制動(dòng)閥檢修中典型故障的判斷處理

張明濤

（大秦鐵路股份有限公司太原北車輛段， 山西 太原 030003）

引言

制動(dòng)閥是貨車車輛的心臟，隨著鐵路重載、高速發(fā)展，貨車制動(dòng)故障呈現(xiàn)出高發(fā)態(tài)勢(shì)，其中屬于制動(dòng)閥故障占比能夠達(dá)到25%。為此，提高制動(dòng)閥檢修質(zhì)量，提高制動(dòng)閥穩(wěn)定性是車輛部門一直以來研究的課題。本文結(jié)合制動(dòng)閥檢修工作中發(fā)生的一些典型故障案例，進(jìn)行了初淺的分析溯源。

1 制動(dòng)閥現(xiàn)車裝用情況及基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鐵路貨車空氣制動(dòng)裝置一般以制動(dòng)閥進(jìn)行區(qū)分，目前主要使用的制動(dòng)閥有4種：120型制動(dòng)閥、120-1型制動(dòng)閥、主動(dòng)潤(rùn)滑式120型制動(dòng)閥、120H型制動(dòng)閥。其中主動(dòng)潤(rùn)滑式120制動(dòng)閥、120H型制動(dòng)閥為新型制動(dòng)閥，主要裝用于試驗(yàn)車，本文主要對(duì)120型制動(dòng)閥、120-1型制動(dòng)閥相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究分析。

為了滿足貨車載重、運(yùn)行速度、機(jī)車牽引重量地不斷提高，20世紀(jì)90年代初，我國研制了120型制動(dòng)閥。120型制動(dòng)閥由主閥、緊急閥、半自動(dòng)緩解閥和中間體組成。120型制動(dòng)閥主閥由作用部、減速部、局減閥、加速緩解閥、緊急二段閥等五部分組成，共有73個(gè)零部件組成。120-1型制動(dòng)閥主要裝用于C80B等大秦線運(yùn)煤敞車上，相比較120型制動(dòng)閥，主要增加了常用加速制動(dòng)功能。

2 典型故障案例分析及處置

2.1 滑閥加工工藝孔不密封

制動(dòng)室閥檢修工位工作者在滑閥外觀檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)滑閥工藝孔錫焊處開焊（如圖1所示）。按故障溯源的程序要求，對(duì)制動(dòng)閥滑閥故障部位確認(rèn)，故障原因分析主要為金屬錫與銅在遇冷或熱時(shí)的收縮與膨脹系數(shù)不一致，在受冷或受熱是兩種金屬會(huì)發(fā)生擠壓或收縮，長(zhǎng)時(shí)間受這種作用影響，金屬錫與銅的焊接面發(fā)生剝離。故障處理情況：更換滑閥重新組裝后，試驗(yàn)結(jié)果合格，故障消除。

圖1 滑閥工藝孔錫焊處開焊

2.2 120主閥體鑄造缺陷

制動(dòng)室閥試驗(yàn)工位工作者在試閥時(shí)發(fā)現(xiàn)：120主閥半自動(dòng)緩解閥試驗(yàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)均在制規(guī)規(guī)定范圍內(nèi)，但試驗(yàn)過程中，副風(fēng)缸壓力表持續(xù)下降；再次復(fù)驗(yàn)時(shí)對(duì)整個(gè)閥體涂抹防銹檢漏劑，發(fā)現(xiàn)閥體鑄造標(biāo)記處有鑄造缺陷冒泡，導(dǎo)致閥體持續(xù)漏泄（如下頁圖2所示）。按故障溯源的程序要求，將120閥分解，對(duì)緩解閥手柄彈簧、緩解閥手柄座及套等配件檢查及檢測(cè)，閥內(nèi)各部件均合格，閥體鑄造標(biāo)記處存在氣孔。故障原因分析為主要閥體鑄造時(shí)因?yàn)樯靶椭械乃趾窟^高，或是型腔的排氣不好，從澆注到鑄件表面凝固成固體殼的期間內(nèi)，外部氣體源（砂型，砂芯等）發(fā)生的氣體侵入型腔內(nèi)的金屬液中，形成氣泡而產(chǎn)生的氣孔。故障處理情況：更換主閥體重新組裝后，試驗(yàn)結(jié)果合格，故障消除。

