2024年2月24日发(作者：依兰)
成铁科技２０１１年第４期 关于Ｔ７／８次列车制动力弱的 调研浅析与解决措施 谢集文 张跃忠 陈 涛 刘 刚 谢集文 成都车辆段成都运用车间党总支书记 路电：０６１—３１１９３ 张跃忠 成都车辆段成都运用车间副主任 路电：０６１—＿３０４２９ 陈 涛 成都车辆段成都运用车间助理工程师 路电：０６ｌ—－３４６８４ 刘 刚 成都车辆段技术信息科副科长 路电：０６１—－３１０７５ 摘要 列车制动力的强弱直接影响到列车的制动距离，如果制动距离过长，列车进站停车时 会出现冒进信号，严重者可能造成两列列车相撞或脱轨等重大事故，其后果无法估量。因此列车制 动力的强弱是危及列车行车安全的重要因素之一。在实际的运用过程中发现此类故障的苗头，应全 面仔细的调查，科学系统的分析，及时彻底的解决，充分保障旅客列车的安全、正点运行。 关键词制动力制动单元间隙调整器失效ＳＴＧ一２ １ 引言 ２０１０年３月２４日至３月２６日连续三天时间成 都运用车间对入库的ｒＩ７次列车展开深入调查。 ２０１０年３月２４日据西安局客车机车司反映： 首先，由于客车运用生产中购置的制动闸片统 Ｔ＇／／８次旅客列车在正常减压制动时制动距离延长， 一为固定厂家生产的同一系列的合格产品，而且我 其中Ｔ－／／８次第二组车体制动距离最长，影响到列 段在长期使用同样制动闸片的其他运用车辆中未曾 车的行车安全。 出现闸片质量方面的问题。因此，排除闸片摩擦系 得知以上信息，我段高度重视，立即由技术信 数不符合规定造成列车制动力弱的可能性。 息科、成都运用车间指派专人，对ｒＩ７／８次三组列 其次，如果２５Ｋ型车装配的Ｆ８阀提供的制动 车进行调研、整改、总结、完善，共同解决，Ｉ７／８ 压力不足或者制动管系、单元缸漏泄都会造成制动 次旅客列车制动距离延长的问题。 力不足。连续三天，对ｒＩ７次编组逐辆进行制动机 ２全面调研工作 性能试验，并在均衡部排风嘴加装压力表，测试车 辆安定试验时单元缸的压力是否符合规定。试验结 ２．１现车实际调研 果显示车辆各项制动性能均符合指标，且安定试验 众所周知，列车制动距离的长短无外乎与车辆 制动缸压力满足４２０±１０ＫＰａ，安定试验制动缸压 制动力的强弱息息相关。针对Ｔ７／８次组中的２５Ｋ 力空气漏泄量也不超过１０ＫＰａ／ｍｉｎ。因此排除因单 型盘形制动客车制动力弱的问题，从实际运用出 元制动缸压力低于标准值，造成制动力不足。 发，我们主要对以下几个方面进行分析： 最后，制动机性能试验时，要求对制动单元夹 （１）闸片摩擦系数不符合规定造成制动力不 钳机构性能进行确认，未见异常；并对单元缸制动 足； 力的强弱进行重点确认。从中发现部分ＳＴＧ一２型 （２）单元制动缸压力低于标准值，造成制动力 单元制动缸在安定试验时，单元缸活塞有制动动 不足； 作，从外观上检查闸片与闸盘摩擦面间基本密贴 （３）制动单元作用不良或完全失效，造成制动 （如图２一ｌ—ｌ所示），但用手推动闸片，闸片与闸 力不足或丧失制动力。 盘摩擦面立即分离，单元缸完全丧失制动力（如图 ・１７・
成铁科技２０１１年第４期 ２一ｔ一２所示）。经统计，３月２４日晚ｒＩ７次组中 ２５Ｋ型车编组共１９辆，其中２辆车单元制动缸型 号为ＳＰ一２，制动状态均良好；另外ｌ７辆均为ＳＴＧ 一２型单元缸，在这１７辆车１３６个ＳＴＧ一２型单元 制动缸中有３２个制动时完全丧失制动力的单元缸。 一 ｒＩ７／８次三组列车制动单元配装的单元缸型号 及工作状态进行调查，其结果见表２一ｌ—ｌ 表２—１—１ ｒＩ７／８次制动单元调查表 序 调查 编组 单元缸总数 制动力丧失 制动力丧 单元缸 失单元缸 号 日期 辆数 在全列中 Ｓ ｒＧ一２ ＳＰ一２ ＳＴＧ一２ ＳＰ一２ 所占比重 １ ３月２４日 １９ １３６ １６ ３２ ０ ２１．