畢研帥，李 政，于連玉

（中車山東機(jī)車車輛有限公司，山東 濟(jì)南25002）

1 背景

2020 年公司與某鋼鐵廠就100 t 鋼材運(yùn)輸平車簽訂了制動(dòng)裝置改造項(xiàng)目合同，該批鋼材運(yùn)輸平車都裝有部分制動(dòng)零部件，配置為GK 三通閥，356X254 制動(dòng)缸，ST-600 型閘調(diào)器，轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用吊掛式制動(dòng)梁，游動(dòng)杠桿與軌面成角50°。用戶的要求為：改造加裝的制動(dòng)裝置采用國(guó)內(nèi)鐵道車輛常用的配置，改造現(xiàn)有轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，取消脫軌制動(dòng)裝置，但必須加裝無(wú)級(jí)空重車調(diào)整裝置，各零部件應(yīng)具有互換性，以便維修，需盡快交貨。

為此，根據(jù)用戶的要求，依據(jù)國(guó)內(nèi)鐵路車輛常用制動(dòng)配置及該鋼材運(yùn)輸平車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，采用的具體配置如表1 所示[1]。

表1 空氣制動(dòng)裝置主要配置

2 工藝性研究

在近20 年的使用過(guò)程中，車輛的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，主要參數(shù)尺寸無(wú)法統(tǒng)一，這對(duì)制動(dòng)附屬件的安裝影響很大，在改造過(guò)程中，應(yīng)充分考慮制動(dòng)附屬件的位置安裝，以減少返工、廢料等造成的浪費(fèi)。

2.1 工藝布局考慮

制動(dòng)裝置的改造、安裝應(yīng)考慮整個(gè)工藝流水節(jié)拍問(wèn)題，應(yīng)考慮工藝的布局、各個(gè)工序的工藝分工。該鋼材運(yùn)輸平車制動(dòng)裝置改造應(yīng)進(jìn)行如下工作：①原有制動(dòng)部件的拆除；②原有底架附屬件的拆除；③底架附屬件的劃線；④底架附屬件焊接；⑤制動(dòng)裝置的組裝；⑥車輛相關(guān)試驗(yàn)包括單車試驗(yàn)以及閘瓦壓力試驗(yàn)。

為了方便制動(dòng)附屬件的劃線和焊接，該車輛應(yīng)放置在底架翻轉(zhuǎn)胎上進(jìn)行改造、安裝，這樣既能提高劃線定位的準(zhǔn)確性又能保證制動(dòng)附屬件的焊接質(zhì)量，而且由于各個(gè)橫梁的尺寸、外形等發(fā)生變化，個(gè)別吊座需配焊，需進(jìn)行預(yù)組裝，在翻轉(zhuǎn)胎上預(yù)組裝操作也更為方便。由于該批鋼材運(yùn)輸平車裝有車鉤及焊接了地板，考慮公司現(xiàn)有底架翻轉(zhuǎn)胎的結(jié)構(gòu)需對(duì)車鉤緩沖裝置進(jìn)行拆除，該車采用13 號(hào)上作用式車鉤，拆除方案相對(duì)簡(jiǎn)單，只需將托梁及安全托板的緊固螺栓進(jìn)行拆解便可實(shí)現(xiàn)，方案可行。

2.2 主管孔的工藝性改造

改造設(shè)計(jì)時(shí)參考了車輛原有管路的布局，這樣減少了主管過(guò)孔的數(shù)量，考慮到火焰切割主管孔的工藝性不強(qiáng)，容易出現(xiàn)割傷母材等缺陷，優(yōu)先選擇鉆孔的加工工藝，采用磁力鉆吸附、空心鉆鉆頭，極大地提高鉆孔效率的同時(shí)也能保證切割質(zhì)量。

2.3 制動(dòng)附屬件的定位

改造過(guò)程中，應(yīng)遵循120 閥、制動(dòng)缸、各個(gè)風(fēng)缸的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一、局部管路布局修改的原則，先確定車體中心，根據(jù)車體中心依次確定120 閥安裝座、制動(dòng)缸座、各風(fēng)缸吊座的位置，這樣能最大程度上確保每個(gè)車的制動(dòng)裝置位置相對(duì)一致，提高了制動(dòng)管路安裝的可互換型，方便工人下料制作制動(dòng)管，減少浪費(fèi)的同時(shí)，也方便用戶日后維護(hù)、檢修。

