内燃机车制动器检修及研究与应用

内燃机车制动器检修及研究与应用

张磊 于春生 宋焘

中车大连机车车辆有限公司，辽宁 大连 116041

摘要：本文对某型内燃机车装备的DT型踏面单元制动器运用中发生的纵向支轴衬套内部锈蚀问题进行了深入研究，找出故障原因并制定了针对性的解决方案。彻底消除了故障现象，为安全行驶提供了有力保障。

关键词：内燃机车；制动器；锈蚀；安全行驶；检修

前言

到2020年底为止，我国铁路货运量占全社会总货运量比重达到9.9%，铁路货运量位居世界第一。为满足我国铁路重载货物列车的调车和小运转作业需要，开发了HXN3B型内燃机车。该型机车采用DT型踏面单元制动器作为机车的制动装置。

随着我国国民经济的快速增长，为缓解日益增加的运输压力，我国铁路运输全面向高速客运和重载货运的方向发展。公司开发研制了HXN3B型交流传动货运内燃机车。目前该型机车装备铁路总量已达数百台。为打破当前在机车制动系统中大量使用进口单元制动器造成的采购成本居高不下，提高企业的核心竞争力。公司自主研发DT型踏面制动器。本文针对HXN3B型内燃机车装备的DT型踏面单元制动器出现的纵向支轴衬套锈蚀问题进行了细致的研究，并找到了有效的解决措施。

1问题的提出

HXN3B型机车运用中单元制动器出现数起闸瓦托纵向支轴衬套锈蚀的故障。单元制动器作为机车走行部实施制动功能的关键部件，其零件的锈蚀将给机车制动功能的可靠实施带来不利影响。

铁路车辆使用的年限在不断增加，使用车辆的频率也不断加快，甚至很多车辆还存在着超载的现象，这些因素都会提高车辆发生故障的几率，给车辆安全运行带来了隐患。在我国各大路局现存在检修不合理周期问题，在实际机车行驶的年限公里数，就必须进行辅修小辅修中修大修期进行返厂检修。而是在周期内一拖再拖，尤其是单元制动部分常年处重载运行工作状态下，这也会造成比内燃机车磨损更严重现象。

因火车是在高温严寒风吹雨打环境下运行，金属在日晒雨淋的环境下都会生锈，现场观察已拆除的闸瓦托纵向支轴衬套内部锈蚀严重。安装闸瓦托纵向支轴转轴，从拆除下来的闸瓦托纵向支轴转轴外圆有较明显的锈蚀痕迹，闸瓦托纵向支轴衬套与闸瓦托纵向支轴转轴之间锈蚀严重，检修拆解困难。其余未见异常。图1

图1闸瓦托纵向支轴衬套与闸瓦托纵向支轴转轴

2原因分析

如图2所示，闸瓦托纵向支轴衬套是通过纵向支轴转轴穿过一端用螺母固定，从而实现闸瓦托纵向支轴与纵向支轴转轴固定。因纵向支轴转轴与纵向支轴衬套有部分裸露在外，严寒雨水天气和段方清洗作业会渗透进纵向支轴衬套内部。长时间如此纵向支轴衬套内部会发生锈蚀，进而造成纵向支轴衬套与纵向支轴锈死，会影响器械性能的使用，检修作业时拆解困难。图2

图2纵向支轴转轴

HXN3B型机车单元制动器是通过EMD技术上自主研发的单元制动器，通过EMD公司的单元制动闸瓦托部分研究发现，二者在纵向支轴衬套与纵向支轴转轴之处有异曲同工之处。通过扳手拆解发现纵向支轴转轴可以转动灵活，而我们自主研发的纵向支轴转轴与纵向支轴衬套锈蚀发生绣死转动不了。

经研究发现，单元制动器的闸瓦托纵向支轴衬套内部有油槽，这样组装完成后闸瓦托纵向支轴转轴与纵向支轴衬套内部有油槽进行的端面上润滑。而国产单元制动器纵向支轴衬套内部没有油槽，这样组装完成后闸瓦托纵向支轴衬套与纵向支轴转轴的内部时间长没有润滑作用。在这种情况下，将削弱纵向支轴衬套与纵向支轴转轴间隙，年久就会发生锈蚀锈死问题。