０５％ ２ ３月２５日 １９ １２８ ２４ ３５ Ｏ ２３．Ｏ３％ ３ ３月２６日 １９ １４４ ８ ２２ Ｏ １４．４７％ 调查结果显示：１７／８次编组中存在较大数量 制动力丧失的制动单元，且装配的均为ＳＴＧ一２型 单元制动缸。我们以第二组为例，编组中制动力丧 失的单元缸占整列总数的２３．０３％，相当于在制动 主管减压１７０ＫＰａ制动时，车辆全列制动力降低 ２３．３％，势必会造成列车制动距离比正常值更长。 因此，我们可以初步判断由于１７／８次编组中 部分ＳＴＧ一２型单元缸制动力丧失，造成车辆全列 制动力弱，制动距离延长。 ２．２单元缸实际调研 为了尽快解决单元缸制动力丧失的问题，主要 有以下几种常见的解决方案：一是直接更换单元 缸，这种办法最为直接有效，可靠性最高；二是人 为调节制动缸回程螺母增加丝杠行程，通过人为减 小闸片与闸盘间隙来减小制动缸在制动时的工作距 离，以达到制动单元有足够制动力，但是这种方法 不可取，因为如果制动缸本身不具备闸片间隙自动 调节功能，人为调节后，闸片与闸盘的间隙过小有 可能在运行途中制动缸内部卡滞而无法正常缓解， 带来恶劣后果；三是更换新闸片，这种方法看似可 行，但列车运行一段时间闸片磨耗后依然存在制动 ．１ ８． 单元作用不良的问题，并且多数作用不良制动单元 的闸片都比较厚，有的还接近原形厚度。 于是，我们采取更换单元缸的办法来尽快解决 列车制动力弱的问题。从３月２７日到４月５日，对 入库的１７次以每天更换４个ＳＴＧ一２型制动力丧失 单元缸的进度，共更换５２个单元缸，其中一辆车８ 个ｓＴＧ一２型单元缸全数更换为ＳＰ一２型单元缸后未 见异常。另外这４４个装车的检修品ＳＴＧ一２型单元 缸中有近五成单元缸在使用不足一个月就出现制动 力丧失，个别单元缸仅运行一趟就出现这样的故障。 分解检修后的单元缸装车使用很快出现一样的 故障，说明不存在单元缸内部或夹钳机构卡滞，造 成制动单元作用不良。对于作用不良的单元缸，我 们发现一个共同的特点：制动力丧失单元缸活塞伸 出量约３２ｍｍ左右，丝杠行程伸出量短，而正常的 单元缸活塞伸出量为８～１４ｒａｍ，丝杠行程伸出量 长，如图２—１—１所示。 图２—２—１ ＳＴＧ一２型单元缸活塞伸出量对比 综上所述，造成ＳＴＧ一２型单元缸制动力丧失 的主要原因可能是由于单元缸自动间隙调整器失效 而不能自动调节造成。 ３制动力弱原因浅析 为了进一步确认因单元缸自动间隙调整器失效 造成列车制动力弱，将ＳＴＧ一２型故障单元缸送检 修车间制动室分解检查，发现以下问题：一是经技 术部门对故障单元缸内调整弹簧及引导弹簧进行强 度试验未发现明显的因长期使用强度明显降低的问 题；二是在对单元缸间隙调整器调整弹簧（引导弹 簧）施加垂直压力时存在互错的现象（如图３一ｌ 一１所示）；三是弹簧有效全数只有一圈，导致弹 簧圆周上不同位置可明显感觉出受力不均衡（如图 ３—１—２所示），经比较，使弹簧发生相同的形变 量，所需的外力Ｆ 较大，Ｆ 最小；四是单元缸前 端大多未配装波纹防尘套，单元缸活塞和丝杠伸出 部位存在不同程度的锈迹和润滑不良现象，缸体内 部油脂润滑状态较差。