2.4 主管吊座的布局

從100 t 鋼材運(yùn)輸平車現(xiàn)狀來(lái)看，車體撓度變化很大，新造車輛的車體鋼結(jié)構(gòu)空車工況下?lián)隙纫话憧刂茷檎龘隙?～12 mm，而鋼材運(yùn)輸平車在長(zhǎng)期的運(yùn)行使用過(guò)程中，其車體鋼結(jié)構(gòu)在空車工況下?lián)隙绕毡闉樨?fù)值，這樣隨著車輛載重的增加，車體鋼結(jié)構(gòu)撓度會(huì)負(fù)撓度更大，增大了制動(dòng)附屬件與制動(dòng)管路之間的應(yīng)力，容易造成制動(dòng)管路泄露或折裂，影響行車安全。因此，主管吊座根據(jù)車輛實(shí)際撓度變化情況，以車體兩側(cè)沿車體中心方向，每個(gè)吊座以設(shè)計(jì)名義值遞減1～2 mm，用于配合車體鋼結(jié)構(gòu)撓度，具體以車輛實(shí)際撓度測(cè)量值為準(zhǔn)，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.5 各支管吊座布局

各支管吊座與管路成直線方向布置的管路，可以焊接其吊座與車體鋼結(jié)構(gòu)的焊縫，其余方向定位的管吊座應(yīng)先點(diǎn)焊，待制動(dòng)裝置試裝合格后再焊接，避免個(gè)別車輛因組裝尺寸問(wèn)題造成管吊卡無(wú)法安裝。

2.6 調(diào)整工藝墊板的添加

由于每個(gè)車輛的外形尺寸不一致，在制動(dòng)裝置組裝中仍會(huì)出現(xiàn)影響組裝的情況，考慮到各個(gè)主管吊座的位置、各個(gè)支管吊座的位置，但對(duì)于一些閥類的安裝即使考慮到以120閥安裝座定位，但其位置受到其他零部件影響，仍存在組裝困難的問(wèn)題。例如WG-1 型傳感閥的安裝，其觸頭需要確保與轉(zhuǎn)向架側(cè)架上平面的距離尺寸，由于每個(gè)車的底架枕梁處變形量不同，傳感閥觸頭距離側(cè)架上平面的距離就會(huì)不同，這樣需要考慮在轉(zhuǎn)向架側(cè)架上平面焊接調(diào)整墊板，或者在傳感閥上部安裝面上加裝調(diào)整板，用于調(diào)整觸頭的高度，考慮交貨周期和用戶使用維護(hù)，確定在轉(zhuǎn)向架側(cè)架上平面加裝調(diào)整墊板，用螺栓連接在轉(zhuǎn)向架上。

2.7 轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)改造

轉(zhuǎn)向架原有的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用吊掛式制動(dòng)梁，游動(dòng)杠桿與軌面成角50°，為保證其大體結(jié)構(gòu)不變，提高改造效率，只進(jìn)行了局部改造，對(duì)制動(dòng)梁進(jìn)行改造、加裝。該車加裝無(wú)級(jí)空重車調(diào)整裝置，需對(duì)轉(zhuǎn)向架彈簧撓度進(jìn)行測(cè)試。由于不清楚彈簧的撓度變化，長(zhǎng)周期使用時(shí)彈簧是否發(fā)生永久變形，需對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行整體壓噸，在壓噸機(jī)工作臺(tái)下，測(cè)量轉(zhuǎn)向架自由狀態(tài)高度，然后以車體鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量進(jìn)行壓噸，得出空車轉(zhuǎn)向架彈簧撓度，并與實(shí)際落車后的整車高度進(jìn)行比對(duì)，得出空車工況下轉(zhuǎn)向架高度。然后以5 t 為基礎(chǔ)參數(shù)遞增，測(cè)量撓度變化，多次測(cè)量得出彈簧撓度。

