鐵路貨車脫軌自動制動裝置頂梁裂折故障產生原因及防范措施

溫玉寶

（中國鐵路哈爾濱局集團有限公司齊齊哈爾車輛段，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

針對鐵路貨車脫軌自動制動裝置故障是否能夠發揮作用，確保運用過程中作用良好，如何防范和早期發現脫軌自動制動裝置故障，列檢技術檢查作業是關鍵，如何把好列檢作業質量關，確保運行全，防止事故擴大，是需要不斷積累發現方法，分析故障原因，完善防范措施，降低安全風險。

1 簡介

鐵路貨車脫軌自動制動裝置于2005年11月開始在我國新造70T及以上鐵路貨車上全面裝車使用，分為TZD、TZD-1型貨車脫軌自動制動裝置，在每根車軸處安裝一套，主要由拉環、頂梁、脫軌自動制動閥、塞門、調節桿等構成，如圖1所示。

圖1 脫軌自動制動裝置

2 脫軌制動自動裝置基本作用原理

脫軌自動制動裝置是利用車輛脫軌時車體與輪對的相對位移，空車時拉斷制動閥桿，重車時頂斷未脫軌輪對處的制動閥桿。在空車脫軌時，脫軌輪對處的車軸向下位移，拉斷脫軌車軸處的脫軌自動閥桿；在重車脫軌時，脫軌輪對與車體一同向下位移，脫軌轉向架中未脫軌的輪對，向上位移，頂斷制動閥桿，拉斷或頂斷脫軌自動閥后，列車主管與大氣相通，列車發生緊急制動作用，迫使列車緊急停車。

3 問題的引出

鐵路貨車脫軌自動制動裝置裝車使用后，列檢人工檢查作業、TFDS動態檢查作業發現調節桿彎曲、裂折故障持續增加，針對調節桿彎曲、裂折故障，總公司2014年組織進行調研，自2016年7月1日起，既有鐵路貨車廠、段修時須對脫軌自動制動裝置進行零部件換裝，增加拉環組成規格，用以滿足大軸重貨車裝車需求。取消調節桿外露螺紋，TZD型貨車脫軌自動制動裝置在調節桿與鎖緊螺母之間增加了一個護套，TZD-1型貨車脫軌自動制動裝置內套置于調節桿外改為置于調節桿內，限位筒及拉環之間增加尼龍隔套，頂梁壁厚由3mm增加到4mm。以防范調節桿裂紋或斷裂等風險，提高產品運用可靠性及檢修方便性。通過改造，調節桿裂折故障有明顯改善。但近期列檢技術檢查過程中，發現脫軌自動制動裝置頂梁裂折故障有上升趨勢。因頂梁裂折后，脫軌自動制動閥桿未裂折，列車主管無漏泄，列檢技術檢查作業中不易發現，同時，此部位TFDS動態檢查不可視，脫軌制動閥拉環未變形時，TDFS動態檢查無法發現，極易發生運行過程中配件脫落，防脫拉環與車軸接觸，產生車輛異響攔停事故發生。

4 脫軌自動制動裝置頂梁裂折故障發生部位

（1）經統計，2020年11月1日～2021年2月1日，齊齊哈爾車輛段共計發現9件脫軌制動裝置頂梁裂折故障，其中齊齊哈爾車輛段三間房始發西列檢發現6件，占67%；齊齊哈爾車輛段三間房始發東列檢發現2件占，占22%，齊齊哈爾車輛段三間房到達場發現1件，占11%。頂梁裂折故障均為空車，均發生在車輛的1位端、4位端。

（2）分析脫軌自動制動裝置頂梁裂折發生部位，有7件靠近調節桿側根部裂折，有1件為調節桿與頂梁接觸處裂折。

5 脫軌自動制動裝置頂梁裂折故障運行工況

（1）查詢途徑TFDS探測站信息，均無變形，脫軌自動制動閥狀態良好，脫軌自動制動閥拉環無變形，位置正確，脫軌自動制動閥無關閉。（2）經查詢運行軌跡，脫軌制動閥頂梁裂折，全部經過機械化駝峰作業。（3）經查詢裝卸車及使用情況，未經過翻車機翻卸作業，重車時全部都是人工或挖掘機卸車，可以排除翻車機卸車及人工裝卸車造成。