成铁科技２０１１年第４期 刚好调整挡铁２向左移动一个距离（标准间隙Ａ 通过以上调研，有可能由于调整弹簧（引导弹 簧）性能不符合要求造成单元缸自动间隙调整器失 效。下面我们从间隙调整器原理作进一步分析。 一一 值），然而活塞１、调整螺母３、引导螺母６一起向 隙为ｆ），此时调整挡铁２被导向螺栓挡住，仅移动 了标准间隙Ａ，调整螺母３与调整挡铁２啮合部分 左移动了Ａ＋ｆ的距离（假设闸片与闸盘增大的间 脱开，在调整弹簧４的作用下，推动轴承向右旋转 的同时，带动了调整螺母３在非自锁螺纹丝杠上旋 转，很快与调整挡铁２重新啮合，调整螺母３及丝 杠８处于锁闭位置。以上过程即为过大间隙制动 ３．１ 自动间隙调整器基本原理 ＳＴＧ一２型制动单元主要由两部分组成。一部 分是直径２５４ｍｍ的活塞制动缸，另一部分是闸片 间隙调整器（如图３—１—１所示）。 图３—１—１制动单元间隙调整器结构图 １一制动单元活塞；２～调整挡铁；３一调整螺 母；４一调整弹簧；５一引导挡铁；６一引导螺母；７ 一引导弹簧；８一丝杠。 该单元缸的工作状态可分为：正常间隙制动 位、正常间隙缓解位、过大间隙制动位、过大间隙 缓解位。其中过大间隙缓解位又分第一阶段缓解和 第二阶段缓解。 ３．１．１ 闸片与制动盘正常间隙时的作用 制动时压力空气进入活塞右侧，压缩复原弹 簧，推动活塞１向左移，同时带动引导挡铁５、引 导螺母６、丝杠８、调整螺母３、调整弹簧４、调整 挡铁２一起向左移动，此时刚好调整挡铁２向左移 动一个距离（标准间隙Ａ值），这时闸片与闸盘正 好接触，完成制动作用。此过程间隙调整器未发生 调节作用，即为正常间隙制动位。间隙调整器力的 传递顺序为：活塞１一引导挡铁５ 引导螺母６一丝 杠８ 调整螺母３一调整弹簧４－÷调整挡铁２。 当缓解时，压力空气排出制动缸，活塞１在复 原弹簧的作用下恢复到缓解位置，引导挡铁５、调 整挡铁２、以及丝杠一起回到原位，移动的间隙刚 好是标准间隙Ａ值，即为正常间隙缓解位。 ３．１．２ 闸片与闸盘间隙过大时的作用 当闸片、闸盘磨耗后，间隙增大时，首先像正 常间隙状态时一样，整个系统一起向左移动，此时 位。 缓解时分为两个阶段进行，第一阶段压力空气 排出制动缸，活塞１在复原弹簧的作用下恢复到缓 解位置，引导挡铁５、调整挡铁２、以及丝杠一起 向右移动，移动的间隙为标准间隙Ａ值，即为过大 间隙缓解位的第一阶段。 缓解第二阶段过程中，活塞２由于先前缓解向 右移动了Ａ的距离，此时在复原弹簧的作用下继续 向右移动，引导螺母６与引导挡铁５脱开，在引导 弹簧７的作用下，推动轴承向右旋转的同时，带动 了引导螺母６在非自锁螺纹丝杠上旋转，很快与引 导挡铁５重新啮合。第二阶段丝杠没有移动，消除 了闸片和闸盘磨耗后增加的间隙，以上即为缓解第 二阶段。 通过这两个阶段的缓解过程，闸片间隙调整器 对超过标准间隙（Ａ值）的ｆ值进行了调整，丝杠 向左移动距离ｆ，也就消除了闸片与闸盘磨耗所增 大的间隙，使闸片间隙又恢复到了标准值。 正常情况下单元缸活塞伸出量为一恒定值，随 着闸片、闸盘的磨耗，丝杠伸出量会越来越长。显 然，丝杠伸出量很短、活塞伸出量较长的作用不良 单元缸与间隙调整器失效有很大关系。 ３．２ 自动间隙调整器失效原因浅析 在长期的使用过程中，由于转动过程中丝杠与 螺母间不断磨耗，间隙增大，影响力和位移的传 递，再加上单元缸前端伸出部位缺乏防尘套的保 护，出现润滑不良增大转动阻力，最终会对单元缸 间隙调整器的调节能力有一定的影响。 通过以上间隙调整器作用原理分析，如果调整 弹簧（引导弹簧）强度过低，弹簧在足够量的形变 下也不会产生使制动间隙调整器动作的弹力，调整 螺母和引导螺母依然不能正常转动调节，也会直接 导致制动单元内的间隙调整器失效或者间隙调整量 不足。通过对原弹簧的检测，未发现弹簧强度明显 ・１９・
