C80B型運煤敞車段修中存在問題的調查分析及建議

劉忠平

【摘 要】C80型敞車以大載重、高頻率、碼頭不摘鉤連續(xù)翻卸等特點成為大秦線主要的運煤專用敞車，該型敞車載重80t，商業(yè)運行速度100km/h，全部用于編組萬噸、兩萬噸重載列車。特別是C80B（含C80BH，以下同）以其性能成熟、作用穩(wěn)定一直占領運輸?shù)闹鲗У匚?，?013年到2015年為例計算，其使用率占到大秦線所有敞車的66.89%，隨著在檢修、運用中的不斷使用，累計發(fā)生了一些比較典型的故障，給正常的運輸秩序帶來一定的安全隱患。因此，加強對C80B主型車輛故障的研究，具有現(xiàn)實的指導意義。本文對該車型在段修中存在的相關慣性問題進行了調研，并提出了相應的改進措施。

【關鍵詞】C80B敞車；慣性問題；分析；影響；改進

1 C80B型敞車存在的主要故障

1.1 NSW型手制動機性能不良

1.1.1 性能試驗情況

為了便于分析NSW型手制動機檢修的現(xiàn)狀，我們隨機抽取2015年10月12日到16日一周內湖東車輛段大同檢修、湖東檢修施修的C80B共計336輛段修車進行了調查統(tǒng)計，其中NSW型手制動機性能作用不良的117輛，占檢修總數(shù)的34.82%。

1.1.2 更換情況

在選取日期段內的336輛段修車的NSW型手制動機檢修情況進行調查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，因手制動機制動、調力作用不良和三項功能全失的共更換59臺，輛均0.18件，見表1。

1.1.3 手制動機故障分類情況

在更換的59臺手制動機中，為了分析功能性故障發(fā)生的原因，對所有故障手制動機進行了分解檢查，共發(fā)現(xiàn)問題214件。故障臺均3.62件。其中有的手制動機多個問題并存，零部件故障情況見表2。

1.1.4 對上述故障手制動機拆解統(tǒng)計情況

通過對上述故障手制動機統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)①功能手柄、撥架卡滯折斷兩項合計占13.09%；②棘舌與棘舌座、小齒輪與主動軸銹死，兩項合計占45.33%；③主動軸彎曲、離合器裂損，兩項合計占26.63%。這三類故障為手制動機存在的主要故障。其中棘舌與棘舌座銹死故障占單項故障之首位。銹蝕典型故障見圖1所示。

1.2 脫軌制動閥銹蝕問題

1.2.1 為了分析脫軌制動閥銹蝕狀況，我們依然隨機抽取2015年11月9日到13日一周內湖東車輛段大同檢修、湖東檢修施修C80B共計381輛段修車進行了調查統(tǒng)計，脫軌制動閥裝置各部銹蝕、損傷等故障202件，故障占總檢修車輛數(shù)的53.02%。故障統(tǒng)計情況如表3：

表3 脫軌制動閥故障統(tǒng)計表

1.2.2 從脫軌制動閥本身發(fā)生銹蝕的部位來看，銹蝕主要發(fā)生在調節(jié)桿與作用桿連接螺紋處、鎖緊螺母與作用桿連接螺紋處、調節(jié)桿與作用桿連接扁銷處三個部位，銹蝕故障占總故障率的74.75%。

1.2.3 從脫軌制動閥發(fā)生銹蝕故障的情況來看，銹蝕主要發(fā)生在處于車體兩端處的1位和4位脫軌制動閥處，該部位累計銹死有128個，銹死比例占總量（2、4位總數(shù)762個）的16.79%；而處在2位和3位處的脫軌制動閥則銹蝕情況較輕，在調查的2位、3位僅有23個發(fā)生銹死，銹死比例僅為3.02%。各部制動閥銹蝕情況如圖2、圖3所示：

圖2 1、4位脫軌制動閥銹蝕情況 圖3 2、3位脫軌制動閥銹蝕情況

1.2.4 從作業(yè)程序來看，在整車落成后必須要調整車軸上邊緣與頂梁下平面的距離至規(guī)定值，這就需要涉及到調整并轉動頂梁。而由于頂梁上的調節(jié)桿與作用桿嚴重銹蝕，導致兩者無法轉動調整，嚴重的必須借助手錘敲擊頂梁轉動，或者用氧氣將鎖緊螺母與作用桿烤紅后再用手錘敲擊頂梁才能旋動，從而增加了檢修難度，給現(xiàn)場檢修帶來非常不便。

