C80B型运煤敞车段修中存在问题的调查分析及建议

刘忠平

【摘 要】C80型敞车以大载重、高频率、码头不摘钩连续翻卸等特点成为大秦线主要的运煤专用敞车，该型敞车载重80t，商业运行速度100km/h，全部用于编组万吨、两万吨重载列车。特别是C80B（含C80BH，以下同）以其性能成熟、作用稳定一直占领运输的主导地位，以2013年到2015年为例计算，其使用率占到大秦线所有敞车的66.89%，随着在检修、运用中的不断使用，累计发生了一些比较典型的故障，给正常的运输秩序带来一定的安全隐患。因此，加强对C80B主型车辆故障的研究，具有现实的指导意义。本文对该车型在段修中存在的相关惯性问题进行了调研，并提出了相应的改进措施。

【关键词】C80B敞车；惯性问题；分析；影响；改进

1 C80B型敞车存在的主要故障

1.1 NSW型手制动机性能不良

1.1.1 性能试验情况

为了便于分析NSW型手制动机检修的现状，我们随机抽取2015年10月12日到16日一周内湖东车辆段大同检修、湖东检修施修的C80B共计336辆段修车进行了调查统计，其中NSW型手制动机性能作用不良的117辆，占检修总数的34.82%。

1.1.2 更换情况

在选取日期段内的336辆段修车的NSW型手制动机检修情况进行调查统计发现，因手制动机制动、调力作用不良和三项功能全失的共更换59台，辆均0.18件，见表1。

1.1.3 手制动机故障分类情况

在更换的59台手制动机中，为了分析功能性故障发生的原因，对所有故障手制动机进行了分解检查，共发现问题214件。故障台均3.62件。其中有的手制动机多个问题并存，零部件故障情况见表2。

1.1.4 对上述故障手制动机拆解统计情况

通过对上述故障手制动机统计，发现①功能手柄、拨架卡滞折断两项合计占13.09%；②棘舌与棘舌座、小齿轮与主动轴锈死，两项合计占45.33%；③主动轴弯曲、离合器裂损，两项合计占26.63%。这三类故障为手制动机存在的主要故障。其中棘舌与棘舌座锈死故障占单项故障之首位。锈蚀典型故障见图1所示。

1.2 脱轨制动阀锈蚀问题

1.2.1 为了分析脱轨制动阀锈蚀状况，我们依然随机抽取2015年11月9日到13日一周内湖东车辆段大同检修、湖东检修施修C80B共计381辆段修车进行了调查统计，脱轨制动阀装置各部锈蚀、损伤等故障202件，故障占总检修车辆数的53.02%。故障统计情况如表3：

表3 脱轨制动阀故障统计表

1.2.2 从脱轨制动阀本身发生锈蚀的部位来看，锈蚀主要发生在调节杆与作用杆连接螺纹处、锁紧螺母与作用杆连接螺纹处、调节杆与作用杆连接扁销处三个部位，锈蚀故障占总故障率的74.75%。

1.2.3 从脱轨制动阀发生锈蚀故障的情况来看，锈蚀主要发生在处于车体两端处的1位和4位脱轨制动阀处，该部位累计锈死有128个，锈死比例占总量（2、4位总数762个）的16.79%；而处在2位和3位处的脱轨制动阀则锈蚀情况较轻，在调查的2位、3位仅有23个发生锈死，锈死比例仅为3.02%。各部制动阀锈蚀情况如图2、图3所示：

图2 1、4位脱轨制动阀锈蚀情况 图3 2、3位脱轨制动阀锈蚀情况

1.2.4 从作业程序来看，在整车落成后必须要调整车轴上边缘与顶梁下平面的距离至规定值，这就需要涉及到调整并转动顶梁。而由于顶梁上的调节杆与作用杆严重锈蚀，导致两者无法转动调整，严重的必须借助手锤敲击顶梁转动，或者用氧气将锁紧螺母与作用杆烤红后再用手锤敲击顶梁才能旋动，从而增加了检修难度，给现场检修带来非常不便。