成铁科技２０１１年第４期 降低，基本排除因弹簧强度过低造成间隙调整器作 用不良。 同时，调整弹簧（引导弹簧）在压缩过程中如 果发生不规则径向移动（互错），会使弹簧与调整 螺母、挡铁、轴承间发生非正常抗磨，从而极大影 响间隙调整器的正常工作；压缩量越大，其径向位 移越大，转动阻抗越强，对间隙调整器的调节能力 影响越大。 据我们了解，目前ＳＴＧ一２型单元缸的分解检 修中除折断、变形严重的调整弹簧和引导弹簧进行 更换外，其他弹簧均未作任何检测、选配，长期使 用带来有效圈数仅１圈的调整弹簧（引导弹簧）的 稳定性变得更差，互错更加严重，也就出现以前 ＳＴＧ一２型单元缸未出现间隙调整器失效的故障， 而现在却大量暴露出来的现状，最终导致全列制动 距离过长的严重问题。 综上所述，我们可以判定：ＳＴＧ一２型单元缸 间隙调整器失效导致单元缸制动力丧失是影响ｒＩ７／８ 次全列制动力弱的真正原因。 ４初步解决措施 通过以上分析，决定更换调整弹簧和引导弹簧 来检验是否是由于弹簧的原因造成单元缸制动力丧 失，从而影响列车制动力。 故障单元缸卸车后送检，并更换新购调整弹簧 和引导弹簧，以每日更换４个左右ＳＴＧ一２型单元缸 的进度，自２０１０年４月１０ １３至２０１０年５月１０日， 运用车间三个检车倒班组共计更换９３个ＳＴＧ一２型 故障单元缸。截止５月１０日，更换期间未出现作用 不良的现象，初步解决列车制动力弱的问题。 实践证明，长期使用后无法对单元缸内部磨耗 进行解决，但通过更换调整弹簧（引导弹簧）可以 有效的解决间隙调整器失效的问题，这也与我们前 面的分析结果基本吻合。 ５总结与思考 截止２０１０年ｌ０月３１日，据调查１７／８次编组 中依然存在２０％左右未更换弹簧的单元缸鞲鞴行程 在１４～３２ｒａｍ之间，正常行程应该为８～１４ｍｍ。随 着时间的推移，单元缸活塞行程会逐渐增长至 ３２ｒａｍ（最大行程约３２ｍｍ），直至自动间隙调整器 完全失效。如果继续使用下去，编组中制动力丧失 的单元缸数量将继续增多，最终影响列车制动距 离。因此，要想彻底解决该问题，我们提出以下建 ・２０・ 议： ５．１管理方面 ①运用试风作业加强检查力度。 ②建立长效监控机制。 ③建议Ａ３（Ａ２）修中对未更换新调整弹簧 （引导弹簧）的ＳＴＧ一２型单元缸进行全数更换， 并加装波纹套，充分保障单元缸状态良好。 ５．２改造方面 ５．２．１单元缸间隙调整器改造 ２０１０年６—９月份，我们对更换过新弹簧的 ＳＴＧ一２型单元缸作继续跟踪调查发现，有５％左右 更换过新弹簧的单元缸也出现过自动间隙调整器失 效的情况。说明间隙调整器有必要作进一步改进。 目前使用的弹簧均为工作圈数一圈的不稳定弹 簧（按机械设计要求，压缩弹簧最少的工作圈数为 两圈），如果不对单元缸内部结构进行根本性的改 造，照此使用下去还会出现间隙调整器作用不良的 问题。针对以上问题有以下建议： ①对调整弹簧和引导弹簧进行改造，选用工作 圈数更多、稳定性更好、弹性较好的弹簧； ②在尽量少增加调整螺母和引导螺母质量的前 提下，增大二者直径和弹簧中径，从而增大转矩， 增强自动间隙调整器调节能力。 ５．２．２单元缸整体改造 在对全列单元缸制动状态调研时，我们发现编 组中配装的ＳＰ一２型膜板单元缸，虽然仅占总数的 １０％左右，但几乎很少出现作用不良的问题。并且 ＳＴＧ系列单元缸厂家已基本不再生产，会对后期的 ＳＴＧ一２型单元缸的检修带来困难。 因此，我们建议将，Ｉ７／８次编组中的ＳＴＧ一２型 单元缸全部改造为稳定性能更好的ｓＰ一２型膜板单 元缸，以确保列车运行安全。 ６结束语 由于该类型单元缸故障具有有极大的隐蔽性， 不用力推动闸片或夹钳机构不易发现单元缸失效， 运用作业中应加强对类似隐性故障的仔细检查力 度，将其消灭在萌芽状态。建议在遇到问题时，相 关技术人员或部门积极攻关，科学指导生产，少走 弯路，及时有效的解决生产中遇到的带有倾向性、 代表性的技术难题，不断总结、提升，为西部铁路 的现代化建设服务。