2 C80B型敞車存在的主要故障原因分析

2.1 手制動機性能不良原因分析

2.1.1 運行環(huán)境及手制動機自身設計結構缺陷的影響

手制動機在車輛運用中直接暴露在環(huán)境中，長期遭受風吹、日曬、雨淋，特別是大秦線東西部溫差大、冬天裝煤時的防凍液使用使手制動機的運用環(huán)境變得更差，加上手制動機的箱殼結構本身在制動鏈條處開口較大，導致手制動機在主動軸、軸承、離合器、小齒輪等處的油脂風化嚴重，導致配件極易發(fā)生銹死。

2.1.2 行車部門使用人員操作不當

NSW型手制動機投入運用的時間已有十多年，但行車部門的操作者對其安全性能及使用原理并沒有進行系統(tǒng)的理解，對其安全注意事項并不熟知。表現(xiàn)在：不了解調速手柄的作用，在進行制動操作時，將調速手柄置于左側，因制動力無法保持，轉動手輪時用力過猛，使離合器承受過大沖擊力；在緩解操作時，將調速手柄當作緩解手柄，在棘輪與棘舌卡勁時調速手柄撥叉桿受力過大，使撥叉桿折斷等。緩解時未能快速轉動手輪，緩解不良時便連續(xù)轉動手輪，使離合器承受沖擊力過大，易導致離合器等部件裂損。

2.1.3 運用中非正常作業(yè)導致作用不良

貨運部門的非正常裝卸作業(yè)，導致主動軸彎曲、部分配件折損，手輪嚴重變形，功能手柄、撥架折斷無法實現(xiàn)常用制動和調力制動功能轉換，以及冬季在車體端墻上噴防凍液時進入手制動機內部，車體翻卸作業(yè)時煤塵進入，也是導致手制動機作用不良的重要原因。

2.1.4 段修時工藝簡化及部件強度不足導致作用不良

1）由于手制動機受自身設計結構的限制，車輛段修時未嚴格按照規(guī)定在鍵輪與離合器之間、離合器與棘輪和小齒輪之間、小齒輪與主動軸之間和卷鏈軸組成的大齒輪須涂潤滑脂，只是在卷鏈軸組成的大齒輪噴少許潤滑油，其他部位未能達到有效的潤滑狀態(tài)，特別是鍵輪與離合器之間、離合器與棘輪和小齒輪之間摩擦部位始終處于干摩擦狀態(tài)，受外界惡劣環(huán)境影響，使內部配件極易過早銹死，導致手制動機作用不良引發(fā)作用失效。

2）主動軸、離合器等核心部件強度不足

NSW型手制動機內部的主動軸上有鍵輪、離合器、棘輪、小齒輪等配件，這些配件之間的設計間隙較大。在轉動手輪時（尤其是在緩解操作時）各配件易受沖擊力作用，離合器與主動軸尤甚。離合器的材質為ZG40Cr，與主動軸同樣采用精密鑄造工藝制造，是使用頻次較高、受力較復雜的關鍵配件。由于制造工藝方面的原因，離合器斜面根部存在尖角，使其橫斷面相對較小，在外力作用下容易使離合器局部產(chǎn)生應力集中，當離合器的3個斜面尺寸偏差較大或與鍵輪配合不良時受力不均勻，從而導致離合器裂損，并易引發(fā)其他故障，比如主動軸彎曲變形或手柄折斷等。

2.2 脫軌制動閥銹蝕分析

2.2.1 設計位置不合理是導致銹蝕的主要原因

從C80B型敞車脫軌制動閥在車輛中的安裝位置來看，1、4位脫軌制動閥位于車體的兩端，與端墻的橫向距離僅有20cm左右，且其與端墻間無任何防護裝置，因此在車輛運用中特別容易遭受雨水、煤灰、防凍液等物體的侵蝕，運行條件十分惡劣。這一點從現(xiàn)場檢修中不難發(fā)現(xiàn)：1、4位脫軌制動閥從外觀看約有92%的附有大量的煤灰、煤塊等雜物，而處于車輛中部的2、3位脫軌制動閥在外觀上煤灰等雜物明顯較少，比1、4位情況要好很多。調查數(shù)據(jù)顯示2、3位的脫軌制動閥作用桿與調節(jié)桿93.27%用手即可旋動，作用桿與調節(jié)桿連接扁銷也能夠在孔內靈活移動，而1、4位脫軌制動閥作用桿與調節(jié)桿以及作用桿與調節(jié)桿連接扁銷94.58%均已銹死，需要借助錘擊、烤調才能旋動。

