大秦线运煤敞车用制动缸常见故障的分析及建议

大秦线运煤敞车用制动缸常见故障的分析及建议

何佳彬

大秦铁路股份有限公司安全监察室

摘要：大秦线东西横向跨度较大，沿途经过的地理地貌复杂，车辆运行环境山区、平原交替,由于旋压密封式制动缸在设计、制造时存在的某些缺陷及检修时未严格执行标准的原因，大秦线敞车装用的制动缸发生漏泄等故障频率较高，本文主要对其常见故障进行分析，并给出一些相应建议。

关键词：制动缸漏泄密封圈润滑

改革开放以来，我国科研人员采用了大量新技术，为铁路运输方面实现重载、提速做了很大努力，其中研制的旋压密封式制动缸，制动缸缸体与后盖自成一体，前盖由钢板压制而成，气密性非常好。此外还设有滤尘套，保持了制动缸内部的清洁度，对制动机的正常制动、缓解起到保护作用。

大秦线路上的运煤敞车，其制动缸全部采用旋压密封式制动缸，下面将着重从其结构、运用中常见的故障及解决方法等几个方面进行介绍。

一、旋压密封式制动缸的结构及其活塞行程

当货车制动时，制动缸中进入压力空气，受橡胶密封件密封的影响，活塞及活塞杆压缩弹簧，对基础制动装置产生推动力，当闸瓦与车轮完成贴靠以后，整个货车制动作用完成。当货车缓解时，制动缸中的压力空气排出，活塞及活塞杆恢复到原来缓解位置。推杆组成受复原弹簧压力作用的影响，随活塞回移，闸瓦便会离开车轮踏面，使得车轮与闸瓦之间保持正常间隙，二者相互配合、相互使用。

1.1旋压密封式制动缸的组成及其特点

1.1.1组成

旋压密封式制动缸主要由缸体、活塞、缸座、缓解弹簧和前盖等部分组成，各部分之间相互配合，不可分割。

1.1.2主要特点

（1）旋压制动缸重量较轻，总重约占铸铁缸重量的50%。

（2）旋压制动缸内表面精度较高。旋压缸内表面粗糙度由原来的Ra1.6变为Ra0.8，在精度上有了很大的提高，而且采用一次性加工工艺完成，省却了繁琐的机械加工程序，生产效率提高，密封圈的使用寿命延长，制动缸的检修期缩短。

（3）旋压缸体具有可焊接性，利于保证制动缸整体结构的完整性。可利用缸体可焊性的这一特点，在缸体上焊接附属部件，制造不同安装要求的制动缸，满足不同的需求，便捷通用。

（4）互换性及耐磨性好，有利于货车设计及制动缸更新改造。

1.1.3旋压密封制动缸的推杆复原机构

目前，我国现场使用的铁路货车制动缸绝大多数未装推杆复原机构，货车制动装置缓解不良与此有一定的关系。装普通制动缸，推杆会有90～110mm不能复位，车辆是否处于手制动带闸状态，无法用眼睛直接观察从而做出准确判断。当采用普通制动缸时，卡住手制动，推杆便不会复位，这是正常情况。但是当采用有推杆回复机构的制动缸时，能快速准确判断出手制动是否已完全缓解，有效避免车辆抱闸运行这一情况的出现。当车辆缓解时，闸瓦离开车轮踏面，使闸瓦与车轮之间保持正常间隙，二者相互匹配使用，组合式制动梁闸瓦回复难的问题得以成功解决。

1.2旋压密封式制动缸的行程调整及副风缸的容积匹配

1.2.1行程调整

根据货车装载情况，单车试验，检查常用制动缸制动时的活塞行程。

二、大秦线运煤敞车装用制动缸在检修及运用中常见故障

2.1制动缸检修时常见故障

2018年上半年，大秦线运煤敞车装用的制动缸在各车辆段定检车间检修时发现的故障共计21件，主要包括制动缸缓解不良故障5件、制动缸法兰支管漏风故障1件、制动缸漏泄故障13件及制动缸内壁划伤2件。

2.2制动缸运用中常见故障

2018年上半年，太原北车辆段、侯马车辆段、湖东车辆段发现制动缸运用故障累计66件，主要包括制动缸前盖螺母松动10件、制动缸前盖螺母丢失5件、制动缸鞲鞴推杆下片折断故障2件、制动缸不缓解及缓解不良故障5件、制动缸鞲鞴缓解慢故障5件、制动缸作用不良故障15件、制动缸漏泄故障20件、制动缸不制动故障4件。制动缸漏泄在所有故障中占比最大，为37.9%。