2 C80B型敞车存在的主要故障原因分析

2.1 手制动机性能不良原因分析

2.1.1 运行环境及手制动机自身设计结构缺陷的影响

手制动机在车辆运用中直接暴露在环境中，长期遭受风吹、日晒、雨淋，特别是大秦线东西部温差大、冬天装煤时的防冻液使用使手制动机的运用环境变得更差，加上手制动机的箱壳结构本身在制动链条处开口较大，导致手制动机在主动轴、轴承、离合器、小齿轮等处的油脂风化严重，导致配件极易发生锈死。

2.1.2 行车部门使用人员操作不当

NSW型手制动机投入运用的时间已有十多年，但行车部门的操作者对其安全性能及使用原理并没有进行系统的理解，对其安全注意事项并不熟知。表现在：不了解调速手柄的作用，在进行制动操作时，将调速手柄置于左侧，因制动力无法保持，转动手轮时用力过猛，使离合器承受过大冲击力；在缓解操作时，将调速手柄当作缓解手柄，在棘轮与棘舌卡劲时调速手柄拨叉杆受力过大，使拨叉杆折断等。缓解时未能快速转动手轮，缓解不良时便连续转动手轮，使离合器承受冲击力过大，易导致离合器等部件裂损。

2.1.3 运用中非正常作业导致作用不良

货运部门的非正常装卸作业，导致主动轴弯曲、部分配件折损，手轮严重变形，功能手柄、拨架折断无法实现常用制动和调力制动功能转换，以及冬季在车体端墙上喷防冻液时进入手制动机内部，车体翻卸作业时煤尘进入，也是导致手制动机作用不良的重要原因。

2.1.4 段修时工艺简化及部件强度不足导致作用不良

1）由于手制动机受自身设计结构的限制，车辆段修时未严格按照规定在键轮与离合器之间、离合器与棘轮和小齿轮之间、小齿轮与主动轴之间和卷链轴组成的大齿轮须涂润滑脂，只是在卷链轴组成的大齿轮喷少许润滑油，其他部位未能达到有效的润滑状态，特别是键轮与离合器之间、离合器与棘轮和小齿轮之间摩擦部位始终处于干摩擦状态，受外界恶劣环境影响，使内部配件极易过早锈死，导致手制动机作用不良引发作用失效。

2）主动轴、离合器等核心部件强度不足

NSW型手制动机内部的主动轴上有键轮、离合器、棘轮、小齿轮等配件，这些配件之间的设计间隙较大。在转动手轮时（尤其是在缓解操作时）各配件易受冲击力作用，离合器与主动轴尤甚。离合器的材质为ZG40Cr，与主动轴同样采用精密铸造工艺制造，是使用频次较高、受力较复杂的关键配件。由于制造工艺方面的原因，离合器斜面根部存在尖角，使其横断面相对较小，在外力作用下容易使离合器局部产生应力集中，当离合器的3个斜面尺寸偏差较大或与键轮配合不良时受力不均匀，从而导致离合器裂损，并易引发其他故障，比如主动轴弯曲变形或手柄折断等。

2.2 脱轨制动阀锈蚀分析

2.2.1 设计位置不合理是导致锈蚀的主要原因

从C80B型敞车脱轨制动阀在车辆中的安装位置来看，1、4位脱轨制动阀位于车体的两端，与端墙的横向距离仅有20cm左右，且其与端墙间无任何防护装置，因此在车辆运用中特别容易遭受雨水、煤灰、防冻液等物体的侵蚀，运行条件十分恶劣。这一点从现场检修中不难发现：1、4位脱轨制动阀从外观看约有92%的附有大量的煤灰、煤块等杂物，而处于车辆中部的2、3位脱轨制动阀在外观上煤灰等杂物明显较少，比1、4位情况要好很多。调查数据显示2、3位的脱轨制动阀作用杆与调节杆93.27%用手即可旋动，作用杆与调节杆连接扁销也能够在孔内灵活移动，而1、4位脱轨制动阀作用杆与调节杆以及作用杆与调节杆连接扁销94.58%均已锈死，需要借助锤击、烤调才能旋动。

