江 濤

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

內(nèi)燃機(jī)車(chē)是冶金企業(yè)重要的交通運(yùn)輸工具，貴溪冶煉廠鐵路編組站有5臺(tái)GKD2型內(nèi)燃機(jī)車(chē)。單元制動(dòng)器是機(jī)車(chē)整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分，是制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是滿足機(jī)車(chē)緊急制動(dòng)距離要求和確保機(jī)車(chē)行車(chē)安全的重要裝置［1］。近年來(lái)機(jī)車(chē)單元制動(dòng)器故障率居高不下，多次發(fā)生單元制動(dòng)器不制動(dòng)的故障，嚴(yán)重影響機(jī)車(chē)行車(chē)安全。

2 單元制動(dòng)器結(jié)構(gòu)及工作原理

QB-4型單元制動(dòng)器由制動(dòng)缸裝配、箱體、杠桿、閘瓦間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)、螺桿復(fù)位機(jī)構(gòu)、瓦托、閘瓦撐及閘瓦等組成［2］。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 QB-4型單元制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖

單元制動(dòng)器的工作原理就是風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為熱能的一個(gè)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。當(dāng)制動(dòng)缸充風(fēng)時(shí)，推動(dòng)鞲鞴推桿前移，鞲鞴推桿推動(dòng)杠桿、力推擋圈、調(diào)整套、調(diào)整螺母、螺桿前移，使閘瓦壓向車(chē)輪踏面進(jìn)行制動(dòng)。螺桿的前移，帶動(dòng)導(dǎo)向螺母、導(dǎo)向螺母套、調(diào)隙擋一起前移。如果制動(dòng)前閘瓦與踏面間的間隙小于或等于調(diào)隙擋與壓圈間的間隙，則在制動(dòng)全過(guò)程中，導(dǎo)向螺母、導(dǎo)向螺母套、調(diào)整螺母、調(diào)整套、螺桿前移量相等。當(dāng)制動(dòng)缸排風(fēng)緩解時(shí)，在緩解彈簧的彈力作用下，通過(guò)杠桿，推動(dòng)復(fù)位擋圈，帶動(dòng)調(diào)整套、調(diào)整螺母、螺桿、導(dǎo)向螺母、導(dǎo)向套、調(diào)隙擋一起后移。從而使螺桿帶動(dòng)閘瓦一起回到制動(dòng)前的位置，即閘瓦與踏面間保持制動(dòng)前的間隙值。

3 單元制動(dòng)器不制動(dòng)故障原因分析及改進(jìn)措施

從表可以看出導(dǎo)致QB-4型單元制動(dòng)器不制動(dòng)故障的原因有：導(dǎo)向套止釘折斷、壓蓋螺絲松動(dòng)、調(diào)整套錐齒輪磨損、制動(dòng)缸漏風(fēng)、內(nèi)部銹蝕等。

表 QB-4型單元制動(dòng)器不制動(dòng)故障現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)

3.1 導(dǎo)向套止釘折斷

導(dǎo)向套和調(diào)隙擋采用螺紋連接、止釘防松動(dòng)的方式。當(dāng)單元制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向套旋轉(zhuǎn)方向與螺紋絲扣方向一致，會(huì)鎖緊絲扣；單元制動(dòng)器緩解或者更換閘瓦時(shí)，導(dǎo)向套旋轉(zhuǎn)方向與螺紋絲扣方向相反，止釘會(huì)受到一個(gè)圓周方向的剪切力，時(shí)間一長(zhǎng)，止釘會(huì)疲勞折斷，導(dǎo)向套和調(diào)隙擋連接松動(dòng)，單元制動(dòng)器無(wú)法制動(dòng)。脫落的止釘卡死調(diào)整部，制動(dòng)后無(wú)法正常緩解，產(chǎn)生抱閘，危及行車(chē)安全。為防止止釘折斷，我們?cè)谠贯斂渍龑?duì)面開(kāi)了個(gè)6mm的孔，采用雙側(cè)6mm止釘代替原來(lái)的單側(cè)6mm止釘，如圖2所示，以增強(qiáng)止釘?shù)膹?qiáng)度。

圖2 改進(jìn)前后導(dǎo)向套止釘對(duì)比圖

3.2 內(nèi)部銹蝕

QB-4型單元制動(dòng)器并非防水設(shè)計(jì)，而廠礦企業(yè)線路狀況復(fù)雜，線路兩側(cè)的雜物和積水較多。一旦橡膠防塵罩老化或者被異物劃破，水和礦粉等雜質(zhì)就會(huì)進(jìn)入單元制動(dòng)器內(nèi)部，附著在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上。同時(shí)，相關(guān)人員清洗走行部時(shí)，由于不當(dāng)操作使水進(jìn)入單元制動(dòng)內(nèi)產(chǎn)生零件銹蝕。單元制動(dòng)器零件的銹蝕，會(huì)造成摩擦阻力異常增大，產(chǎn)生不制動(dòng)等故障［3］。所以，發(fā)現(xiàn)防塵罩有破損要及時(shí)進(jìn)行更換，清洗走行部時(shí)，嚴(yán)禁用水對(duì)沖單元制動(dòng)器。

