一種模擬鐵路貨車實際工況的制動缸循環(huán)試驗裝置設(shè)計

任萬興

（株洲科盟車輛配件有限責任公司，湖南株洲412003）

0 引言

鐵路貨車制動缸是制動系統(tǒng)中聯(lián)系空氣制動系統(tǒng)和基礎(chǔ)制動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，一旦制動缸出現(xiàn)故障，車輛的整個制動系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障，嚴重危及行車安全。為了確保制動缸的性能穩(wěn)定，根據(jù)制動缸的技術(shù)條件，制動缸的生產(chǎn)廠家需定期對生產(chǎn)的制動缸進行循環(huán)試驗。

目前的制動缸循環(huán)試驗裝置（如圖1）只是在制動缸活塞前面加裝一個擋塊，用以限制制動缸的行程。利用擋塊來限制制動缸行程時，制動缸在很小的壓力情況下，就達到了行程要求，后期制動缸壓力的增加僅能考驗制動缸的耐壓能力，不能模擬制動缸活塞推出時的實際受力情況。因此，現(xiàn)有的制動缸循環(huán)試驗裝置很難發(fā)現(xiàn)制動缸存在的問題。

圖1 制動缸循環(huán)試驗裝置

1 制動缸循環(huán)試驗裝置設(shè)計與驗證

1.1 方案提出

鐵路貨車制動時各制動零配件受力后都會產(chǎn)生一定的彈性變形，因此制動缸壓力越高，制動缸的行程也就越大。實際上制動缸壓力越大，其活塞上的Y型密封圈與制動缸內(nèi)壁的摩擦力就越大，Y型密封圈移動會滯后于活塞，存在Y型密封圈翻出安裝槽的可能性。因此，提出了設(shè)計一種能模擬鐵路貨車實際工況的制動缸循環(huán)試驗裝置（如圖2所示）。

1.2 方案原理

本制動缸循環(huán)試驗裝置是將被測試制動缸4行程的變化簡化為線性變化，這樣通過計算，得到加入彈簧組件12的剛度，當壓縮空氣進入制動缸時，制動缸推桿5會伸出，帶動傳力推板9壓縮彈簧。在空車制動壓力P1和重車制動壓力P2兩種工況下，制動缸行程L1、L2和實際車輛上的行程一致，從而模擬制動缸在鐵路貨車上的受力狀況。

圖2 制動缸循環(huán)試驗裝置（新）

1.3 裝置簡介

本制動缸循環(huán)試驗裝置的優(yōu)點在于通過設(shè)置彈簧組件擋板，能模擬出貨車制動配件受力后產(chǎn)生的彈性變形，更真實地反映被測試制動缸的受力狀況。該裝置包括底座1，在底座1上設(shè)置有安裝平臺2，安裝平臺2的左側(cè)設(shè)置用于固定被測試制動缸4的制動缸安裝座3；安裝平臺2的右側(cè)設(shè)置有彈簧安裝盒11，彈簧安裝盒11中裝有彈簧組件12，彈簧安裝盒11的右側(cè)設(shè)置有加強筋板13，用來鞏固彈簧安裝盒11受力；安裝平臺2中部設(shè)置有一對倒U型支撐架10，支撐架10上擱置有用于傳力的推板9，傳力推板9通過圓銷8與制動缸推桿5鉸接。推板9在試驗工況下，一側(cè)與被測試制動缸推桿5相連，另一側(cè)與彈簧組件12前端抵接。為了模擬不同被測試制動缸4的實際工作行程，有時需要采用調(diào)整墊片對彈簧組件12進行調(diào)整，因此在彈簧組件12的后端處設(shè)置墊塊開口，在此處增、減調(diào)整墊片。為使本制動缸循環(huán)試驗裝置更加堅固，底座1、安裝平臺2、制動缸安裝座3、彈簧安裝盒11、支撐架10及加強筋板13采用一體式焊接構(gòu)架結(jié)構(gòu)。

1.4 裝配與調(diào)整

在進行循環(huán)試驗前，需要進行如下裝配和調(diào)整：

1）將被測試制動缸4安裝到制動缸安裝座3上，并用螺栓緊固；

2）將制動缸推桿5裝入制動缸活塞桿7內(nèi)；

3）將傳力推板9放置在支撐架10上，并用圓銷8將制動缸推桿5與傳力推板9鉸接；

4）往被測試制動缸4中充入壓縮空氣P1，測量制動缸活塞6的行程L0，通過調(diào)整墊片進行調(diào)整，使得制動缸活塞行程達到規(guī)定行程L1；

5）往被測試制動缸4中充入壓縮空氣P2，測量制動缸活塞6的行程L01，通過調(diào)整墊片進行調(diào)整，使得制動缸活塞行程達到規(guī)定行程L2；

6）當在兩種壓縮空氣下，制動缸活塞6行程均滿足要求時，就可以進行被測試制動缸4的循環(huán)試驗。

圖3 制動缸循環(huán)試驗

圖4 制動缸循環(huán)試驗后破壞解剖

圖5 無潤滑脂制動缸試驗后活塞組成

1.5 制動缸循環(huán)試驗裝置驗證

通過對不同狀態(tài)的制動缸進行循環(huán)試驗（圖3），發(fā)現(xiàn)制動缸內(nèi)壁無潤滑脂等幾種狀態(tài)下，在循環(huán)到一定次數(shù)后，制動缸活塞不能被收回，并出現(xiàn)泄漏。通過破壞解剖（圖4）發(fā)現(xiàn)Y型密封圈已經(jīng)翻出活塞的安裝槽（圖5）。

2 結(jié)語

綜上所述，這種新設(shè)計的制動缸循環(huán)試驗裝置，原理可行，結(jié)構(gòu)可靠，能模擬出車輛制動過程中各制動配件受力后產(chǎn)生的彈性變形，更真實地反映出被測試制動缸的受力狀況，并能充分地暴露新設(shè)計（新制作）或不同狀態(tài)下的制動缸存在的問題。