2.8 旁承間隙調(diào)整

車輛在吊裝、改造時(shí)，車體鋼結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)向架多次分離，轉(zhuǎn)向架也進(jìn)行了局部改造，在整車落成后，應(yīng)進(jìn)行車輛的旁承間隙檢測(cè)，對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的旁承間隙進(jìn)行調(diào)整，合格后方可進(jìn)行單車試驗(yàn)。

3 工藝改造

按照以上工藝改造思路對(duì)100 t 鋼材運(yùn)輸平車進(jìn)行制動(dòng)裝置改造：①將車鉤緩沖裝置拆除，存放于備料箱中；②將車體鋼結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)向架分離后，將車體鋼結(jié)構(gòu)吊裝至底架翻轉(zhuǎn)胎上，拆除原有制動(dòng)裝置零部件，并切除原有底架附屬件；③先找出車體的橫向中心和縱向中心，劃線組裝120 閥吊座；④以120 閥吊座中心為基準(zhǔn)劃線組裝其他零部件吊座；⑤局部吊座焊接；⑥試裝制動(dòng)裝置零部件；⑦拆除試裝的制動(dòng)裝置零部件，焊接底架附屬件；⑧制動(dòng)裝置零部件組裝；⑨整車落成，進(jìn)行旁承間隙調(diào)整。

4 改造后驗(yàn)證

改造過(guò)程符合預(yù)期效果，制動(dòng)裝置組裝符合TB/T 2231.2—2018《鐵道貨車制動(dòng)系統(tǒng)第2 部分：貨車》相關(guān)的要求，制動(dòng)裝置加裝無(wú)返工問(wèn)題、廢料問(wèn)題，節(jié)約了成本。

制動(dòng)裝置改造后，整車落成后須進(jìn)行單車試驗(yàn)及閘瓦壓力試驗(yàn)，制動(dòng)單車試驗(yàn)時(shí)，空車工況制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸壓力為170 kPa，半重工況下制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸壓力為240 kPa，重車工況制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸壓力為353 kPa，符合TB/T 1492—2017《鐵道車輛制動(dòng)機(jī)單車方法》規(guī)定的采用TWG-1 型傳感閥的制動(dòng)裝置空車工況制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸壓力為（160±20）kPa，半重工況下制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸壓力為（250±30）kPa，重車工況制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸壓力為（360±20）kPa 的要求[2]，依據(jù)TB/T 2231.2—2018《鐵道車輛制動(dòng)系統(tǒng) 第2 部分：貨車》鐵路相關(guān)部文標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行閘瓦壓力試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，滿足用戶使用要求。

5 總結(jié)

國(guó)家優(yōu)化調(diào)整貨物運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，以推進(jìn)大宗貨物運(yùn)輸“公轉(zhuǎn)鐵”“公轉(zhuǎn)水”為主攻方向[3]，大幅提升鐵路貨運(yùn)比例。在國(guó)家推行“公轉(zhuǎn)鐵”戰(zhàn)略背景之下，對(duì)于一些鋼鐵企業(yè)的運(yùn)輸結(jié)構(gòu)而言，鐵路運(yùn)輸方式將明顯增加，廠內(nèi)鐵路線路、鐵路運(yùn)行狀況，相應(yīng)的配套設(shè)施等都得到改進(jìn)，而鋼鐵廠現(xiàn)有鐵路自備車存在制動(dòng)裝置老舊破損或沒(méi)有裝用制動(dòng)裝置現(xiàn)象，制動(dòng)停車問(wèn)題一直存在，影響車輛編組和裝載質(zhì)量的同時(shí)，影響行車安全，在車輛的載重、編組等方面顯得時(shí)效性極差，車輛利用率較低，制動(dòng)裝置改造升級(jí)迫在眉睫。本文從工藝性、成本、維修，配件生產(chǎn)周期等方面考慮，對(duì)100 t 鋼材運(yùn)輸平車制動(dòng)裝置進(jìn)行改造，希望能為其他類似制動(dòng)裝置改造工藝提供一些參考。