浅谈单元制动器不缓解原因及对策

工作原理

SS4G型机车基础制动装置采用独立箱式单元制动器，每台转向架第一根轴后、第二根轴前左右两侧车轮处设置一个制动器。该制动器采用2.85×7英寸，每个转向架设置四个，当机车制动缸压力为450KPa时，每块闸瓦的压力为25.56KN，制动率为22.22%。

（1）单元制动器的组成，SS4G电力机车的单元制动器主要由制动缸、传动杠杆、闸瓦间隙自动调整器、闸瓦托和闸瓦等部件组成。其特点是将制动单元各部件分别安装在制动器箱体内外，其内安装制动缸、制动传动装置和闸瓦间隙调整装置，其外安装闸瓦托和闸瓦托吊杆。

（2）制动器作用原理：当制动缸充风时，活塞带动活塞杆左移（活塞同时压缩圆锥缓解弹簧），推制动杠杆下端并以上螺销为支点向左摆动，制动杠杆带动与它相连的滑套，使传动螺母与传动螺杆推动闸瓦托，使闸瓦压在车轮踏面上实现制动作用。

当制动缸排风时，活塞和活塞杆在缓解弹簧的推动下，使上述各传动部件作反向运动，闸瓦离开踏面而缓解。

（3）闸瓦间隙自动调整。闸瓦与车轮踏面设计正常间隙尺寸为6-9mm。在运用过程中，由于闸瓦磨耗等原因，闸瓦与车轮踏面之间的间隙越来越大。闸瓦间隙过大，或各闸瓦之间的间隙不均匀，将直接影响制动力的正常发挥。为了消除增大了的间隙，保证制动力的正常发挥，在基础制动装置中设置了闸瓦间隙自动调整器。当闸瓦间隙过大，闸瓦间隙调整器将自动减小过大的闸瓦间隙。

当实施制动，制动杠杆绕上轴销摆动时，通过焊在制动杠杆上端的关节肘销使棘钩也随之摆动相同角度。棘钩在水平方向移动时，其钩尖不会落到棘轮齿槽外边，棘钩向下移动量的大小与杠杆角有关，摆角越大，向下移动量也越大，杠杆的摆角随闸瓦的间隙而变。若闸瓦间隙大于正常值时，杠杆的摆动幅度将使钩尖下移动的距离等于或大于棘轮齿的一个齿距。待缓解时，棘钩随杠杆回摆上移，同时钩住新达到位置的一个棘轮齿，使棘轮转动一个角度，与棘轮紧固在一起的传动螺母随之转动。传动螺母的转动使具有左旋螺纹的传动螺杆作直线移动而外伸，由此即可达到调整闸瓦间隙的目的。

在设计时，使传动螺母转动一圈，传动螺杆外伸6mm，SS4改型机车棘轮共30个齿轮，齿高4mm，故每转动一齿可调整闸瓦间隙为6/30=0.2mm。为了防止棘钩与棘轮齿面脱离，用条簧压紧棘钩。

需要手动调大闸瓦间隙或更换闸瓦时，应拉动（或推动）设置在箱体上的脱钩杆，使棘钩齿尖脱离棘轮轮齿，然后逆时针方向旋转手轮，使闸瓦与车轮踏面之间的间隙增大。当需要减小闸瓦间隙时，直接顺时针方向旋转手轮，间隙即可变小。为了使闸瓦上、下端与车轮踏面之间间隙均匀，可通过调整闸瓦定位装置的调整螺栓来实现。

1.2 轴箱拉杆的结构和工作原理

1.2.1 轴箱拉杆的结构（附图二）

SS4型电力机车轴箱拉杆采用双扭动式弹性拉杆定位装置。轴箱拉杆由连杆体、长拉杆、短拉杆、橡胶圈、端盖、橡胶端垫等组成。连杆体为ZG230-450铸钢件，成双筒形，中间连接部分呈工字形，两筒中心距为260mm。长、短杆为45号锻钢，拉杆中间为圆柱形，两端呈八字形，八字形凸面与轴箱体和构架拉杆座凹八字形面相配合，并用螺栓紧固。橡胶圈为橡胶元件，长拉杆处两个，短拉杆处一个，组合后的轴箱拉杆形成一个整体弹性元件，它承受传递各种负荷（牵引力、制动力、冲击力和横向力），缓和衰减各种振动，改善机车运行性能。但橡胶件缺点是本身容易老化，老化后挤压变形量增加，弹性缓冲作用下降，所以在运用一段时间后应对其进行外观和性能检查，不合格的原件应及时更换。

1.2.2 轴箱拉杆的工作原理

当机车牵引或使用电阻制动时，列车车辆对机车的车钩产生一个拉或推的作用力，该作用力使机车转向架的构架相对轮对产生一个向后或向前的位移，该位移使轴箱拉杆内的橡胶套变形，吸收列车冲动产生的势能，同时该位移也使机车的闸瓦间隙发生变化，为单缸抱闸埋下了隐患。

