铁路客车单元制动缸活塞鼻子典型故障分析

铁路客车单元制动缸活塞鼻子典型故障分析

陈颖 温雅婷 刘光辉 宋林生 张丽 汤雷

（长春中车轨道车辆有限公司  130114  长春市）

摘  要  本文主要针对铁路客车SP型单元制动缸活塞鼻子脱开的典型故障进行原因分析并研讨整治措施。

    关键词 铁路客车  SP型单元制动缸 活塞鼻子

一、前言

国内普速铁路客车多数为盘形制动，装用SP型单元制动缸（膜板式）的车辆约占88%。随着车辆运用时间的增长及检修频次的增加，SP型单元制动缸在运用过程中陆续出现各类故障，经考察调研，活塞鼻子脱开为其中较为典型的问题，现针对该情况开展原因分析及相应整治措施制定。

二、相关结构介绍

1、单元制动缸结构

膜板式单元制动缸主要由制动缸及闸片间隙自动调整机构组成，主要部件包括丝杠装配、缸体、调整螺母装配、引导螺母装配、活塞杆、活塞、缓解弹簧、缸体组成、排气堵、内侧缸盖、膜片、外侧缸盖，结构示意图见图1。

图1 单元制动缸结构示意图

2、丝杠装配

丝杠装配中包含活塞鼻子、回程铁、O形圈、压簧、垫片、轴用弹性挡圈、丝杠组成、锁片及螺栓、弹簧垫圈等。

活塞鼻子通过压簧、垫片、轴用弹性挡圈与回程铁连接，回程铁与丝杠组成使用螺栓组装，安装状态示意图见图2。

图2活塞鼻子安装状态示意图

三、故障现象

单元制动缸检修后装车初期，动作正常、性能良好，经过约1年～2年运用后，在车辆运行途中或入库检查时发现个别单元制动缸活塞鼻子与丝杠组成脱开，单元制动缸失去制动作用。

对故障单元制动缸丝杠装配细分解，轴用弹性挡圈套在丝杠组成离合齿根部，挡圈取下后已发生翘曲或内径大于轴径等异常变形。

四、原因分析

活塞鼻子轴径基本尺寸为30 mm，配套使用规格为30的轴用弹性挡圈，挡圈自由状态内径基本尺寸为27.9 mm、厚度范围为1.07 mm～1.25 mm；安装槽（见图3）按照GB/T 894.1中沟槽推荐尺寸设计，槽内径基本尺寸为28.6 mm，高度范围为1.3 mm～1.44 mm。

挡圈安装后，其与安装槽单侧搭接量为0.7 mm、与安装槽高度方向间隙为0.05 mm～0.37 mm。

图3 活塞鼻子安装槽尺寸

结合活塞鼻子脱开故障现场料件状态、尺寸测量情况等进行分析，故障原因主要包含以下几点：

1、活塞鼻子检修不到位

（1）活塞鼻子安装槽清洗不净，槽内存在硬质异物，挡圈安装后未完全入槽。

（2）活塞鼻子安装槽因磕碰损伤使槽边缘存在堆积造成其高度不足，挡圈安装后未完全入槽。

（3）活塞鼻子轴径小，安装槽较浅，挡圈安装后与槽的搭接量不足。

2、新品料件缺陷

（1）轴用弹性挡圈内径大于设计尺寸范围，但外部尺寸一致，不易区分，挡圈安装后与槽的搭接量不足。

（2）活塞鼻子挡圈安装槽靠近离合齿根一端（挡圈装入端）外边缘局部存在锐棱倒钝缺陷，造成挡圈与安装槽搭接量变小，且锐棱倒钝后使挡圈易于装入也同样易于脱出。

3、装配作业不认真

组装所用料件无缺陷、异常，操作人员安装时作业不认真，挡圈未装配到位即松开卡簧钳，使挡圈未完全入槽。

当活塞鼻子挡圈安装时出现上述情况时，单元制动缸性能试验或装车使用初期，无任何异常情况，但在手制动装置制动试验拉拽活塞鼻子、旋转丝杠装配调整闸片间隙等动作下，活塞鼻子与挡圈、垫圈、弹簧之间相互作用，挡圈频繁受力（离合齿方向），长此以往逐渐脱离安装槽，最终导致活塞鼻子在制动后缓解时自回程铁中脱出。

五、整治措施

为降低活塞鼻子脱出发生概率，在单元制动缸检修组装过程中，应采取以下整治措施：

1、注重单元制动缸部件清洁质量，避免各类沟槽、隐蔽位置中残留异物。

2、针对活塞鼻子挡圈安装槽，设计制作专用通止检测样板，确保安装槽尺寸满足使用要求。

3、活塞鼻子挡圈安装前，做好料件状态检查，确认料件无磕碰、损伤、必换件新品规格尺寸无异常；设计挡圈安装专用工具及安装状态快检工具，确保挡圈安装后完全入槽且牢固、可靠。

参  考  文  献

[1]TG/CL 226-2014 铁路客车空气制动装置检修规则.北京：中国铁道出版社，2014.

[2]盘形制动及其配套技术，北京：中国铁道出版社，2001.