2024年2月24日发(作者：依兰)
成铁科技２０１１年第４期 关于Ｔ７／８次列车制动力弱的 调研浅析与解决措施 谢集文 张跃忠 陈 涛 刘 刚 谢集文 成都车辆段成都运用车间党总支书记 路电：０６１—３１１９３ 张跃忠 成都车辆段成都运用车间副主任 路电：０６１—＿３０４２９ 陈 涛 成都车辆段成都运用车间助理工程师 路电：０６ｌ—－３４６８４ 刘 刚 成都车辆段技术信息科副科长 路电：０６１—－３１０７５ 摘要 列车制动力的强弱直接影响到列车的制动距离，如果制动距离过长，列车进站停车时 会出现冒进信号，严重者可能造成两列列车相撞或脱轨等重大事故，其后果无法估量。因此列车制 动力的强弱是危及列车行车安全的重要因素之一。在实际的运用过程中发现此类故障的苗头，应全 面仔细的调查，科学系统的分析，及时彻底的解决，充分保障旅客列车的安全、正点运行。 关键词制动力制动单元间隙调整器失效ＳＴＧ一２ １ 引言 ２０１０年３月２４日至３月２６日连续三天时间成 都运用车间对入库的ｒＩ７次列车展开深入调查。 ２０１０年３月２４日据西安局客车机车司反映： 首先，由于客车运用生产中购置的制动闸片统 Ｔ＇／／８次旅客列车在正常减压制动时制动距离延长， 一为固定厂家生产的同一系列的合格产品，而且我 其中Ｔ－／／８次第二组车体制动距离最长，影响到列 段在长期使用同样制动闸片的其他运用车辆中未曾 车的行车安全。 出现闸片质量方面的问题。因此，排除闸片摩擦系 得知以上信息，我段高度重视，立即由技术信 数不符合规定造成列车制动力弱的可能性。 息科、成都运用车间指派专人，对ｒＩ７／８次三组列 其次，如果２５Ｋ型车装配的Ｆ８阀提供的制动 车进行调研、整改、总结、完善，共同解决，Ｉ７／８ 压力不足或者制动管系、单元缸漏泄都会造成制动 次旅客列车制动距离延长的问题。 力不足。连续三天，对ｒＩ７次编组逐辆进行制动机 ２全面调研工作 性能试验，并在均衡部排风嘴加装压力表，测试车 辆安定试验时单元缸的压力是否符合规定。试验结 ２．１现车实际调研 果显示车辆各项制动性能均符合指标，且安定试验 众所周知，列车制动距离的长短无外乎与车辆 制动缸压力满足４２０±１０ＫＰａ，安定试验制动缸压 制动力的强弱息息相关。针对Ｔ７／８次组中的２５Ｋ 力空气漏泄量也不超过１０ＫＰａ／ｍｉｎ。因此排除因单 型盘形制动客车制动力弱的问题，从实际运用出 元制动缸压力低于标准值，造成制动力不足。 发，我们主要对以下几个方面进行分析： 最后，制动机性能试验时，要求对制动单元夹 （１）闸片摩擦系数不符合规定造成制动力不 钳机构性能进行确认，未见异常；并对单元缸制动 足； 力的强弱进行重点确认。从中发现部分ＳＴＧ一２型 （２）单元制动缸压力低于标准值，造成制动力 单元制动缸在安定试验时，单元缸活塞有制动动 不足； 作，从外观上检查闸片与闸盘摩擦面间基本密贴 （３）制动单元作用不良或完全失效，造成制动 （如图２一ｌ—ｌ所示），但用手推动闸片，闸片与闸 力不足或丧失制动力。 盘摩擦面立即分离，单元缸完全丧失制动力（如图 ・１７・
成铁科技２０１１年第４期 ２一ｔ一２所示）。经统计，３月２４日晚ｒＩ７次组中 ２５Ｋ型车编组共１９辆，其中２辆车单元制动缸型 号为ＳＰ一２，制动状态均良好；另外ｌ７辆均为ＳＴＧ 一２型单元缸，在这１７辆车１３６个ＳＴＧ一２型单元 制动缸中有３２个制动时完全丧失制动力的单元缸。 一 ｒＩ７／８次三组列车制动单元配装的单元缸型号 及工作状态进行调查，其结果见表２一ｌ—ｌ 表２—１—１ ｒＩ７／８次制动单元调查表 序 调查 编组 单元缸总数 制动力丧失 制动力丧 单元缸 失单元缸 号 日期 辆数 在全列中 Ｓ ｒＧ一２ ＳＰ一２ ＳＴＧ一２ ＳＰ一２ 所占比重 １ ３月２４日 １９ １３６ １６ ３２ ０ ２１．