2.2.2 易銹蝕部位涂抹油脂不到位

從段修脫軌制動閥檢修過程看，脫軌制動閥在檢修中調節(jié)頂梁時未能按規(guī)定在作用桿與調節(jié)桿結合部涂120閥用改性甲基硅油。對于新檢修組裝的脫軌制動閥也未能按規(guī)定在作用桿與調節(jié)桿、鎖緊螺母等處按規(guī)定涂油，這也是導致脫軌制動閥銹蝕嚴重的一個重要因素。

2.2.3 防脫閥上蓋丟失也是其銹蝕的因素之一

在現(xiàn)場檢修中調查發(fā)現(xiàn)，約有6%左右的防脫閥無上蓋，主要原因在于車輛運行中由于振動造成防脫閥上蓋丟失，由于防脫閥上蓋與閥體采用鉚接方式，鉚釘因銹蝕后折斷是造成丟失的主要原因。防脫閥上蓋丟失后更易造成雨水、煤灰、防凍液等物體的侵蝕，導致銹蝕進一步加劇。

3 C80B型敞車存在的主要故障對檢修生產(chǎn)及安全的影響

3.1 手制動機維修成本的居高不下，安全隱患加大

3.1.1 在檢修時發(fā)現(xiàn)，手制動機除了手輪、殼體、鏈條、底座等配件可以通過加修再次使用外，其他配件因銹蝕已無法再次修復使用，每套手制動機一但主動軸、軸承或離合器出現(xiàn)問題，這套手制動機直接近于報廢，已無檢修的價值。

3.1.2 調車作業(yè)時，對停留的車輛，必須擰緊兩端的人力手制動機，或輔以鐵鞋牢靠固定。遇最外方手制動機有故障時，可順延使用下一輛手制動機。2015年，路內發(fā)生了數(shù)起因手制動機制動、緩解不良造成的質量故障，給行車安全帶來隱患，應引起高度重視。

3.2 脫軌制動閥銹蝕加大調整相關間隙的工作難度，延長檢修時間，加大維修成本

3.2.1 作用桿與調節(jié)桿銹死后，僅用手工根本無法旋動調節(jié)桿，需要借助錘擊、火烤調等手段才能旋動。調查數(shù)據(jù)顯示，約有31.38%需要借助手錘敲擊，必須用火烤調的占到68.62%。另外，調節(jié)桿與作用桿連接扁銷銹死后，連接扁銷徒手根本無法將其取出，必須借助工具錘擊，有時分解一個扁銷即需要十多分鐘的時間。由于銹蝕問題的存在，使得車輛在調整調節(jié)車軸上邊緣與頂梁下平面的距離時工作難度加大，檢修時間延長。

3.2.2 引發(fā)其它潛在故障隱患，增加維修成本

由于脫軌制動裝置銹蝕問題的存在，在調整頂梁與車軸間隙時，需要借助用手錘敲擊或火烤，很容易造成頂梁及調節(jié)桿變形、裂紋、割傷等故障。在火烤調過程中，經(jīng)常會發(fā)生割傷鎖緊螺母的問題。另外，由于采取氧氣切割的方法進行分解脫軌制動裝置，作用桿、頂梁、鎖緊螺母等均會出現(xiàn)不同程度的損壞而無法繼續(xù)使用，增加了檢修成本。

4 措施及建議

4.1 NSW型手制動機方面

4.1.1 嚴格落實檢修標準，段修時對鍵輪與離保器、離合器與棘輪和小齒輪、小齒輪與主動軸、卷鏈軸組成的大齒輪、棘舌與棘舌座及銷等內部配件注足量的89D制動缸脂，并保證注油孔塞完好，確保內部摩擦部位始終處于潤滑狀態(tài)，減少配件銹死，適應惡劣的運用環(huán)境需要。

