关于DAB-1型集成制动装置手制动杠杆销轴脱出故障原因分析及解决措施

喻泉

摘要：分析了装用DAB-1型集成制动装置的JSQ6型双层凹底小汽车运输专用车手制动杠杆销轴脱出故障的原因，并提出了解决方法。

关键词：DAB-1;集成制动;手制动杠杆;销轴;故障;措施

0  引言

为配合新一代大轴重铁路货车的研发，促进我国货车制动技术进步，解决浴盆车、漏斗车、凹底车等下部空间紧张车型制动系统排布困难等问题，改善基础制动缓解不良的惯性质量故障，中车长江车辆公司通过自主创新，研制了DAB-1型转向架集成制动装置。

DAB-1型转向架集成制动装置是一项全新的基础制动技术，其主要特点是结构紧凑、传动效率高、闸瓦压力均匀、偏磨小计重量轻等，自从2016年DAB-1型集成制动装置在JSQ6型双层凹底小汽车运输专用车运用以来，其性能较为稳定。DAB-1型集成制动装置运用以来曾发生过带手制动的集成制动装置手制动杠杆与行程指示器连接的销轴脱落故障，影响手制动作用，当上下销轴均脱落时，手制动杠杆会偏移原位置，严重时导致手制动杠杆脱落，导致耽误正常行车。

1  主要结构

与传统制动装置相比，DAB-1型转向架集成制动装置将制动系统的制动缸、闸调器、制动杠杆、拉杆等集成为一体，安装在转向架上。传统制动装置与集成制动装置的对比见图1。

DAB-1型转向架集成制动装置由DAB型单元制动缸、组合式制动梁、制动杠杆及链蹄环等组成，DAB型单元制动缸取代原转向架基础制动装置的中拉杆，其它与传统的转向架基础制动装置结构相同。

DAB-1型转向架集成制动装置分为带手制动与不带手制动两种形式。

2  主要特点

与传统制动系统相比，DAB-1型转向架集成制动装置具有以下主要特点：①DAB型单元制动缸由增力型制动缸、压缩式闸调器组成为一体，取代原转向架基础制动装置的中拉杆。结构型式、安装方式与传统转向架基础制动装置相同，制动梁等配件与既有铁路货车通用，而车体上无杠杆系统，有利于系列化设计，继承性及通用性好。②在装车、运用及车轮旋修时均无须调整操作，具有自适应性。换瓦力小，使用维护方便。③结构紧凑、占用车体空间小，有利于制动系统排布及车体结构优化。④重量轻，有利于增大车辆载重。⑤传动效率高，所需副风缸容积小，消耗能量少，有利于提高列车长大下坡道运行安全性。⑥主动缓解，有利于改善基础制动缓解不良的惯性质量故障。⑦制动力分布均匀，可减少轮对偏磨、轮缘磨耗及踏面拉伤等问题。

3  手制動杠杆销轴脱出原因分析

原结构，手制动杠杆销轴与行程指示器销孔采用过渡配合，销轴外径为20mm，行程指示器销孔内径为20mm，装配时需用手锤打入，并在销轴脱出方向加设弹性挡圈。

但在实际运用中，销轴有窜出及脱落情况。

通过手制动模拟试验发现，4套单元制动缸有1套在循环制动120余次后，销轴上移并接触弹性挡圈，再经80余次后，销轴将弹性挡圈挤出。

通过销轴拔出力试验发现，在拉拔销轴时，销轴可先将弹性挡圈挤出。销轴拔出力为4～7kN。

为验证加大挡圈吃槽深度对于销轴防脱的效果，将挡圈规格由原20改为22，配20挡圈的挡板见图2，配22挡圈的挡板见图3，此时挡圈吃槽深度由原0.485～0.6mm加大到1.035～1.15mm。