０５％ ２ ３月２５日 １９ １２８ ２４ ３５ Ｏ ２３．Ｏ３％ ３ ３月２６日 １９ １４４ ８ ２２ Ｏ １４．４７％ 调查结果显示：１７／８次编组中存在较大数量 制动力丧失的制动单元，且装配的均为ＳＴＧ一２型 单元制动缸。我们以第二组为例，编组中制动力丧 失的单元缸占整列总数的２３．０３％，相当于在制动 主管减压１７０ＫＰａ制动时，车辆全列制动力降低 ２３．３％，势必会造成列车制动距离比正常值更长。 因此，我们可以初步判断由于１７／８次编组中 部分ＳＴＧ一２型单元缸制动力丧失，造成车辆全列 制动力弱，制动距离延长。 ２．２单元缸实际调研 为了尽快解决单元缸制动力丧失的问题，主要 有以下几种常见的解决方案：一是直接更换单元 缸，这种办法最为直接有效，可靠性最高；二是人 为调节制动缸回程螺母增加丝杠行程，通过人为减 小闸片与闸盘间隙来减小制动缸在制动时的工作距 离，以达到制动单元有足够制动力，但是这种方法 不可取，因为如果制动缸本身不具备闸片间隙自动 调节功能，人为调节后，闸片与闸盘的间隙过小有 可能在运行途中制动缸内部卡滞而无法正常缓解， 带来恶劣后果；三是更换新闸片，这种方法看似可 行，但列车运行一段时间闸片磨耗后依然存在制动 ．１ ８． 单元作用不良的问题，并且多数作用不良制动单元 的闸片都比较厚，有的还接近原形厚度。 于是，我们采取更换单元缸的办法来尽快解决 列车制动力弱的问题。从３月２７日到４月５日，对 入库的１７次以每天更换４个ＳＴＧ一２型制动力丧失 单元缸的进度，共更换５２个单元缸，其中一辆车８ 个ｓＴＧ一２型单元缸全数更换为ＳＰ一２型单元缸后未 见异常。另外这４４个装车的检修品ＳＴＧ一２型单元 缸中有近五成单元缸在使用不足一个月就出现制动 力丧失，个别单元缸仅运行一趟就出现这样的故障。 分解检修后的单元缸装车使用很快出现一样的 故障，说明不存在单元缸内部或夹钳机构卡滞，造 成制动单元作用不良。对于作用不良的单元缸，我 们发现一个共同的特点：制动力丧失单元缸活塞伸 出量约３２ｍｍ左右，丝杠行程伸出量短，而正常的 单元缸活塞伸出量为８～１４ｒａｍ，丝杠行程伸出量 长，如图２—１—１所示。 图２—２—１ ＳＴＧ一２型单元缸活塞伸出量对比 综上所述，造成ＳＴＧ一２型单元缸制动力丧失 的主要原因可能是由于单元缸自动间隙调整器失效 而不能自动调节造成。 ３制动力弱原因浅析 为了进一步确认因单元缸自动间隙调整器失效 造成列车制动力弱，将ＳＴＧ一２型故障单元缸送检 修车间制动室分解检查，发现以下问题：一是经技 术部门对故障单元缸内调整弹簧及引导弹簧进行强 度试验未发现明显的因长期使用强度明显降低的问 题；二是在对单元缸间隙调整器调整弹簧（引导弹 簧）施加垂直压力时存在互错的现象（如图３一ｌ 一１所示）；三是弹簧有效全数只有一圈，导致弹 簧圆周上不同位置可明显感觉出受力不均衡（如图 ３—１—２所示），经比较，使弹簧发生相同的形变 量，所需的外力Ｆ 较大，Ｆ 最小；四是单元缸前 端大多未配装波纹防尘套，单元缸活塞和丝杠伸出 部位存在不同程度的锈迹和润滑不良现象，缸体内 部油脂润滑状态较差。
