轨道车辆制动件开裂原因分析

轨道车辆制动件开裂原因分析

秦强 ,姜德伟 ,王中辰

中车长春轨道客车股份有限公司   130000

摘要：在社会经济发展的大环境下，城市轨道交通车辆成为了大家交通出行的最佳选择。 把它们用于城市交通，不但可以确保交通出行安全性，而且还能确保交通出行的稳定。 但是由于城市轨道交通车辆运行频繁，其制动系统非常容易出现故障，危害车辆运行的安全性。 本文关键分析了轨道车辆制动件的开裂原因，以期能够为相关负责人提供有益借鉴。

关键词：轨道车辆；制动件；开裂

引言：制动件是轨道交通车辆制动系统不可或缺的一部分，在列车中起到很重要的作用。 这是一种可以有效完成车辆降速和刹车的执行设备。 车辆制动件的性能是有关系到轨道车辆的平稳运营，需要得到相关工作者的高度重视。 一旦制动件出问题，将严重影响城市轨道交通车辆的安全运营，不但威协城市轨道交通车辆上乘客的人身安全，也严重影响整个城市的道路交通安全，十分不益于城市交通健康发展与整个社会稳步发展。

一、轨道交通制动系统的概述

人为的阻止车辆运行，如让车辆减速、抑制其前进或者加速运行，都可称之为制动。相反，对制动实施行为的减少和消除，就叫做缓解。只要有阻碍动作的就属于制动；同时，只要制动效果减弱的就属缓解，不一定要完全解除，也就是说，缓解不等于完全解除。对轨道交通车辆而言，布置在列车上，专门用来实施和解除刹车动作的装置叫制动系统。由于制动系统所产生的与列车走向方向相反的推动力也叫做制动力，它主要是靠人力制造的，它比列车由于空气阻力、轮轴机械间碰撞而形成的自身摩擦力都要大上许多。所以，在制动系统分析中，通常不考虑动车组的行驶阻力，仅分析列车制动力。而目前所有动车组列车均使用的是钢轮钢轨的方式。

二、轨道车辆制动件开裂原因分析

轨道车辆制动件发生开裂的因素是多种多样的，从设计、采购、生产、检测到使用，任何一环如果不加以控制，都可能造成车辆制动件的损坏。本文重点从车辆制动的使用、生产等角度，就制动件产生开裂原因展开剖析。

(一)制动管件设计原因

制动管件设计的缺陷，易引起制动件的开裂。60t轨道车辆的部分制动件，在设计时使用了螺纹接头，导致制动管系出现漏泄、裂损问题。制动管系是经过管吊卡和管垫固定在车辆吊座上的，当制动管吊卡松开时，货车制动管件就会因为车辆的行驶速度而产生高频震动，并且其摆动次数随着车辆转速的提升而增加，因此可导致制动管件开裂。近年来，随着轨道交通车辆的迅速发展，70t级别轨道交通车辆已逐渐替代了60t级别，制动件材料也从普通碳素钢发展为不锈钢材料，而制动管系之间的联接方法也从螺纹联接变为法兰连接，从而大大减少了管件的故障。

(二)制动件材质质量原因

管件材料中合金成分的数量对其连接稳定性起很大作用。磷成分在钢铁中能全部溶于铁素体内，其对钢铁的增强效果仅次于碳，从而使钢铁的稳定性和柔韧性显著提高。磷成分虽可改善钢铁的抗腐蚀特性，但塑性和柔韧却已大幅减弱，在较温度时其危害更为严重，这就是磷的冷脆趋势。故磷元素对焊缝不好，会提高对钢材的裂纹敏感度。而作为杂质，生产时磷在钢材中的浓度也要得到控制。硫元素在钢中以硫化铁的形态出现，且呈网状地均匀分布于晶粒之间，所以会明显的减弱钢的强度。也因为硫金属中存在热球花，使钢的焊缝处出现热裂缝，所以对硫在钢中的浓度必须严格地加以控制。一般来说普通碳素钢、优质碳素钢和高等级优质钢之间的最大差别，就放在硫、磷等元素的多少。所以，轨道车辆用不锈钢管系统的材料应该适当减少合金成分的数量，同时使用单位也要做好对管材和接头体材料的进厂前测试，以防止由于管材和接头体材料的质量问题而引起制动管体的裂损。

(三)制动管件制造原因

1.制动管件制造质量缺陷

制动管件的材质问题，主要是法兰形连接体端部和制动管中心线之间的垂直性超差、制动主管与剥肋套丝不一致、制动管系下材黑话不垂直和接头体焊接问题变形等。制动管件接头体焊时，由于工装夹紧稳定功能失效，再加上在制动管系中下料后的切缝并不垂直，焊后很容易造成制动管件连接体端部与制动管中心线之间的垂直程度超差，从而导致在制动管系安装时，由于相邻的二个制动管件与制动管中心并不在同一个直线上，经过强力组装后的法兰体在连接或安装后会产生很大缝隙，从而造成制动管系的抗劲，造成制动件开裂。

2.制动管系强力组装

根据国家70t等轨道车辆制动装置制动管系的生产、安装管理规定，所有空气制动装置均须严格按照模块化的安装规定进行装配，以避免空气制动管系过强力装配。造成强力组装的主要因素是：

(1)精度控制不到位

根据空气制动系统的"三化一互换"制造特点，对全部的底架及附属部件均采取整组装胎统一位置，并在与车轮组焊后进行整车检测胎测试。但也因为个别底架及附属部件的制作效率并不高，而导致了尺寸精度、尤其是安装孔精度并不能充分满足图样需要。车辆组焊后并未进行全部检验，仅进行抽查，没有涵盖所有车型，导致未抽检车型可能出现问题并进入下一工序，产生产品质量隐患。

(2)未严格执行装配工艺

对于出现质量问题的制动管件、凹底平车附属配件没有依法进行严格自互检查，导致管吊卡与各制动管间、制动管与制动管间组对距离不合乎国家标准、间距超标或不一致，在这些情形下进行制动管系连接，相邻管件会出现错位，进行焊接后，形成别劲，进而导致带内部应力装配。

结语：

综上所述，制动件是城市轨道交通的关键构件，只有保持制动部件的良好的工作状态才能保障城市轨道交通车辆的安全和平稳行驶。制动件如果发生开裂，有关维护单位必须对制动件断裂的成因进行研究与调查，并确保维修工作进行，唯有如此方可使城市轨道车辆得以安全、合理的进入市场中使用，进而推动中国轨道交通产业的安全和平稳增长。

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