2.3 120主閥與半自動(dòng)緩解閥安裝面通孔鑄造偏移

制動(dòng)室閥試驗(yàn)工位工作者在120閥試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：“3.2.3.2加速緩解風(fēng)缸壓力”項(xiàng)不合格；復(fù)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)此項(xiàng)仍然不合格（如圖3所示）。按故障溯源的程序要求，將120閥分解，對(duì)緩解閥頂桿及座、止回閥彈簧等配件檢查及檢測(cè)，閥內(nèi)各部件均合格，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)主閥與半自動(dòng)緩解閥安裝面通孔位置不能與橡膠件各孔重合。

圖2 閥體鑄造標(biāo)記處有鑄造缺陷冒泡

圖3 120主閥與半自動(dòng)緩解閥安裝面通孔鑄造偏移

故障原因分析為主要閥體鑄造過程中，模具制作不良，上下模沒有對(duì)準(zhǔn)或模樣變形；砂箱或模板定位不準(zhǔn)確，或定位銷松動(dòng)；擠壓造型機(jī)上零件磨損，例如正壓板下襯板、反壓板軸承的磨損等；澆注時(shí)用的套箱變形，搬運(yùn)、圍箱時(shí)不注意，使上下鑄型發(fā)生位移等原因使鑄件發(fā)生錯(cuò)型。故障處理情況：更換主閥體重新組裝后，試驗(yàn)結(jié)果合格，故障消除。

2.4 120主閥列車管通路鑄造缺陷

制動(dòng)室閥試驗(yàn)工位工作者在120閥試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：120閥試驗(yàn)至“3.2.2.9緊急二段躍升”項(xiàng)時(shí)，主閥排氣孔大量漏泄且此項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果顯示不合格（如圖4所示）。按故障溯源的程序要求，對(duì)制動(dòng)閥重新試驗(yàn)確認(rèn)故障后，對(duì)120閥分解，當(dāng)打開主閥下蓋時(shí)發(fā)現(xiàn)緊急二段閥不能復(fù)位，徹底分解后發(fā)現(xiàn)緊急二段閥安裝孔底部有一凸臺(tái)，其余配件檢查均合格。故障原因分析為閥體鑄造過程中模具制作不良，澆注完后，真空度消失過早；鑄件內(nèi)部吃砂量太少，壓力太小等原因引起的鑄造多肉。故障處理情況：更換主閥體重新組裝后，試驗(yàn)結(jié)果合格，故障消除。

2.5 半自動(dòng)緩解閥內(nèi)套竄出

圖4 120主閥列車管通路鑄造缺陷

制動(dòng)室閥試驗(yàn)工位工作者在120閥試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：120閥不能進(jìn)行試驗(yàn)且半自動(dòng)緩解閥閥體漏風(fēng)（如圖5所示）。按故障溯源的程序要求，將120閥分解，對(duì)緩解放風(fēng)閥座及密封圈、閥體內(nèi)頂桿導(dǎo)向套等配件檢查及檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：緩解閥體不銹鋼閥套松動(dòng)向上竄出1 mm。

圖5 半自動(dòng)緩解閥內(nèi)套竄出

故障原因主要為閥套壓裝前，對(duì)閥體內(nèi)孔及不銹鋼套外表面粗糙度、圓度（圓柱度）及過盈量控制不當(dāng)造成的；其次由于閥體材質(zhì)為鋁合金，可能存在鋁合金材質(zhì)與不銹鋼材質(zhì)的膨脹系數(shù)差距較大，在非常工況（高溫、低溫）下，易導(dǎo)致閥套松動(dòng)故障的發(fā)生。故障處理情況：更換半自動(dòng)閥體組成，重新組裝后，試驗(yàn)結(jié)果合格，故障消除。