成铁科技２０１１年第４期 刚好调整挡铁２向左移动一个距离（标准间隙Ａ 通过以上调研，有可能由于调整弹簧（引导弹 簧）性能不符合要求造成单元缸自动间隙调整器失 效。下面我们从间隙调整器原理作进一步分析。 一一 值），然而活塞１、调整螺母３、引导螺母６一起向 隙为ｆ），此时调整挡铁２被导向螺栓挡住，仅移动 了标准间隙Ａ，调整螺母３与调整挡铁２啮合部分 左移动了Ａ＋ｆ的距离（假设闸片与闸盘增大的间 脱开，在调整弹簧４的作用下，推动轴承向右旋转 的同时，带动了调整螺母３在非自锁螺纹丝杠上旋 转，很快与调整挡铁２重新啮合，调整螺母３及丝 杠８处于锁闭位置。以上过程即为过大间隙制动 ３．１ 自动间隙调整器基本原理 ＳＴＧ一２型制动单元主要由两部分组成。一部 分是直径２５４ｍｍ的活塞制动缸，另一部分是闸片 间隙调整器（如图３—１—１所示）。 图３—１—１制动单元间隙调整器结构图 １一制动单元活塞；２～调整挡铁；３一调整螺 母；４一调整弹簧；５一引导挡铁；６一引导螺母；７ 一引导弹簧；８一丝杠。 该单元缸的工作状态可分为：正常间隙制动 位、正常间隙缓解位、过大间隙制动位、过大间隙 缓解位。其中过大间隙缓解位又分第一阶段缓解和 第二阶段缓解。 ３．１．１ 闸片与制动盘正常间隙时的作用 制动时压力空气进入活塞右侧，压缩复原弹 簧，推动活塞１向左移，同时带动引导挡铁５、引 导螺母６、丝杠８、调整螺母３、调整弹簧４、调整 挡铁２一起向左移动，此时刚好调整挡铁２向左移 动一个距离（标准间隙Ａ值），这时闸片与闸盘正 好接触，完成制动作用。此过程间隙调整器未发生 调节作用，即为正常间隙制动位。间隙调整器力的 传递顺序为：活塞１一引导挡铁５ 引导螺母６一丝 杠８ 调整螺母３一调整弹簧４－÷调整挡铁２。 当缓解时，压力空气排出制动缸，活塞１在复 原弹簧的作用下恢复到缓解位置，引导挡铁５、调 整挡铁２、以及丝杠一起回到原位，移动的间隙刚 好是标准间隙Ａ值，即为正常间隙缓解位。 ３．１．２ 闸片与闸盘间隙过大时的作用 当闸片、闸盘磨耗后，间隙增大时，首先像正 常间隙状态时一样，整个系统一起向左移动，此时 位。 缓解时分为两个阶段进行，第一阶段压力空气 排出制动缸，活塞１在复原弹簧的作用下恢复到缓 解位置，引导挡铁５、调整挡铁２、以及丝杠一起 向右移动，移动的间隙为标准间隙Ａ值，即为过大 间隙缓解位的第一阶段。 缓解第二阶段过程中，活塞２由于先前缓解向 右移动了Ａ的距离，此时在复原弹簧的作用下继续 向右移动，引导螺母６与引导挡铁５脱开，在引导 弹簧７的作用下，推动轴承向右旋转的同时，带动 了引导螺母６在非自锁螺纹丝杠上旋转，很快与引 导挡铁５重新啮合。第二阶段丝杠没有移动，消除 了闸片和闸盘磨耗后增加的间隙，以上即为缓解第 二阶段。 通过这两个阶段的缓解过程，闸片间隙调整器 对超过标准间隙（Ａ值）的ｆ值进行了调整，丝杠 向左移动距离ｆ，也就消除了闸片与闸盘磨耗所增 大的间隙，使闸片间隙又恢复到了标准值。 正常情况下单元缸活塞伸出量为一恒定值，随 着闸片、闸盘的磨耗，丝杠伸出量会越来越长。显 然，丝杠伸出量很短、活塞伸出量较长的作用不良 单元缸与间隙调整器失效有很大关系。 ３．２ 自动间隙调整器失效原因浅析 在长期的使用过程中，由于转动过程中丝杠与 螺母间不断磨耗，间隙增大，影响力和位移的传 递，再加上单元缸前端伸出部位缺乏防尘套的保 护，出现润滑不良增大转动阻力，最终会对单元缸 间隙调整器的调节能力有一定的影响。 通过以上间隙调整器作用原理分析，如果调整 弹簧（引导弹簧）强度过低，弹簧在足够量的形变 下也不会产生使制动间隙调整器动作的弹力，调整 螺母和引导螺母依然不能正常转动调节，也会直接 导致制动单元内的间隙调整器失效或者间隙调整量 不足。通过对原弹簧的检测，未发现弹簧强度明显 ・１９・
