沿海鐵路公司25T客車閘片異常磨耗分析

彭 俊

（廣西沿海鐵路公司防城港車輛運用段，工程師，廣西 防城港 538001）

0 引言

廣西沿海鐵路公司（以下簡稱沿海公司）于2014年5月從南車青島四方機車車輛股份有限公司（以下簡稱廠家）新購置25T 型客車9 輛，用于開行北海至防城港北間特快列車，自2019年6月1日起，陸續發現運用中的5 輛25T 型客車的車輛制動盤均不斷出現閘片偏磨、磨耗異常、制動盤熱裂紋、制動盤散熱筋斷裂等故障超過運用限度的情況，給客車運行帶來了安全隱患。散熱筋斷裂情況見表1。

表1 散熱筋斷裂情況統計表

1 T25型客車制動盤概述

沿海公司新購置的9 輛25T 型客車采用的制動盤為常州鐵馬科技實業有限公司生產的客車制動盤，該制動盤采用RuT300 蠕墨鑄鐵，鑄造后去應力退火狀態（時效）供貨，根據TB/T 2980-2000《客車用制動盤技術條件》的要求，其力學性能及微觀組織要求如表2所示。

表2 蠕鐵盤材質力學性能及微觀組織要求

從表2 可以看出，制動盤的異常主要是通過其力學性能變化和微觀組織結構變化引起的。其力學性能變化通過列車制動操作起作用，微觀組織變化則與材料性能與鑄造工藝有關。

2 機車操縱及制動分析

2.1 機車操縱分析根據《機車操縱規程》第四十六條規定，列車運行中施行常用制動時，應遵守以下規定：“自閥減壓前，應單獨緩解機車，使列車制動時機車呈緩解狀態。”

以2015 年1 月8 日客車T8716 制動機使用情況為例，對司機操縱機車情況進行分析。機車操縱情況見表3所示：

表3 機車操縱情況分析表

通過列車制動操縱分析，可以看出，機車司機操縱機車符合《鐵路機車操作規則》的規定

2.2 車輛技術狀態及制動功率計算分析

1）車輛技術指標

車輛技術指標如下：

（1）列車編組：031179、031181、031182、031183、031180共計5輛，其中031182為廣播車。

（2）車輛自重：50.4×4+50.5=252.1t

車輛載重：10.6×4+9.7=52.1t

車輛總重：252.1+52.1=304.2t

機車總重：DF11G型，自重145t，雙機牽引，總重290t。

（3）運行速度：160Km/h

（4）制動時間：速度160Km/h 時，從機車開始施行常用制動調速到列車停下時間約為300s。

（5）制動單元標桿比：1.692

2）制動盤制動功率計算分析

根據廠家《廣西沿海鐵路公司25T 客車制動盤運用故障問題分析報告及處理措施》中的說明：制動盤摩擦面溫度極限在350～400℃左右，制動功率需控制在350kW 以內，現以實際運行的情況進行計算比較。

欽州東站實際操作：

14:06:09;K109+595 m；v=144 km/h；開始減壓；

14:06:20;K109+179 m；v=133 km/h，列車管減壓60 kPa，機車制動缸壓力100 kPa。

14:08:20;K106+564 m；v=34 km/h，司機緩解充風。

速度從144 km/h降至34 km/h，走行3 031 m。

制動的實質就是能量轉換，列車由v1=144 km/h開始制動至v2=3 4km/h 第一階段制動結束，用時120 s。

列車需轉換的動能為：

v1=144 km/h=40 m/s，v2=34 km/h=9.44 m/s

（mv12-mv22）／2=m（v12-v22）／2

=（290+304.2）×1000×（402-9.442）÷2

1.2.3 X線診斷標準 腸壁黏膜下方存在透亮樣小泡樣子陰影，漿膜下表現為環樣以及半環樣、條樣陰影，證實為腸壁積氣。門靜脈下方顯示：從肝門朝向肝內走形樹枝樣透亮陰影，證實為門靜脈積氣。

=448884.35 kJ

如果不考慮機車制動，所有動能靠車輛制動機實現，則此時車輛制動機的制動功率為:

448884.35 ／120=3740.7 kW

平均在每個制動盤上的功率為:

3740.7 ／（5×8）=93.52 kW＜＜制動盤極限制動功率350 kW。

通過制動盤制動功率計算分析可以看出，每個制動盤上的功率遠小于制動盤極限制動功率，制動盤在制動時的制動功率符合要求

2.3 列車換算制動力計算分析現行《技規》中機車、車輛每輛車的換算閘瓦壓力”中得知：每臺東風11 型內燃機車的換算閘瓦壓力為770 kN，104 型制動機，盤形制動裝置不安裝踏面制動單元的單層客車每輛車的換算閘瓦壓力為170 kN，

ΣKh=2×770+5×170=2 390 kN

全列車重力總和為：

（ΣP+G）×g=（290+304.27）×9.8=5 823.16 kN

緊急制動時列車的換算制動率為：

θh=ΣKh／（（ΣP+G）×g）=2390/5823.16=0.41

通過分析計算，并按現行《技規》，盤形制動裝置列車換算制動率不得小于0.32 的規定來看，該型列車換算制動率符合規定。

3 閘片異常磨耗原因

3.1 車輛制動執行元件存在缺陷制動盤出現偏磨現象與制動機的制動功率無關，只與基礎制動裝置的杠桿、夾鉗、制動缸等的制造精度和安裝精度有關，只有滿足安裝精度要求，它才能正常工作。因此造成閘片偏磨的原因是車輛制動執行元件存在缺陷。

3.2 制動盤制造存在缺陷 主要表現為：

1）對于蠕墨鑄鐵，要形成馬氏體，有兩個基本條件：溫度達到800℃及以上；急速冷卻至240℃以下。

2）如果制動盤達到800℃以上，因閘片的粘合劑采用的是酚醛樹脂和丁苯橡膠摻合型粘合劑，是不能承受如此高溫的，在800℃以上，閘片與制動盤會存在燒附或者制動閘片也會出現異狀。

3）如果馬氏體是因制動產生，那么所有制動盤上都會出現馬氏體，并且制動盤在達到800℃以上高溫迅速冷卻后，制動盤也會出現明顯的變色現象。

綜上所述，馬氏體的出現，是制造時出現的，而且是局部出現，制動盤存在不合格產品，這也是導致散熱筋斷裂的根本原因。

4 建議與改進措施

通過對上述原因的分析，25T 客車閘片異常磨耗的原因是由于制動盤質量問題及車輛制動執行元件存在缺陷造成的，與司機操縱沒有相關聯系。后續開展的相應工作有：

1）廠家對裝用的制動盤進行更換。在制動盤更換的同時，要按照工藝要求更換耐磨套和各定位銷。

2）運用檢修時,定期對磨耗部位進行給油潤滑,保證各部作用靈活，同時合理選配各穿銷上平墊數量，保證夾鉗吊橫穿螺栓及閘片托豎穿螺栓緊固不松動,。

3）考慮對這批次車輛的基礎制動部分的杠桿比及相關尺寸進行重新分析、計算。

4）繼續追蹤車輛運行技術狀態，對影響車輛制動作用的工況進行分析處理。

5 結束語

通過對25T 客車運用技術條件分析以及現場實際操作計算，綜合考慮車型、編組、速度、司機操縱、材質等因素后，確定該型客車閘片異常磨耗的原因并采取相應措施確?？蛙嚢踩\行。期望文中所述故障排查和應對方法對相關單位和人員能有所啟示。