林 原

(廣州鐵路集團(tuán)公司 長沙車輛段,湖南長沙410001)

通過對長沙車輛段2009年制動(dòng)室檢修104型緊急閥返修原因的分析和運(yùn)用旅客列車制動(dòng)性能不良問題的故障表現(xiàn),提出104型緊急閥檢修及對試驗(yàn)設(shè)備要求的改進(jìn)意見。

1 問題的提出

長沙車輛段開行的圖定旅客列車19列,配屬客車2 228輛,除配屬的25K和25Z型4趟車體共計(jì)228輛裝用F8閥外,其他均裝用104閥。表1為近一年來長沙車輛段制動(dòng)室檢修緊急閥的返修情況和運(yùn)用客車104型緊急閥的故障匯總。

從制動(dòng)室返修故障率比較中可以看出,懷化制動(dòng)室104型緊急閥返修故障率占兩制動(dòng)室返修故障率的87.8%,長沙制動(dòng)室返修率為12.2%;另從運(yùn)用客車故障率來看,長沙客車整備所庫內(nèi)作業(yè)發(fā)生的制動(dòng)故障率為18%,懷化為73%;懷化、長沙客車整備所開行車輛在運(yùn)行過程中發(fā)生的故障率分別占80%和20%。

表1 長沙車輛段104型緊急閥運(yùn)用客車(制動(dòng)室檢修)故障統(tǒng)計(jì)

2 原因分析

2.1 104型緊急閥檢修及組裝質(zhì)量不高

造成104型緊急閥故障79%的原因是由于閥的檢修工藝執(zhí)行不當(dāng),在制動(dòng)室的檢修質(zhì)量不高,以及運(yùn)用及檢修時(shí)吹塵等工藝執(zhí)行不到位。

(1)從對長沙、懷化兩制動(dòng)室104型緊急閥檢修返修率分析來看,懷化制動(dòng)室故障返修率明顯高于長沙制動(dòng)室;從檢修工藝分析來看,長沙制動(dòng)室外部清洗采用高壓沖洗,懷化制動(dòng)室則采用細(xì)鋼丸拋丸,拋丸后,緊急閥體內(nèi)進(jìn)入大量鋼丸(見圖1),造成閥內(nèi)配件損傷,少量鋼丸在閥體內(nèi)難以吹出,檢修后的閥上試驗(yàn)臺,其性能相比之下也有所下降。因此,拋丸防護(hù)不到位易使制動(dòng)室檢修的104型緊急閥故障返修率偏高。

圖1 鋼丸進(jìn)入閥體

(2)閥體本身質(zhì)量缺陷或夾心閥座松動(dòng)等造成104型緊急閥返修,甚至無法修復(fù)。從長沙制動(dòng)室記錄的緊急閥返修原因分析看,有3件因?yàn)殚y體或配件損壞,主要是由于夾心閥座與閥體松動(dòng),造成無法修復(fù)夾心閥座上竄,致使夾心閥與緊急活塞桿間的相對距離δ縮短,制動(dòng)安定性靈敏度相對提高(見圖2)。

圖2 緊急閥構(gòu)造示意圖

(3)緊急活塞桿縮孔Ⅲ堵塞,造成常用制動(dòng)時(shí),活塞兩側(cè)形成較大的壓差而產(chǎn)生緊急制動(dòng)。

(4)夾心閥檢修工藝執(zhí)行不到位。在兩制動(dòng)室返修故障或運(yùn)用輔修故障閥來看,有7起因夾心閥在檢修過程中未按工藝消除結(jié)合面的凹痕(見圖3)或更換新品,組裝后,造成防風(fēng)閥與夾心閥座結(jié)合的不密貼而性能不良。夾心閥的4個(gè)導(dǎo)向卡角與導(dǎo)向桿上的導(dǎo)槽卡死(見圖4),造成夾心閥的頂面與夾心閥座不密貼而產(chǎn)生緊急制動(dòng)。