2.6 120主閥滑閥座結(jié)構(gòu)異常故障

制動(dòng)室閥檢修工位工作者在120閥檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)：滑閥座結(jié)構(gòu)異常，多加工1個(gè)小孔（如下頁圖6所示）。按故障溯源的程序要求對(duì)該故障進(jìn)行分析。對(duì)主閥體各型腔內(nèi)部檢查無異常、缺陷；對(duì)滑閥座檢查，無劃痕、拉傷，發(fā)現(xiàn)滑閥座結(jié)構(gòu)異常，多加工1個(gè)小孔。對(duì)主活塞桿檢查各部尺寸無異常、磨耗；對(duì)滑閥檢查，各孔無異常，底面無劃痕、拉傷；對(duì)節(jié)制閥檢查，無劃痕、拉傷；對(duì)主閥上蓋、下蓋檢查，各部尺寸符合要求。對(duì)異?？讖綑z查鑒定，發(fā)現(xiàn)孔圓度較高，可以排除滑閥座鑄造時(shí)形成的砂眼，使用鋼針對(duì)異?？讖教讲椋l(fā)現(xiàn)深度接近閥體鑄面，綜合分析認(rèn)為，在滑閥座機(jī)加工時(shí)，誤打孔所致，由于深度較深，接近閥座與閥體結(jié)合面，極易造成閥體與閥套間竄風(fēng)，影響閥的性能。故障處理情況：更換主閥體重新組裝后，試驗(yàn)結(jié)果合格，故障消除。

2.7 120緊急閥下蓋內(nèi)套竄出

制動(dòng)室閥檢修工位工作者檢修緊急閥時(shí)發(fā)現(xiàn)：緊急閥下蓋內(nèi)套竄出5 mm（如圖7所示）。按故障溯源的程序要求對(duì)該故障進(jìn)行分析。故障原因?yàn)椋洪y套壓裝前，對(duì)下蓋內(nèi)孔及不銹鋼套外表面粗糙度、圓度（圓柱度）及過盈量控制不當(dāng)造成的；其次由于下蓋材質(zhì)為鋁合金，可能存在鋁合金材質(zhì)與不銹鋼材質(zhì)的膨脹系數(shù)差距較大，在非常工況（高溫、低溫）下，易導(dǎo)致閥套松動(dòng)故障的發(fā)生。120緊急閥下蓋內(nèi)套竄出在運(yùn)用中的表現(xiàn)是當(dāng)列車管充風(fēng)時(shí)會(huì)引起緊急閥排氣口大漏。故障處理情況：更換緊急閥下蓋，重新組裝后，試驗(yàn)結(jié)果合格，故障消除。

圖6 滑閥座結(jié)構(gòu)異常圖

3 建議及現(xiàn)有的檢修措施

1）建議廠家對(duì)制動(dòng)閥配件材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，減少由于制動(dòng)配件質(zhì)量不良造成的制動(dòng)故障。

2）強(qiáng)化制動(dòng)閥外部清洗，利用高壓水槍進(jìn)行外部沖洗后，再進(jìn)行超聲波清洗，便于后續(xù)工序進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查。

3）增設(shè)配件檢查檢測(cè)崗位，強(qiáng)化配件外觀檢查，避免不良配件裝車使用。

圖7 120緊急閥下蓋內(nèi)套竄出圖

4）制動(dòng)閥試驗(yàn)須嚴(yán)格執(zhí)行制動(dòng)閥二次試驗(yàn)內(nèi)控措施，每日中午、下午完工后對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)閱，確認(rèn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合要求。

5）利用制動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)室對(duì)制動(dòng)閥裝車狀態(tài)進(jìn)行檢查確認(rèn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)閥裝車不良隱患。

6）通過設(shè)置模擬故障等方式，驗(yàn)證作業(yè)人員是否嚴(yán)格落實(shí)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提升制動(dòng)閥檢修質(zhì)量。

4 結(jié)語

通過對(duì)制動(dòng)閥典型故障案例進(jìn)行分析，能夠找出制動(dòng)閥故障發(fā)生的原因，從而為現(xiàn)場(chǎng)制動(dòng)閥檢修提供技術(shù)支持，進(jìn)而可以大幅提升制動(dòng)閥檢修質(zhì)量，降低貨車制動(dòng)故障的發(fā)生。