葉文斌 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司杭州北車輛段

《鐵路貨車運(yùn)用維修規(guī)程》規(guī)定：非提速鐵路貨車高、低摩合成閘瓦磨耗剩余厚度不小于14 mm；提速鐵路貨車高摩合成閘瓦磨耗剩余厚度不小于18 mm，同一制動(dòng)梁閘瓦厚度差不大于20 mm?，F(xiàn)車中由于閘瓦的不斷被磨耗，當(dāng)厚度小于運(yùn)用限度時(shí)，列檢作業(yè)人員在技術(shù)檢修時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行更換，當(dāng)閘瓦出現(xiàn)偏磨時(shí)，一端磨耗加快，大大縮短了其使用壽命，造成閘瓦浪費(fèi)的同時(shí)也增大了列檢作業(yè)人員的工作量，而且影響技檢時(shí)間。同時(shí)，閘瓦磨耗過(guò)多，車輛運(yùn)行過(guò)程中閘瓦與車輪踏面摩擦極易產(chǎn)生金屬鑲嵌物，導(dǎo)致車輛途中冒火花，影響行車安全。通過(guò)觀察，在經(jīng)過(guò)杭州北車輛段金華運(yùn)用車間上行作業(yè)場(chǎng)的所有采用擺式轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)的貨運(yùn)列車，其閘瓦或多或少均存在較為明顯的上部偏磨問(wèn)題，分析和解決這一問(wèn)題有著非常積極的作用。

1 閘瓦偏磨問(wèn)題的存在

針對(duì)偏磨閘瓦，利用辦公鋼尺測(cè)量其與閘瓦托上下頭接觸部位剩余尺寸，閘瓦下端剩余尺寸減去閘瓦上端剩余尺寸的差值即為閘瓦偏磨量。整理部分?jǐn)?shù)據(jù)得到數(shù)據(jù)差值分布（見(jiàn)圖 1）。

圖1 閘瓦磨耗后形狀

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算差值，得出閘瓦偏磨量，整理得表1、表2。

表1 轉(zhuǎn)K4型轉(zhuǎn)向架閘瓦偏磨數(shù)值表

表2 轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架閘瓦偏磨數(shù)值表

整理數(shù)值，可得兩種型號(hào)閘瓦偏磨量數(shù)值直方圖（見(jiàn)圖2、圖 3）。

圖2 轉(zhuǎn)K4閘瓦偏磨數(shù)值分布圖

圖3 轉(zhuǎn)K5閘瓦偏磨數(shù)值分布圖

整理兩種形式轉(zhuǎn)向架閘瓦上下偏磨差值，繪出閘瓦偏磨差值分布圖，可以由圖看出，兩種型號(hào)的轉(zhuǎn)向架閘瓦上下偏磨差值主要集中在4 mm到10 mm的方位內(nèi)，分布較為集中，說(shuō)明閘瓦的磨耗是有規(guī)律的，符合主要因素影響規(guī)律，即：閘瓦上下偏磨問(wèn)題存在，且由某個(gè)主要原因造成，其它數(shù)值也有分布是由于制造誤差造成。

2 閘瓦偏磨原因分析

擺式轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的安裝與傳統(tǒng)三大件式轉(zhuǎn)向架一樣，制動(dòng)梁通過(guò)滑塊磨耗套安裝在側(cè)架的滑槽內(nèi)，閘瓦發(fā)生低頭，則制動(dòng)時(shí)閘瓦上部始終先與踏面接觸后離開(kāi)，多次制動(dòng)累積，上部閘瓦磨耗較下部磨耗大，從而造成閘瓦上部偏磨。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)車觀察發(fā)現(xiàn)，發(fā)生有偏磨現(xiàn)象的閘瓦，緩解狀態(tài)下，閘瓦就存在低頭現(xiàn)象，很多閘瓦頭始終貼著車輪踏面，車輛運(yùn)行中，閘瓦因?yàn)轭^貼踏面，始終在磨耗，不斷累積，導(dǎo)致閘瓦頭磨耗過(guò)大。制動(dòng)時(shí)，閘瓦瓦面上部先貼合踏面，因低頭壓力的作用，閘瓦上部壓力大于下部，導(dǎo)致閘瓦上部磨耗更大，緩解時(shí)，閘瓦瓦面上部后離開(kāi)踏面，長(zhǎng)期的磨耗累積導(dǎo)致上部偏磨。形成閘瓦的最后磨耗形狀為上部偏磨，但頭部形成三角形缺陷，如圖4。

圖4 閘瓦磨耗圖樣

由此可以判斷，閘瓦低頭確實(shí)是導(dǎo)致閘瓦偏磨的主要原因。

同時(shí)，觀察側(cè)架滑槽磨耗板和制動(dòng)梁滑塊磨耗套的磨耗情況，可以發(fā)現(xiàn)兩者均存在不同程度的磨耗，雖然磨耗量不大，但依然比交叉桿式轉(zhuǎn)向架的磨耗量大。

2.1 導(dǎo)致閘瓦低頭的原因分析

現(xiàn)車觀察發(fā)現(xiàn)，制動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)K2、轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架制動(dòng)緩解過(guò)程中基礎(chǔ)制動(dòng)裝置沿著側(cè)架滑槽運(yùn)動(dòng)，基本不存在低頭作用，閘瓦偏磨很小。

