于豎直方向偏轉(zhuǎn)50°。

二、轉(zhuǎn)K2基礎(chǔ)制動(dòng)裝置緩解不良改善方法

對(duì)轉(zhuǎn)向架都得各個(gè)零部件進(jìn)行嚴(yán)格檢查,其形狀、尺寸必須符合規(guī)定要求。例如中拉桿兩夾板內(nèi)側(cè)距離為30 mm,制動(dòng)梁支柱兩圓環(huán)內(nèi)側(cè)距離為29 mm,固定杠桿、游動(dòng)杠桿的厚度同為25 mm,游動(dòng)杠桿彎轉(zhuǎn)角度為10°。固定杠桿隨搖枕上下、橫向移動(dòng),游動(dòng)杠桿在中拉桿的作用下也將上下、橫向移動(dòng),固定杠桿端與游動(dòng)杠桿端的制動(dòng)梁位置關(guān)系不確定并呈隨機(jī)狀態(tài),固定杠桿端與游動(dòng)杠桿端不在同一平面內(nèi),導(dǎo)致中拉桿阻力增加,因此適度的限制制動(dòng)梁的橫向移動(dòng)可以有效的降低緩解阻力。