经试验，加大挡圈吃槽深度后，拔出力达到16kN时销轴、挡圈均未脱出，销轴与挡圈卡在一起，拔销器折断。

对现场挡圈实物检查，发现部分挡圈卡槽的挡边存在斜度及清根未尽的情况，对挡圈的吃槽深度及防脱效果具有不良影响。

综上，销轴脱出的原因为：手制动及车辆运行振动过程中，手制动杠杆与销轴的摩擦力带动配合较松的销轴向弹性挡圈方向移动，多次制动或长时间振动后，销轴与挡圈接触，当弹性挡圈吃槽深度不足时，受挤后弹性挡圈易弹出，导致销轴脱出。

4  改进措施

4.1 销轴防窜出  根据上述分析及试验，为防止销轴窜出，采用以下措施：①采用规格26的弹性挡圈。吃槽深度由原0.485～0.6mm加大到1.15～1.3mm，挡圈厚度由原1mm增厚到1.2mm。②在销轴上增加M24×2螺纹，通过螺纹连接增加轴向防脱力。上销轴采用右旋螺纹，下销轴采用左旋螺纹。在手制动时，摩擦力有拧紧压盖的趋势。见图4。

4.2 手制动杠杆防脱落  为了防止销轴万一窜出而引发手制动杠杆脱落，在手制动杠杆头部增加M12的防脱螺栓，通过开槽螺母+开口销的的方式固定，以对手制动杠杆进行防护。手制动杠杆防脱结构见图5。

5  试验验证

为验证新结构的可靠性，进行了手制动循环试验、人为松脱试验、现车手制动试验、销轴快速腐蚀试验及线上加装手制动杠杆试验。

5.1 手制动循环试验  在手制动时螺杆输出力不低于80kN的工况下，经2000次手制动循环试验，试验完后施加2次极限载荷（不低于130kN）下的制动。销轴未见松动及弯曲变形，丝扣未见破坏，销轴直径实测19.43mm、19.46mm（图纸尺寸19.4～19.5mm），试验前后未见变化。行程指示器销轴孔未见明显磨耗。

5.2 人为松脱试验  以人力利用力矩扳手转动销轴，力矩值达195N·m（六方头所能承受最大扭矩），销轴顶住弹性挡圈后不能继续上移，弹性挡圈未见挤出。

5.3 现车手制动试验  为验证新方案销轴在极限工况下的强度及防脱可靠性，在现车上进行了多工况的手制动试验。

①试验工况及各工况下手制动机链条输出力（表1）。

②各工况下手制动装置及单元制动缸状态。工况1至工况5，手制动装置制动缓解正常，单元制动缸销轴未见松动，手制动杠杆叉口未见张开。

工况6，反打手轮及转动手柄，手制动机均不能缓解，手制动机卡死失效。单元制动缸销轴未见松动，手制动杠杆叉口未见张开，叉口尺寸仍为102mm。分解后，销轴未见变形，销孔内螺纹未见损坏。

所有手制动工况完成后，向单元制动缸充风后排风，单元制动缸制动缓解正常。

5.4  线上更换手制动杠杆试验  经线路更换手制动杠杆试验，在线路上没有地沟的情况下，整个手制动杠杆更换过程总共约35分钟。更换过程如下：①拆手制动拉杆与手制动杠杆连接销;②拆手制动杠杆销轴及挡圈。拆下销轴时，如销孔位于制动梁上方时须撬动闸瓦;③卸下旧手制动杠杆，装上新手制动杠杆、销轴及挡圈;④装手制动拉杆与手制动杠杆连接销。试验情况表明，可以在没有地沟的情况下利用车辆装卸货的时间更换手制动杠杆。

6  结语

通过对既有装用DAB-1型集成制动装置进行改造：手制动杠杆销轴改为螺纹销轴，销轴弹性挡圈规格由20mm改为26mm，配套增大挡圈吃槽深度;手制动杠杆增加防脱螺栓、螺母和开口销等改进措施后，运行两年多的时间，未出现手制动杠杆销轴脱落故障。铁路车辆运行环境十分恶劣，各部件的受力情况也极为复杂，因此要求我们在设计防脱落机构时，应该充分考虑各种恶劣工况，确保设计的防脱落机构稳定可靠，从源头保证行车安全。

参考文献：

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