下面对造成单元制动器发生故障的几个原因做分析。

2 单元制动器故障原因分析

2.1 套间隙过大

按设计要求销的直径为，套的直径为，销与套的之间的最大间隙为0.51mm，最小间隙为0.17mm，如果传动螺杆与传动螺母之间间隙为0.1mm，闸瓦与闸瓦托之间间隙为0，按规定方法调整闸瓦间隙，闸瓦在自由状态下与踏面之间的间隙小于6mm，就容易使单元制动器自动上闸。

2.2 内部脏

在实际检修中，对单元制动器内部清洗不彻底，使单元制动器内部太脏，造成各销套动作时不灵活；运用机车日常保养差，单元制动器观察盖经常不锁闭、防尘胶皮护套破损，致使尘土及油泥大量附着在各动作部件内部，动作时造成卡滞，引发单元制动器不缓解。

2.3 传动间隙大

按技术要求，闸瓦托与闸瓦背不得有1mm的间隙，但在实际测量中，往往间隙多在2mm以上，再加上闸瓦托转动轴与套的间隙，夹板与滑套的间隙等等，将这些量加在一起，最大可达5mm左右，而闸瓦间隙规定6～9mm，由于自调机构的作用，造成闸瓦实际间隙只有1～4mm，只要制动系统其它地方稍有不良，就会出现闸瓦在缓解状态时上闸。

2.4 轴箱拉杆橡胶套破损

由于橡胶套的变形，将在轴箱拉杆两端夹板留下明显的挤压变形痕迹，橡胶套在一定的挤压变形范围内属于正常状态，当该变形痕迹接近2mm时，橡胶套出现一定的破损，发生贴轮的概率在增加；当轴箱拉杆挤压痕迹大于2mm，接近2.5mm时，发生贴轮的概率急剧上升。

SS4G机车采用拉杆式轴箱定位，该定位方式纵横刚度由拉杆两端的橡胶关节刚度、拉杆结构和弹簧的横向刚度所决定的。当轴箱受到纵向力时，拉杆两端的销轴中心间距 将增大或缩短，拉杆两端的橡胶套径向受压，关节两端的橡胶垫受到剪切作用。当轴箱受到垂向力时，轴向拉杆相对销轴产生位移，此时橡胶套受到弯曲、轴向剪切作用，关节两端橡胶垫受到压缩、弯曲和剪切。使用过程中轴箱拉杆内的橡胶件一旦老化失效，会造成机车轮对定位不好，容易引起闸瓦间隙自调系统误动作，使机车在缓解状态下闸瓦紧贴车轮，不能缓解。

2.5 缓解弹簧折断

机车单元制动器是排风缓解的，当制动缸排风时，单缸制动缸活塞在塔形弹簧的弹力作用下使闸瓦离开车轮踏面。由于弹簧折断使制动缸活塞失去了回到缓解位的作用力，闸瓦不能完全离开车轮踏面，就会出现单元制动器不缓解的现象。

2.6 单元制动器内外传动缺油，偏磨、卡滞

在缓解时，使得活塞杆、制动杠杆不能很好带动滑套、传动螺母移动，也就不能带动闸瓦托使闸瓦离开车轮踏面。

针对以上原因，下面给出控制和消除单元制动器发生故障的措施。

3 对策与方法

（1）严格按中修工艺范围的要求测量销套间隙，发现销套间隙不符合规定标准，一律更换。

（2）加强中修单元制动器的清洁工作，彻底清扫单缸内部，达到规定要求，使用洁净的润滑油脂润滑部件。加强运用机车的保养，单元制动器内部清洁工作结束后，要及时将侧盖盖严，防尘套改用带帆布丝的制品，确保制动器内部的洁净。

（3）对于传动间隙大的问题，主要应从闸瓦的进料着手解决，规范铸铁闸瓦的外形尺寸，再有就是要严格控制销套间隙。

（4）严格执行中修作业范围，轴箱拉杆内的橡胶套在中修修程中全部更换新品，严把机车交、验关，对安装上车的轴箱拉杆橡胶套，进行严格的压力检测，不符合要求的禁止装车。

加强检修作业的卡控力度，严格执行检修工艺，落实工艺范围和技术标准；严格执行记名修制度等，发现橡胶套变形严重的及时更换。

（5）单元制动器解体后，对塔簧的自由高、压缩高要认真测量，不符合技术要求的一律更换。

（6）在日常的检查和定期保养时，对各传动部件及时给油，单元制动器内部部件认真检查，组装后要试验其性能，消除偏磨、卡滞现象。

4 结语

总之，引起单元制动器不缓解原因是多方面的，只要我们了解了它的结构和工作原理，知道了造成它发生故障的一些原因，加强日常检查，严把检修关，做好防护措施和应对措施，防止和减少因单元制动器不缓解所造成的故障，来确保机车的运行安全。

参考文献：

[1]张有送.朱龙驹主编.SS4型电力机车[Z].

[2]铁路职业教育规划教材[Z].电力机车总体及走行部.

[3]李益民，阳东主编.电力机车制动机[Z].

作者简介：郝建毅（1963-），男，河北藁城人，本科，工程师，研究方向：职工培训。

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