(5)緊急活塞兩側(cè)壓差容易壓縮安定彈簧而使緊急活塞向下移動(dòng)。

圖3 夾心閥與夾心閥座結(jié)合面的凹痕

圖4 夾心閥卡死

2.2 緊急閥內(nèi)配件材質(zhì)不良或配件質(zhì)量缺陷

在57起故障中,有7起因緊急閥內(nèi)配件材質(zhì)不良或配件缺陷造成104型緊急閥返修或運(yùn)用客車途中起非常。

(1)濾塵網(wǎng)質(zhì)量不高,存在網(wǎng)孔過大的現(xiàn)象。塵埃在充風(fēng)時(shí)易進(jìn)入緊急室堆積,制動(dòng)管排風(fēng)時(shí),易使堆積在緊急室的塵埃隨排出的氣體堵塞或堆積在緊急活塞桿縮孔Ⅲ。同時(shí)大顆粒塵埃也會使夾心閥與夾心閥座間夾有雜物,形成制動(dòng)管通往排氣口的漏縫。

(2)緊急活塞桿縮孔Ⅴ存在大小不一,緊急活塞桿下部的徑向縮孔直徑有兩種,造成緊急制動(dòng)時(shí)控制緊急室風(fēng)壓向大氣排出的速度不一。

(3)夾心閥的V型角深度不一,造成夾心閥安裝后,與導(dǎo)向桿的導(dǎo)槽鑲?cè)肷疃炔灰?夾心閥裝入后卡角與導(dǎo)槽的活動(dòng)量要求不一。

2.3 試驗(yàn)器設(shè)備性能不能滿足要求

在運(yùn)行途中出現(xiàn)的5起常用制動(dòng)起非常的故障中,均因列車試驗(yàn)器或單車試驗(yàn)器的性能不符合文獻(xiàn)[3]規(guī)定要求,而造成故障閥在列車試驗(yàn)或單車試驗(yàn)過程中未被發(fā)現(xiàn)。

懷化客整所股道中的試驗(yàn)器與第一輛客車之間的連接軟管過長(28 m),輔臨修使用的單車試驗(yàn)器連接軟管管徑小(20 mm),不符合文獻(xiàn)[3]的規(guī)定。影響制動(dòng)安定性能檢測結(jié)果,造成單車試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)單車試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)性能受到影響。

2.4 風(fēng)源質(zhì)量及機(jī)車誤操作等其他關(guān)聯(lián)因素

除檢修質(zhì)量不高、風(fēng)源質(zhì)量不良的因素之外,還有2起故障是由于機(jī)車誤操作等因素造成。

(1)在安裝104型緊急閥前,未對管系及中間體進(jìn)行吹塵處理,使夾心閥與夾心閥座間夾有雜物,形成制動(dòng)管通往排氣口的漏縫。同時(shí),壓風(fēng)間和相應(yīng)崗位作業(yè)者未按要求排水,造成風(fēng)源含水和油,逐步造成縮孔Ⅲ等因有油泥而使孔徑縮小,影響緊急閥的性能。

(2)2009-11-07深圳西到懷化的K9061次在深圳站始發(fā)時(shí),司機(jī)進(jìn)行試風(fēng)作業(yè)因減壓量過大,造成機(jī)后4位YZ341205起緊急,始發(fā)做關(guān)門處理,運(yùn)行一個(gè)區(qū)間開門運(yùn)行至終點(diǎn)均無異常,而在庫內(nèi)試風(fēng)、單車試風(fēng)及705試驗(yàn)臺均正常,分解該緊急閥也未見其他異常情況。

3 改進(jìn)措施

雖然104型緊急閥因運(yùn)用一段時(shí)間后,緊急制動(dòng)靈敏度有提高的趨勢,在一些不利因素耦合下,會爆發(fā)意外緊急制動(dòng),但通過對104型緊急閥檢修及運(yùn)用故障原因的分析,可從工藝、工裝、人員操作等方面來提高緊急閥的性能。

3.1 對關(guān)鍵工藝進(jìn)行卡控,提高制動(dòng)安定性和緊急制動(dòng)波速

(1)改善閥體外部除銹工序,對閥體的外部清洗盡量采用500 kPa以上的高壓加適當(dāng)溫度的清水進(jìn)行沖洗。采用拋丸工序時(shí),必須做好緊急閥安裝面和排氣口的防護(hù),避免鋼丸進(jìn)入,影響閥的性能。同時(shí),鋼丸的大小要適中,拋丸時(shí)間不宜過久,防止長期使用拋丸工藝造成閥體壁厚不斷變薄的現(xiàn)象。

