K2型铁路货车转向架基础制动装置缓解效果改善

吴金泽

中车沈阳机车车辆有限公司 辽宁 沈阳 110142

前言：制动梁是K2型转向架的核心部件,通过对车轮施加制动力,使铁路货车紧急制动。如果制动梁出现损坏,则会影响制动功能的正常发挥。需要对其结构特点进行分析,找到有效的制动装置缓解效果改善措施。

一、K2型铁路货车转向架基础制动装置结构特点及缓解不良故障

(一)结构特点。在铁路货车提速下,为达到更好的制动效果,目前K2型转向架多采用L-B型组合式制动梁。这种制动梁不是由板材组件焊接而成的,而是由多个紧固件构成的模块化结构,并采用滑块式结构代替原滚子轴式结构。其具体组成构件包括梁架、闸瓦托、支柱、夹扣和滑块磨耗套等。由于采用了组合式结构,可以为构件制造、检修提供方便,使制动梁结构受力更加合理,而且能够抑制闸瓦偏磨问题,提高制动梁使用可靠性。

(二)缓解不良故障。铁路货车制动装置缓解不良主要表现为托梁和制动杠杆出现局部磨损、闸瓦故障、制动缸的活塞推杆缓解性能不足等。从以往故障调查结果来看,如果与制动杠杆配合的托梁采用圆钢结构托梁,容易出现明显的局部磨耗现象,磨耗宽度为10 mm 左右。出现制动缓解不良问题的车辆,转向架基础制动装置中的闸瓦表面容易出现裂纹、沟痕等损伤问题,严重时还会导致闸瓦出现中间断裂[1]。

二、K2型铁路货车转向架基础制动装置缓解效果的改善对策研究

(一)提高零部件制造质量。许多制动装置缓解不良问题都是由于零部件自身质量较差导致的,经过长期的运行,零部件受到磨损,进而无法正常发挥作用。在对其进行优化时,首先应加强零部件质量控制,对K2型转向架基础制动装置主要零部件制造质量、安装质量进行严格把控。应确保前后制动杠杆的托架与中梁下平面之间的距离差符合要求,并控制好上拉杆头相对角度、杠杆压弯角度、拉杆夹板间距等方面的偏差。在滑槽磨耗板的使用过程中,需要对其表面进行抛光处理,如果其表面粗糙,会增加缓解阻力,影响缓解效果。此外,应控制中拉杆夹板宽度偏差在±1 mm 以内,从而提升基础制动装置的杆件灵活性,进一步降低缓解阻力。在平时的运维工作中,也需要注意检查转向架基础制动装置零部件的磨损情况,及时更换受损零部件[2]。

(二)优化基础制动装置结构。铁路货车在快速行驶过程中会产生振动问题,导致零部件之间发生冲击,如果转向架基础制动装置结构设计不合理,则会加快零部件的损耗。通过对其装置结构进行优化,可以改善其受力状况。在铁路货车行驶速度、载重量的变化下,制动梁架实际承受的力也处于频繁变化状态,在内部应力作用下,容易使制动梁架圆弧部分出现疲劳裂纹。从结构设计角度来看,这主要是由于闸瓦托与梁架之间存在间隙,通过采用直接接触的设计方式,让车轮踏面反作用力直接经过闸瓦托传递给梁架端部,可以有效解决这一问题。此外,还可以采用柔性支点设计方式,消除间隙产生的附加缓解阻力,减小零部件磨损。通过对基础制动装置结构进行优化,可以有效降低制动装置缓解不良故障几率。

(三)降低闸瓦托故障几率。K2型转向架采用的L-B型制动梁闸瓦托自身材质明显优于原槽钢弓形闸瓦托。但是如果在生产过程中,出现缩孔、气孔和毛细裂纹等质量缺陷,会加快闸瓦托疲劳失效速度。这主要是由于冶炼工艺水平较低导致的,需要采用电弧炉炼钢技术,利用其强脱氧能力,减少闸瓦托质量缺陷。冶炼成型后还要经过树脂砂铸造工艺处理,提高铸件表面质量。此外,在闸瓦托和梁架组装后,如果其底部间隙超出3 mm,容易导致闸瓦托出现纵向扭转,需要对K2型转向架进行改造,提高安装定位精度,避免拉应力的集中产生。在此情况下,能够降低闸瓦托故障发生几率,从而改善基础制动装置缓解效果[3]。

(四)对制动梁进行整体优化。在对K2型铁路货车转向架进行优化的过程中,需要对L-B型制动梁进行整体改造,结合现有生产条件、生产技术水平等方面的考虑,通过制定合理的改造方案,从整体上优化制动装置缓解效果。具体可以采用两种改造方案,一是在侧架的合适位置增加固定支撑,托起L-B型制动梁,让其与制动梁一同运动,可以减小缓解阻力。具体可增加三个支撑结构,分别采用螺栓连接和滑槽连接方式,最终让支撑结构沿着滑槽进行移动。第二种改造方案与第一种方案的原理相同,但只增加两个支撑结构,将其中一个焊接在侧架上,然后与另一个采用滑槽连接方式,使其沿着滑槽移动,与制动梁一起运动。采用这两种整体优化方案,都能够对K2型转向架基础制动装置缓解效果作出有效改善,避免因缓解不良引发铁路货车行驶安全问题。

结束语：综上所述,K2型铁路货车转向架基础制动装置缓解不良问题主要是由于零部件质量问题和结构设计问题导致的,通过对其进行优化,可以有效降低缓解不良故障发生几率。通过采用本次研究提出的缓解效果改善对策,能够为K2型转向架基础制动装置的正常运转提供保障,从而提升铁路货车行驶安全性。