各类故障经进一步检查，制动缸缓解不良主要表现为制动缸鞲鞴回不到位，经分解检查发现制动缸缓解弹簧折断；制动缸漏风、制动缸支管法兰漏风主要表现为制动缸不保压、自然缓解、鞲鞴筒漏风，经进一步检查发现制动缸存在密封圈拉伤、缸体内壁拉伤、制动缸活塞裂纹及制动缸管路法兰部位的橡胶圈破损故障。

三、常见故障原因分析

3.1制动缸漏泄的原因分析

3.1.1由于大秦线横向跨度较大，温度变化较为明显，如果制动缸活塞密封圈在其制造时存在质量问题，便会很难适应这一较大的温度变化。而且，密封圈与缸体之间无任何形式的润滑，二者形成干摩擦，导致制动缸活塞密封圈松弛变形，制动缸筒体漏风。

3.1.2旋压式密封制动缸设计结构不合理，存在一定的缺陷。在旋压密封式制动缸的活塞凹槽里直接套装密封圈，未使用任何的紧固措施。而且，大秦线敞车主要装用的都是此类型的制动缸，段修时一般不会对其进行分解检查。在制动缸的长期作用过程中，一旦密封圈发生松弛变形，会很容易造成其失去密封作用，最终导致制动缸漏泄，无法正常工作。

3.2制动缸密封圈脱落的原因分析

从上半年大秦线运煤敞车装用的制动缸故障情况来看，造成缸体漏泄的另外一个原因就是密封圈脱落，经过各车辆段分解检查制动缸的统计数据来看，制动缸内壁上方存在的缺油、锈蚀现象与密封圈脱落有很大关系。

根据相关要求，在组装活塞前,将89D制动缸脂涂抹于活塞、制动缸内壁和皮碗等处,导致将活塞装入缸体时,缸体内壁由于未涂抹制动缸脂,将制动缸内壁上的制动缸脂推到底部,以致制动缸内壁上部严重缺油。

大秦线东西横向跨度较大，沿途经过的地理地貌复杂，车辆运行环境山区、平原交替,当经过高温地带时，制动缸脂受其影响，会出现融化或稀释现象，然后滑落到制动缸底部,导致制动缸上部出现缺油现象。其次，牵引机车中的空气压缩机油水分离装置也是影响制动缸脂的融化或稀释下滑的重要因素。如果其效果不佳或失效,当压力空气输出时，其携带的油蒸汽、水蒸汽含量就会超标,进入车辆制动缸以后,制动缸脂便会快速融化或稀释。与此同时，还会剧烈腐蚀制动缸内壁。制动缸润滑脂不耐高温,当遇高温时，润滑脂便会大范围地快速稀释和融化；而且其耐低温性能也相对较差,当冬季气温降低时，润滑脂便会凝固。除此之外,密封式制动缸的缸壁相对较薄,遇冷、遇热都会造成缸脂融化和稀释，滑落缸底。这些因素共同作用于制动缸内壁，导致其上半部分缺油严重,制动缸内壁与活塞密封圈之间的摩擦阻力增大。

四、改进建议

4.1制动缸漏泄的相关改进建议

段修时，旋压密封式制动缸是重点检查对象，主要看其是否存在漏泄现象，如果发现泄露，必须进行全面的分解检查。

列检试风作业施行制动作用以后，相关工作人员要特别注意检查制动缸，检查其是否存在漏泄，其判断标准主要有以下几个方面：一、杠杆能否正常传递制动力；二、闸瓦能否抱紧车轮；三、制动保压后列车管系是否有漏泄情况的存在。

4.2制动缸活塞密封圈脱落的相关改进建议

首先，在设计方面，针对旋压密封式制动缸结构方面存在的问题进行改进，避免其由于长期运行导致密封圈松弛，最后发生脱槽。

其次，调整密封式制动缸活塞密封圈的安装方式,改变传统的卡入式安装方式，实行新型的固定式安装方式，压板和螺栓是常见的固定工具，这样即使制动缸严重缺油，也能有效防止活塞密封圈脱出。

最后，建议在密封式制动缸上安装防寒隔热层。

主要参考文献：

[1]《铁路货车段修规程》，中华人民共和国铁道部，中国铁道出版社，2012

[2]《铁路货车制动装置检修规则》，中华人民共和国铁道部，中国铁道出版社，2008

[3]《铁路货车厂修规则》，中华人民共和国铁道部，中国铁道出版社，2012

[4]《铁路货车检修技术》，黄毅、陈雷编著，中国铁道出版社，201