2.2.2 易锈蚀部位涂抹油脂不到位

从段修脱轨制动阀检修过程看，脱轨制动阀在检修中调节顶梁时未能按规定在作用杆与调节杆结合部涂120阀用改性甲基硅油。对于新检修组装的脱轨制动阀也未能按规定在作用杆与调节杆、锁紧螺母等处按规定涂油，这也是导致脱轨制动阀锈蚀严重的一个重要因素。

2.2.3 防脱阀上盖丢失也是其锈蚀的因素之一

在现场检修中调查发现，约有6%左右的防脱阀无上盖，主要原因在于车辆运行中由于振动造成防脱阀上盖丢失，由于防脱阀上盖与阀体采用铆接方式，铆钉因锈蚀后折断是造成丢失的主要原因。防脱阀上盖丢失后更易造成雨水、煤灰、防冻液等物体的侵蚀，导致锈蚀进一步加剧。

3 C80B型敞车存在的主要故障对检修生产及安全的影响

3.1 手制动机维修成本的居高不下，安全隐患加大

3.1.1 在检修时发现，手制动机除了手轮、壳体、链条、底座等配件可以通过加修再次使用外，其他配件因锈蚀已无法再次修复使用，每套手制动机一但主动轴、轴承或离合器出现问题，这套手制动机直接近于报废，已无检修的价值。

3.1.2 调车作业时，对停留的车辆，必须拧紧两端的人力手制动机，或辅以铁鞋牢靠固定。遇最外方手制动机有故障时，可顺延使用下一辆手制动机。2015年，路内发生了数起因手制动机制动、缓解不良造成的质量故障，给行车安全带来隐患，应引起高度重视。

3.2 脱轨制动阀锈蚀加大调整相关间隙的工作难度，延长检修时间，加大维修成本

3.2.1 作用杆与调节杆锈死后，仅用手工根本无法旋动调节杆，需要借助锤击、火烤调等手段才能旋动。调查数据显示，约有31.38%需要借助手锤敲击，必须用火烤调的占到68.62%。另外，调节杆与作用杆连接扁销锈死后，连接扁销徒手根本无法将其取出，必须借助工具锤击，有时分解一个扁销即需要十多分钟的时间。由于锈蚀问题的存在，使得车辆在调整调节车轴上边缘与顶梁下平面的距离时工作难度加大，检修时间延长。

3.2.2 引发其它潜在故障隐患，增加维修成本

由于脱轨制动装置锈蚀问题的存在，在调整顶梁与车轴间隙时，需要借助用手锤敲击或火烤，很容易造成顶梁及调节杆变形、裂纹、割伤等故障。在火烤调过程中，经常会发生割伤锁紧螺母的问题。另外，由于采取氧气切割的方法进行分解脱轨制动装置，作用杆、顶梁、锁紧螺母等均会出现不同程度的损坏而无法继续使用，增加了检修成本。

4 措施及建议

4.1 NSW型手制动机方面

4.1.1 严格落实检修标准，段修时对键轮与离保器、离合器与棘轮和小齿轮、小齿轮与主动轴、卷链轴组成的大齿轮、棘舌与棘舌座及销等内部配件注足量的89D制动缸脂，并保证注油孔塞完好，确保内部摩擦部位始终处于润滑状态，减少配件锈死，适应恶劣的运用环境需要。