成铁科技２０１１年第４期 降低，基本排除因弹簧强度过低造成间隙调整器作 用不良。 同时，调整弹簧（引导弹簧）在压缩过程中如 果发生不规则径向移动（互错），会使弹簧与调整 螺母、挡铁、轴承间发生非正常抗磨，从而极大影 响间隙调整器的正常工作；压缩量越大，其径向位 移越大，转动阻抗越强，对间隙调整器的调节能力 影响越大。 据我们了解，目前ＳＴＧ一２型单元缸的分解检 修中除折断、变形严重的调整弹簧和引导弹簧进行 更换外，其他弹簧均未作任何检测、选配，长期使 用带来有效圈数仅１圈的调整弹簧（引导弹簧）的 稳定性变得更差，互错更加严重，也就出现以前 ＳＴＧ一２型单元缸未出现间隙调整器失效的故障， 而现在却大量暴露出来的现状，最终导致全列制动 距离过长的严重问题。 综上所述，我们可以判定：ＳＴＧ一２型单元缸 间隙调整器失效导致单元缸制动力丧失是影响ｒＩ７／８ 次全列制动力弱的真正原因。 ４初步解决措施 通过以上分析，决定更换调整弹簧和引导弹簧 来检验是否是由于弹簧的原因造成单元缸制动力丧 失，从而影响列车制动力。 故障单元缸卸车后送检，并更换新购调整弹簧 和引导弹簧，以每日更换４个左右ＳＴＧ一２型单元缸 的进度，自２０１０年４月１０ １３至２０１０年５月１０日， 运用车间三个检车倒班组共计更换９３个ＳＴＧ一２型 故障单元缸。截止５月１０日，更换期间未出现作用 不良的现象，初步解决列车制动力弱的问题。 实践证明，长期使用后无法对单元缸内部磨耗 进行解决，但通过更换调整弹簧（引导弹簧）可以 有效的解决间隙调整器失效的问题，这也与我们前 面的分析结果基本吻合。 ５总结与思考 截止２０１０年ｌ０月３１日，据调查１７／８次编组 中依然存在２０％左右未更换弹簧的单元缸鞲鞴行程 在１４～３２ｒａｍ之间，正常行程应该为８～１４ｍｍ。随 着时间的推移，单元缸活塞行程会逐渐增长至 ３２ｒａｍ（最大行程约３２ｍｍ），直至自动间隙调整器 完全失效。如果继续使用下去，编组中制动力丧失 的单元缸数量将继续增多，最终影响列车制动距 离。因此，要想彻底解决该问题，我们提出以下建 ・２０・ 议： ５．１管理方面 ①运用试风作业加强检查力度。 ②建立长效监控机制。 ③建议Ａ３（Ａ２）修中对未更换新调整弹簧 （引导弹簧）的ＳＴＧ一２型单元缸进行全数更换， 并加装波纹套，充分保障单元缸状态良好。 ５．２改造方面 ５．２．１单元缸间隙调整器改造 ２０１０年６—９月份，我们对更换过新弹簧的 ＳＴＧ一２型单元缸作继续跟踪调查发现，有５％左右 更换过新弹簧的单元缸也出现过自动间隙调整器失 效的情况。说明间隙调整器有必要作进一步改进。 目前使用的弹簧均为工作圈数一圈的不稳定弹 簧（按机械设计要求，压缩弹簧最少的工作圈数为 两圈），如果不对单元缸内部结构进行根本性的改 造，照此使用下去还会出现间隙调整器作用不良的 问题。针对以上问题有以下建议： ①对调整弹簧和引导弹簧进行改造，选用工作 圈数更多、稳定性更好、弹性较好的弹簧； ②在尽量少增加调整螺母和引导螺母质量的前 提下，增大二者直径和弹簧中径，从而增大转矩， 增强自动间隙调整器调节能力。 ５．２．２单元缸整体改造 在对全列单元缸制动状态调研时，我们发现编 组中配装的ＳＰ一２型膜板单元缸，虽然仅占总数的 １０％左右，但几乎很少出现作用不良的问题。并且 ＳＴＧ系列单元缸厂家已基本不再生产，会对后期的 ＳＴＧ一２型单元缸的检修带来困难。 因此，我们建议将，Ｉ７／８次编组中的ＳＴＧ一２型 单元缸全部改造为稳定性能更好的ｓＰ一２型膜板单 元缸，以确保列车运行安全。 ６结束语 由于该类型单元缸故障具有有极大的隐蔽性， 不用力推动闸片或夹钳机构不易发现单元缸失效， 运用作业中应加强对类似隐性故障的仔细检查力 度，将其消灭在萌芽状态。建议在遇到问题时，相 关技术人员或部门积极攻关，科学指导生产，少走 弯路，及时有效的解决生产中遇到的带有倾向性、 代表性的技术难题，不断总结、提升，为西部铁路 的现代化建设服务。