(2)加強(qiáng)對閥體與夾心閥座鑲合質(zhì)量的檢測,在檢修過程中,可以測量緊急活塞與夾心閥座間的距離,如小于16.5 mm,則需要進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)廢處理。

(3)在檢修過程中嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求,尤其是加強(qiáng)夾心閥的檢修,存在開膠或變形時(shí)須更換,閥面不平、壓痕過深者在0號以下砂紙上研磨平整,磨耗超限時(shí)更換。同時(shí),組裝時(shí)需檢查夾心閥與夾心閥導(dǎo)向桿間的配合情況,夾心閥應(yīng)能在導(dǎo)向槽自由轉(zhuǎn)動(dòng),避免卡角與導(dǎo)向槽卡死。

(4)檢修時(shí)用直徑為1.5 mm的通針對緊急活塞桿縮孔Ⅲ以及其他縮孔進(jìn)行疏通,防止各縮孔堵塞;閥內(nèi)彈簧如安定彈簧按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢測,如出現(xiàn)衰弱、變形、自由高過低等現(xiàn)象時(shí)須進(jìn)行更換。

3.2 加強(qiáng)制動(dòng)閥內(nèi)配件的檢測,避免有質(zhì)量缺陷的配件裝車使用

(1)對緊急閥濾塵網(wǎng)網(wǎng)孔稀密、濾塵網(wǎng)深淺及外形尺寸進(jìn)行規(guī)范,確保濾塵網(wǎng)能有效阻止超過規(guī)定數(shù)目要求的塵埃進(jìn)入閥體,解決濾塵網(wǎng)容易松動(dòng)掉落的問題。同時(shí),建議將網(wǎng)狀濾塵網(wǎng)改為粉末冶金形式的濾塵器。

(2)統(tǒng)一緊急活塞桿縮孔Ⅴ直徑,使緊急活塞桿下部的徑向縮孔直徑由原來的φ 1.2 mm按現(xiàn)有設(shè)計(jì)要求改為φ 1.15 mm,減低緊急制動(dòng)時(shí)緊急室風(fēng)壓向大氣排出的速度。

(3)檢修時(shí)對夾心閥的V型角度進(jìn)行檢測,夾心閥安裝后仍能與導(dǎo)向桿的導(dǎo)槽鑲?cè)肷疃扔幸欢ǖ幕顒?dòng)量,避免出現(xiàn)夾心閥卡死的現(xiàn)象。V型角度為70°,V型槽不宜過深。根據(jù)TB/T 2206-91《車輛用103/104型空氣分配閥橡膠件》中規(guī)定的夾心閥的圖樣(見圖6)可以看出,對夾心閥70°V型角的深度和底部圓坑半徑尺寸未給出,造成生產(chǎn)廠家對該尺寸難以控制,建議按圖7所示,增加尺寸L及R。

3.3 規(guī)范試驗(yàn)器及試驗(yàn)檢測設(shè)備的檢修和改進(jìn)

縮短列車試驗(yàn)器與列車第一輛客車間的連接軟管長度,選用10—15 m,輔臨修使用的單車試驗(yàn)器連接軟管管徑選用25 mm,符合文獻(xiàn)[3]的規(guī)定。

圖6 TB/T 2206-91提供的夾心閥圖樣

圖7 建議修改的 夾心閥圖樣

3.4 降低影響緊急閥安定性不良的其他關(guān)聯(lián)因素

(1)加強(qiáng)風(fēng)源質(zhì)量及潔凈度的控制,降低壓風(fēng)機(jī)、列車供風(fēng)風(fēng)源的含油、含水量。

(2)目前內(nèi)燃機(jī)車大多裝用JZ-7型空氣制動(dòng)機(jī),電力機(jī)車大多數(shù)裝用DK1型電空制動(dòng)機(jī)。

建議將庫內(nèi)列車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)放大,即把H6型列車試驗(yàn)器改為JZ-7型式列車試驗(yàn)器,避免發(fā)生列車試驗(yàn)時(shí)靈敏度差的現(xiàn)象。

[1] 藍(lán)春紅.車輛制動(dòng)[M].北京:中國鐵道出版社,2000.

[2] TB/T 2206—91.車輛用103/104型空氣分配閥橡膠件[S].北京:中國鐵道出版社,2004.

[3] 中華人民共和國鐵道部.車輛空氣制動(dòng)裝置檢修規(guī)則[S].北京:中國鐵道出版社,1986.