在设计上要求闸瓦托纵向支轴转轴与纵向支轴衬套应要用扳手转动灵活，这时闸瓦托纵向支轴转轴与纵向支轴衬套的摩擦力就会减弱，纵向支轴衬套与纵向支轴转轴锈蚀的趋势减少。纵向支轴衬套与纵向支轴转轴摩擦力就不会太大。之前发现的闸瓦托纵向转轴衬套与纵向支轴转轴的摩擦显著增大，会导致闸瓦托纵向支轴衬套性能减弱的一个不可忽视的因素。图3

图3纵向支轴衬套

经调研发现内燃机车在每次回程加油整备过程中，经常用的高压水枪对单元制动器进行全面高压清洗，长期如此造成纵向支轴转轴衬套与纵向支轴转轴处的本身油脂逐渐流失，使闸瓦托纵向支轴转轴与纵向支轴衬套长期工作在潮湿环境中，从而导致锈蚀的原因。

综上所示，此类锈蚀问题是以上原因导致的。首先是工艺方面，主要是零件组装前因多抹润滑脂，多于的润滑脂挤出外表会帮忙封住泥沙进入，以前零件装配过程中，润滑脂不足也是加大锈蚀可能的原因。其次是尺寸公差控制方面，部分原因闸瓦托纵向支轴转轴的长度过短，造成组装后闸瓦托纵向支轴转轴螺母垫片紧贴在闸瓦托纵向支轴转轴的一侧面，却与闸瓦托纵向支轴转轴的端面存在间隙很少，螺纹连接的强度会造成闸瓦托纵向支轴转轴与纵向支轴衬套没有间隙。最后是运用条件方面，长期用常用含清洗剂的高压水枪清洗，造成闸瓦托纵向转轴与纵向支轴衬套严重锈蚀原因，使纵向支轴转轴与纵向支轴衬套的摩擦显著增大，也是导致纵向支轴衬套与纵向支轴转轴性能降低的原因。

3解决措施

针对以上情况我们采取了下列改进措施：

（1）在工艺文件中对需涂抹润滑脂的零件进行工艺要求、固化做了更细化的要求。规定组装前要对闸瓦托纵向支轴转轴、外螺纹与纵向支轴衬套应进行彻底清洗，必须用汽油或丙酮等清洗剂清洗干净去除杂质、油脂、加工碎屑等污物。待溶剂挥发、干燥后再使用纵向支轴衬套进行与纵向支轴进行压装。在进行组装纵向支轴转轴螺纹牙应满足5螺距外的胶液，还要在整个纵向支轴衬套圆周表面涂上呈360角度的润滑脂注意对纵向支轴衬套内部油槽进行抹匀作业，润滑脂抹匀后应及时按照工艺要求进行纵向支轴转轴与纵向支轴衬套的连接作业，纵向支轴转轴的外螺纹要求与螺母的力矩拧紧。打胶拧紧后，在室温下应保证静置10小时以上使螺纹紧固胶完全固化。

（2）在图纸中对纵向支轴转轴螺距长度与纵向支轴转轴的公差做了工艺革新。第一扣螺纹所占螺栓轴力的比例是最高的，然后按螺纹扣顺次比例降低，而超过六扣的螺纹将不再承受螺栓轴力，处于基本可以认为自由的状态，结合国外技术经验纵向支轴转轴的端面，与组装闸瓦托的一侧面对螺母和平垫力矩扭力拧紧存在少量间隙，在设计上对纵向支轴转轴进行螺距加长处理与纵向支轴转轴。并在工艺中要求组装后用扳手顺时针拧一端的纵向支轴转轴，要求纵向支轴转轴必须可以带动纵向支轴转轴灵活转动。确保新造单元制动器不再出现此类问题。

4结论

如上所述，通过对HXN3B型机车用DT型踏面单元制动器纵向支轴衬套锈蚀问题深入研究，我们对组装工艺进行了针对性改进，并优化了产品结构。按改进后方案检修生产的HXN3B型机车单元制动器纵向支轴衬套锈蚀问题运用中再未出现类似问题；同时对新造机车进行全新工艺流程，取得了预期的良好效果。纵向支轴衬套与纵向支轴转轴拆解困难问题彻底解决，为机车的可靠运行提供了有力保障。

参考文献

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