而轉(zhuǎn)K4、轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架在設(shè)計(jì)中使用的是L-C型組合式制動(dòng)梁，但由于制動(dòng)梁材質(zhì)原因，總出現(xiàn)圓鋼撐桿斷裂問(wèn)題，所以在后續(xù)的不斷更換下，現(xiàn)車使用的是都是L-B型組合式制動(dòng)梁，與轉(zhuǎn)K2、轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架相同。

當(dāng)給轉(zhuǎn)K4、轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架安裝L-B型組合式制動(dòng)梁時(shí)，要將制動(dòng)梁通過(guò)制動(dòng)梁支柱與制動(dòng)杠桿連接，由于L-B型組合式制動(dòng)梁是為交叉拉桿式轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)使用的，其支柱槽孔和圓銷孔是按制動(dòng)梁滑塊沿水平傾角為12°的滑槽運(yùn)動(dòng)角度設(shè)計(jì)，而轉(zhuǎn)K4、轉(zhuǎn)K5型滑槽水平傾角為15°，設(shè)計(jì)時(shí)LC型組合式制動(dòng)梁支柱槽孔偏角與L-B型組合式制動(dòng)梁支柱槽孔角度不同，實(shí)際查閱轉(zhuǎn)向架基本尺寸表可以發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架游動(dòng)杠桿自由端與鉛垂面夾角53°，轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)杠桿傾角為50°，可以判斷兩種型號(hào)組合式制動(dòng)梁支柱槽孔傾角相差3°。當(dāng)將L-B型組合式制動(dòng)梁安裝至擺式轉(zhuǎn)向架側(cè)架滑槽內(nèi)時(shí)，必須先人為給制動(dòng)梁一個(gè)扭力，而此時(shí)閘瓦相對(duì)于踏面是處于低頭狀態(tài)的。

組裝完成后，由于制動(dòng)杠桿與中拉桿、制動(dòng)梁支柱的連接部位在橫向的可活動(dòng)量很小，原來(lái)組裝制動(dòng)梁時(shí)人為的扭力撤除后，制動(dòng)杠桿受連接部位限制，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)往垂直方向回轉(zhuǎn)力，制動(dòng)杠桿回轉(zhuǎn)時(shí)傳遞給制動(dòng)梁支柱一個(gè)扭力，同時(shí)制動(dòng)梁欲隨著15°傾角滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)，后仰使滑塊磨耗套與滑槽磨耗板磨耗面磨合接觸時(shí)，制動(dòng)杠桿反作用阻力，使制動(dòng)梁繼續(xù)前傾，從而使得閘瓦始終處于低頭狀態(tài)。

2.2 滑塊磨耗套和滑槽磨耗板磨耗原因分析

原因一：制動(dòng)梁低頭導(dǎo)致制動(dòng)梁滑塊磨耗套與側(cè)架滑槽磨耗板的接觸面積減小，單位面積壓力增大，在車輛不停的制動(dòng)緩解過(guò)程中，對(duì)制動(dòng)梁滑塊磨耗套與側(cè)架滑槽磨耗板接觸面的磨耗相對(duì)于未低頭時(shí)增加。

原因二：擺式轉(zhuǎn)向架在車輛運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生擺動(dòng)，轉(zhuǎn)向架側(cè)架沿平行鋼軌方向左右成3°角擺動(dòng)，擺動(dòng)過(guò)程中，側(cè)架滑槽磨耗板不停地與制動(dòng)梁滑塊磨耗套發(fā)生相對(duì)位移，產(chǎn)生滑動(dòng)磨耗。

3 改進(jìn)意見(jiàn)探究

通過(guò)觀察分析，可以知道轉(zhuǎn)K4、轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架更換使用L-B型組合式制動(dòng)梁后，制動(dòng)梁與制動(dòng)杠桿間的配合不再符合設(shè)計(jì)要求，存在配合缺陷。分析原因，筆者認(rèn)為可以做以下改進(jìn)：

（1）改進(jìn)制動(dòng)梁支柱。根據(jù)L-C組合式制動(dòng)梁制動(dòng)梁支柱槽孔和圓銷孔傾斜角度，將使用在擺式轉(zhuǎn)向架上的制動(dòng)梁支柱重新設(shè)計(jì)制造，即角度忘傾斜方向再旋轉(zhuǎn)3°左右，使支柱與制動(dòng)杠桿，組合式制動(dòng)梁與側(cè)架滑槽的配合更加合理；

（2）適當(dāng)增大制動(dòng)缸活塞行程，使制動(dòng)梁緩解時(shí)閘瓦就算存在低頭，也有足夠空間使閘瓦不至于與踏面接觸，不會(huì)產(chǎn)生閘瓦頭三角形磨耗；

（3）繼續(xù)研制耐磨性更強(qiáng)材料，使用在制動(dòng)梁滑塊磨耗套和滑槽磨耗板上，盡量減少兩者接觸面的磨耗。

4 總結(jié)

閘瓦的偏磨大大縮短了閘瓦的使用壽命，造成了閘瓦的浪費(fèi)，也增大了列檢作業(yè)人員的工作量，影響技檢時(shí)間，同時(shí)因?yàn)槠ピ斐砷l瓦缺陷，使得列車運(yùn)行過(guò)程中閘瓦與車輪踏面間的摩擦更加容易產(chǎn)生金屬鑲嵌物，導(dǎo)致車輛運(yùn)行途中冒火花，增大了行車設(shè)備故障發(fā)生的可能性，同時(shí)也大大增加了列車運(yùn)行安全隱患。因此，改善閘瓦偏磨這一問(wèn)題存在非常積極的作用。