3.3 制動(dòng)缸漏風(fēng)

制動(dòng)缸充風(fēng)時(shí)，缸壁和活塞形成一個(gè)密封容積，作用于活塞的壓縮空氣經(jīng)過(guò)一系列的杠桿增大一定倍數(shù)后傳遞給各閘瓦［4］，使閘瓦壓向車(chē)輪踏面產(chǎn)生制動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)缸有泄漏時(shí)，會(huì)使鞲鞴推桿的推力減少，甚至無(wú)法產(chǎn)生推力，最終單元制動(dòng)器不能正常制動(dòng)。制動(dòng)缸漏風(fēng)一般都是活塞皮碗老化破損或者缸壁機(jī)械擦傷造成，其中多為皮碗破損。針對(duì)這種情況，我們?cè)跈z修時(shí)，要及時(shí)更換磨損、破裂的皮碗，缸壁輕微的擦傷要用細(xì)砂紙打磨處理。單元制動(dòng)器組裝好后，應(yīng)進(jìn)行充風(fēng)實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)空氣壓力為450kPa,每分鐘泄漏量不得大于50kPa［5］，保障制動(dòng)缸的氣密性。

3.4 壓蓋螺絲松動(dòng)

閘瓦間隙值取決于調(diào)隙擋與壓圈和端蓋φ82mm孔底部臺(tái)階間的間隙大?。?］。壓圈是用4個(gè)M6×12的螺栓固定在端蓋上，壓圈的作用在單元制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，用來(lái)限制調(diào)隙擋的前移量。由于單元制動(dòng)器內(nèi)部傳動(dòng)部件工作頻繁，時(shí)間一長(zhǎng)，螺栓因震動(dòng)會(huì)松動(dòng)甚至脫落，這樣調(diào)隙擋的前移量就無(wú)法控制，調(diào)隙擋與壓圈和端蓋φ82mm孔底部臺(tái)階間的間隙就會(huì)變大，單元制動(dòng)器失去間隙調(diào)整能力，最后不能正常制動(dòng)。針對(duì)這一情況，我們用M6的載絲帶并帽代替原來(lái)的M6×12螺栓進(jìn)行緊固，如圖3所示，同時(shí)對(duì)載絲涂膠防止松動(dòng)。

圖3 改進(jìn)前后壓蓋螺栓對(duì)比圖

3.5 調(diào)整套錐齒輪磨損

調(diào)整螺母、導(dǎo)向螺母與螺桿通過(guò)不自鎖梯形螺紋相連接。在調(diào)整彈簧的作用下，閘瓦間隙正常時(shí)，調(diào)整螺母和導(dǎo)向螺母上的錐形齒輪分別與調(diào)整套和導(dǎo)向螺母套的錐形齒輪相互嚙合在一起。錐形齒的作用是防止正常制動(dòng)時(shí)調(diào)整螺母和導(dǎo)向螺母圍繞螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。一旦閘瓦間隙大于該單元制動(dòng)器內(nèi)定的間隙值時(shí)調(diào)整螺母和導(dǎo)向螺母在彈簧力的作用下就會(huì)分別繞螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺桿與導(dǎo)向螺母、調(diào)整螺母產(chǎn)生相對(duì)位移，起到調(diào)節(jié)閘瓦的間隙的作用。所以，當(dāng)錐形齒有磨損時(shí)，螺母和套就不能正常嚙合，閘瓦間隙也就調(diào)整不了，嚴(yán)重時(shí)形成單元制動(dòng)器不制動(dòng)的故障。通過(guò)對(duì)故障單元制動(dòng)器解體發(fā)現(xiàn)，所有錐齒輪磨損中，調(diào)整套錐齒輪磨損概率最高，達(dá)到90%以上。這跟單元制動(dòng)器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中調(diào)整套錐齒輪是受力主動(dòng)件有很大的關(guān)系。因此，在單元制動(dòng)器檢修過(guò)程中，調(diào)整套和調(diào)整螺母錐齒輪、導(dǎo)向螺母套和導(dǎo)向螺母的配合齒面狀況及嚙合要良好，無(wú)斷齒、缺齒和嚴(yán)重磨耗，各齒高度不得小于設(shè)計(jì)原形的2/3。

4 結(jié)束語(yǔ)

單元制動(dòng)器工作環(huán)境復(fù)雜，除了在機(jī)車(chē)修程中做好相關(guān)技術(shù)狀態(tài)檢修外，日常的維護(hù)保養(yǎng)工作同樣重要，要及時(shí)清洗外部污染物，定時(shí)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)油潤(rùn)，防止缺油卡滯。