在注油方法上建議配備特制注油槍，以便能夠伸到NSW型手制動機內部充分注油。

4.1.2 設計上應適當增加主動軸與小齒輪的配合間隙，保證良好的潤滑作用，減少銹蝕，防止轉動卡滯。主動軸與離合器的材質可以采用更高級別的材料，如Ti1023。

4.1.3 段修時按照《鐵路貨車制動裝置檢修規(guī)則》5.2.8規(guī)定全面進行性能試驗，對性能不良的一律更換。發(fā)現(xiàn)功能手柄和撥架折損的，一律分解檢修，更換梅花弄手柄和加強型撥架。

4.1.4 設計在手制動機下方開口處安裝防塵橡膠墊，在手制動軸鏈通過處開設圓孔，使原來的敞口式設計改變?yōu)榫o口式設計。使主動軸部分盡量封閉，減少裸露面積，可以最大限度地防止翻車作業(yè)時煤塵等雜物的侵入，起到延長手制動機使用壽命的目的。同時在手制動機下方2位小端梁增設限位止擋，避免防塵橡膠墊因手制動拉鏈橫向位移過大而遭到破壞。

4.1.5 加強對調車作業(yè)人員的培訓，使其熟悉NSW型手制動機的作用原理性能試驗要求，避免誤操作。杜絕運用中的非正常作業(yè)，防止因人為因素造成的配件變形和折損。

4.2 脫軌制動閥方面

4.2.1 增設防護罩。由于脫軌防脫閥安裝位置的特殊性，可以在設計上對C80B型敞車1、4位脫軌制動閥增設防護罩。防護罩安裝在防脫閥安裝座閥體下沿部位處。該防護罩材質采用高分子尼龍合成材料，能有效減少因螺紋銹蝕帶來的困擾。通過加設防護套，可以有效減少作用桿與調節(jié)桿連接處、鎖緊螺母與作用桿連接處的銹蝕。

防護罩整體結構呈圓柱型，分上下兩部分，上部為一環(huán)狀圓柱（內徑帶有螺紋），下部為卡扣式圓箍。下部分兩片，可實現(xiàn)上下折翻，通過卡扣實現(xiàn)鎖緊，起到封閉作用。

防護罩與脫軌閥采用螺紋連接，即在防脫閥安裝座閥體下部外側增加螺紋，防護罩上端內側設有螺紋，兩部配件實現(xiàn)螺紋連接。

作業(yè)時，只需旋轉防護罩，即可卸下防護罩，實現(xiàn)正常作業(yè)，調整各部間隙并安裝連接扁銷鉚接后，只需緊固防護罩即可。如因操作空間限制，可通過解鎖卡扣調整空間實現(xiàn)便利作業(yè)。操作簡便。因防護罩安裝在調節(jié)桿中央位置，不會存在因脫落造成事故隱患。防護罩簡易圖如圖4所示。

4.2.2 嚴格落實檢修標準，盡量減少使用火烤調手段分解切割連接扁銷等配件。檢修時，在作用桿與調節(jié)桿表面涂適量120閥用改性甲基硅油。凡發(fā)現(xiàn)調節(jié)桿與作用桿螺紋腐蝕一律更換。鎖緊螺母損傷超過兩齒的盡量進行更換處理。

4.2.3 脫轉制動閥上蓋由原來的鉚接結構改變?yōu)楹附Y結構，焊結方式采用點焊，分三處沿閥體與閥蓋圓周方向均勻分布。

4.2.4 必須使用氧氣切割分解作用桿與調節(jié)桿的扁銷時，先將扁銷頭部敲擊到靠近作用桿一端，使扁銷鉚接部位盡量遠離鎖緊螺母，然后再進行切割。切割時，可適當在鎖緊螺母處加設防護擋板裝置。同時要控制好氧氣火焰強度，以免灼傷鎖緊螺母等配件。

4.2.5 調節(jié)桿和鎖緊螺母采用不銹鋼材料

不銹鋼材料具有極強的耐腐蝕性能，目前車輛上裝用不銹鋼材料的配件越來越多，調節(jié)桿和鎖緊螺母采用不銹鋼材料后，可從材質源頭上解決銹蝕問題。

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[責任編輯：楊玉潔]