6 頂梁裂折故障產生原因

為分析故障產生的因素，查閱了相關技術資料進行調查研究，并向脫軌自動制動裝置主導車輛廠進行了咨詢，正常運用不受外力的工況下，頂梁不會發生裂折故障，結合運行工況，分析都是經機械化駝峰減速器后造成，查詢機械化駝峰設定值“減速器出口壓力、調車速度都符合規定值”，非機械化駝峰違規作業及調車作業超速造成。通過綜合分析判斷，認為產生的主要原因有以下幾方面。

（1）車輛空車駝峰調車作業通過“三緩（小緩）”時，受運行速度、減速器夾輪壓力等因素，引起車體產生較大前沖慣性或減速器提前動作，引起車輛跳起甚至騎上減速器頂面，當減速度足夠大且車輪從減速器頂面下墜時，拉環與轉動的車軸接觸而產生縱向摩擦力，導致頂梁受垂向力，嚴重時會造成拉斷制動閥桿或頂梁裂折故障。

（2）由于脫軌制動閥調節桿改造后，取消調節桿外漏螺紋，加裝防護套，其強度增加，車輛產生向前沖慣較大時，車體前移導致車軸與拉環接觸，使拉環前撇產生向下的掰力，使頂梁前部以及調節桿根部受向下彎曲力，可導致頂梁前部在調節桿根部產生裂折故障發生。

（3）空重車混編進行駝峰解體作業，后部車輛為重車，前部車輛為空車，受縱向力的驅使下，導致空車后臺轉向架輪對瞬間翹起，車體與輪對相對位移，造成頂梁調節桿根部應力集中，導致裂折故障。

（4）車輛經過機械化駝峰作業時，由于減速器設置位置前方線路為坡道，減速器作用時，導致后臺車或后部車輛瞬間翹起，使車體與轉向架右相對位移，可導致車軸與拉環接觸，易造成拉斷制動閥桿或頂梁裂折的故障。

7 存在的安全風險

（1）頂梁裂折故障危害較大，此故障由于制動閥桿未折斷，不產生主管排風現象，列檢作業中無漏風聲音，如檢車員未執行作業標準或故障部位裂折、變形較小，很容易發生漏檢漏修，造成列車途中停車及車輛配件脫落。

（2）頂梁裂折后，直接影響脫軌制動裝置作用，一旦發生脫軌事故，極易發生擴大事故后果問題。

（3）無法充分利用5T設備對頂梁裂折故障進行有效監控，單一靠室外作業檢查，極易發生漏檢漏修，影響運行安全。

8 安全防范措施

（1）加強室外列檢技術檢查作業時，對脫軌制動裝置的檢查，脫軌自動制動閥拉環變形不正位進行重點確認，重點加強跨軌、探身檢查時對脫軌制動閥的檢查和確認，防止漏檢問題發生。（2）重點加強經過機械化駝峰作業后空車的檢查，對1位端、4位端進行重點確認，燈光照射頂梁上平面，對頂梁上平面錯位進行重點檢查，對頂梁上平面有燈光反射新痕進行重點確認。（3）加強TFDS動態檢查和確認，對脫軌自動制動裝置不正位通知現場進行重點確認，充分發揮TFDS動態檢查作用，防范安全風險。（4）對機械化駝峰相關數值進行動態監控，確保運行速度、出口壓力符合標準值，防止因機械化駝峰違規操作，造成車輛損壞問題。

9 結語

脫軌自動制動裝置對保證行車安全起著關鍵的作用，還需對頂梁裂折故障進行重點監控和分析，還需在運用和維修工作中去不斷探索，摸索故障規律，不斷改進防范措施，優化產品結構。