在注油方法上建议配备特制注油枪，以便能够伸到NSW型手制动机内部充分注油。

4.1.2 设计上应适当增加主动轴与小齿轮的配合间隙，保证良好的润滑作用，减少锈蚀，防止转动卡滞。主动轴与离合器的材质可以采用更高级别的材料，如Ti1023。

4.1.3 段修时按照《铁路货车制动装置检修规则》5.2.8规定全面进行性能试验，对性能不良的一律更换。发现功能手柄和拨架折损的，一律分解检修，更换梅花弄手柄和加强型拨架。

4.1.4 设计在手制动机下方开口处安装防尘橡胶垫，在手制动轴链通过处开设圆孔，使原来的敞口式设计改变为紧口式设计。使主动轴部分尽量封闭，减少裸露面积，可以最大限度地防止翻车作业时煤尘等杂物的侵入，起到延长手制动机使用寿命的目的。同时在手制动机下方2位小端梁增设限位止挡，避免防尘橡胶垫因手制动拉链横向位移过大而遭到破坏。

4.1.5 加强对调车作业人员的培训，使其熟悉NSW型手制动机的作用原理性能试验要求，避免误操作。杜绝运用中的非正常作业，防止因人为因素造成的配件变形和折损。

4.2 脱轨制动阀方面

4.2.1 增设防护罩。由于脱轨防脱阀安装位置的特殊性，可以在设计上对C80B型敞车1、4位脱轨制动阀增设防护罩。防护罩安装在防脱阀安装座阀体下沿部位处。该防护罩材质采用高分子尼龙合成材料，能有效减少因螺纹锈蚀带来的困扰。通过加设防护套，可以有效减少作用杆与调节杆连接处、锁紧螺母与作用杆连接处的锈蚀。

防护罩整体结构呈圆柱型，分上下两部分，上部为一环状圆柱（内径带有螺纹），下部为卡扣式圆箍。下部分两片，可实现上下折翻，通过卡扣实现锁紧，起到封闭作用。

防护罩与脱轨阀采用螺纹连接，即在防脱阀安装座阀体下部外侧增加螺纹，防护罩上端内侧设有螺纹，两部配件实现螺纹连接。

作业时，只需旋转防护罩，即可卸下防护罩，实现正常作业，调整各部间隙并安装连接扁销铆接后，只需紧固防护罩即可。如因操作空间限制，可通过解锁卡扣调整空间实现便利作业。操作简便。因防护罩安装在调节杆中央位置，不会存在因脱落造成事故隐患。防护罩简易图如图4所示。

4.2.2 严格落实检修标准，尽量减少使用火烤调手段分解切割连接扁销等配件。检修时，在作用杆与调节杆表面涂适量120阀用改性甲基硅油。凡发现调节杆与作用杆螺纹腐蚀一律更换。锁紧螺母损伤超过两齿的尽量进行更换处理。

4.2.3 脱转制动阀上盖由原来的铆接结构改变为焊结结构，焊结方式采用点焊，分三处沿阀体与阀盖圆周方向均匀分布。

4.2.4 必须使用氧气切割分解作用杆与调节杆的扁销时，先将扁销头部敲击到靠近作用杆一端，使扁销铆接部位尽量远离锁紧螺母，然后再进行切割。切割时，可适当在锁紧螺母处加设防护挡板装置。同时要控制好氧气火焰强度，以免灼伤锁紧螺母等配件。

4.2.5 调节杆和锁紧螺母采用不锈钢材料

不锈钢材料具有极强的耐腐蚀性能，目前车辆上装用不锈钢材料的配件越来越多，调节杆和锁紧螺母采用不锈钢材料后，可从材质源头上解决锈蚀问题。

【参考文献】

[1]中华人民共和国铁道部.铁路货车段修规程[M].北京：中国铁道出版社，2012.

[2]铁路货车检修技术[M].北京：中国铁道出版社，2010.

[3]太原铁路局.重载运输技术管理规则[M].北京：中国铁道出版社，2014.

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[6]新编中外金属材料手册[M].2版.北京：化学工业出版社，2012.

[责任编辑：杨玉洁]