軌道車輛制動件開裂原因分析

Summary：在社會經濟發展的大環境下，城市軌道交通車輛成為了大家交通出行的最佳選擇。把它們用于城市交通，不但可以確保交通出行安全性，而且還能確保交通出行的穩定。但是由于城市軌道交通車輛運行頻繁，其制動系統非常容易出現故障，危害車輛運行的安全性。本文關鍵分析了軌道車輛制動件的開裂原因，以期能夠為相關負責人提供有益借鑒。Keys：軌道車輛；制動件；開裂引言：制動件是軌道交通車輛制動系統不可或缺的一部分，在列車中起到很重要的作用。這是一種可以有效完成車輛降速和剎車的執行設備。車輛制動件的性能是有關系到軌道車輛的平穩運營，需要得到相關工作者的高度重視。一旦制動件出問題，將嚴重影響城市軌道交通車輛的安全運營，不但威協城市軌道交通車輛上乘客的人身安全，也嚴重影響整個城市的道路交通安全，十分不益于城市交通健康發展與整個社會穩步發展。一、軌道交通制動系統的概述人為的阻止車輛運行，如讓車輛減速、抑制其前進或者加速運行，都可稱之為制動。相反，對制動實施行為的減少和消除，就叫做緩解。只要有阻礙動作的就屬于制動；同時，只要制動效果減弱的就屬緩解，不一定要完全解除，也就是說，緩解不等于完全解除。對軌道交通車輛而言，布置在列車上，專門用來實施和解除剎車動作的裝置叫制動系統。由于制動系統所產生的與列車走向方向相反的推動力也叫做制動力，它主要是靠人力制造的，它比列車由于空氣阻力、輪軸機械間碰撞而形成的自身摩擦力都要大上許多。所以，在制動系統分析中，通常不考慮動車組的行駛阻力，僅分析列車制動力。而目前所有動車組列車均使用的是鋼輪鋼軌的方式。二、軌道車輛制動件開裂原因分析軌道車輛制動件發生開裂的因素是多種多樣的，從設計、采購、生產、檢測到使用，任何一環如果不加以控制，都可能造成車輛制動件的損壞。本文重點從車輛制動的使用、生產等角度，就制動件產生開裂原因展開剖析。(一)制動管件設計原因制動管件設計的缺陷，易引起制動件的開裂。60t軌道車輛的部分制動件，在設計時使用了螺紋接頭，導致制動管系出現漏泄、裂損問題。制動管系是經過管吊卡和管墊固定在車輛吊座上的，當制動管吊卡松開時，貨車制動管件就會因為車輛的行駛速度而產生高頻震動，并且其擺動次數隨著車輛轉速的提升而增加，因此可導致制動管件開裂。近年來，隨著軌道交通車輛的迅速發展，70t級別軌道交通車輛已逐漸替代了60t級別，制動件材料也從普通碳素鋼發展為不銹鋼材料，而制動管系之間的聯接方法也從螺紋聯接變為法蘭連接，從而大大減少了管件的故障。(二)制動件材質質量原因管件材料中合金成分的數量對其連接穩定性起很大作用。磷成分在鋼鐵中能全部溶于鐵素體內，其對鋼鐵的增強效果僅次于碳，從而使鋼鐵的穩定性和柔韌性顯著提高。磷成分雖可改善鋼鐵的抗腐蝕特性，但塑性和柔韌卻已大幅減弱，在較溫度時其危害更為嚴重，這就是磷的冷脆趨勢。故磷元素對焊縫不好，會提高對鋼材的裂紋敏感度。而作為雜質，生產時磷在鋼材中的濃度也要得到控制。硫元素在鋼中以硫化鐵的形態出現，且呈網狀地均勻分布于晶粒之間，所以會明顯的減弱鋼的強度。也因為硫金屬中存在熱球花，使鋼的焊縫處出現熱裂縫，所以對硫在鋼中的濃度必須嚴格地加以控制。一般來說普通碳素鋼、優質碳素鋼和高等級優質鋼之間的最大差別，就放在硫、磷等元素的多少。所以，軌道車輛用不銹鋼管系統的材料應該適當減少合金成分的數量，同時使用單位也要做好對管材和接頭體材料的進廠前測試，以防止由于管材和接頭體材料的質量問題而引起制動管體的裂損。(三)制動管件制造原因1.制動管件制造質量缺陷制動管件的材質問題，主要是法蘭形連接體端部和制動管中心線之間的垂直性超差、制動主管與剝肋套絲不一致、制動管系下材黑話不垂直和接頭體焊接問題變形等。制動管件接頭體焊時，由于工裝夾緊穩定功能失效，再加上在制動管系中下料后的切縫并不垂直，焊后很容易造成制動管件連接體端部與制動管中心線之間的垂直程度超差，從而導致在制動管系安裝時，由于相鄰的二個制動管件與制動管中心并不在同一個直線上，經過強力組裝后的法蘭體在連接或安裝后會產生很大縫隙，從而造成制動管系的抗勁，造成制動件開裂。2.制動管系強力組裝根據國家70t等軌道車輛制動裝置制動管系的生產、安裝管理規定，所有空氣制動裝置均須嚴格按照模塊化的安裝規定進行裝配，以避免空氣制動管系過強力裝配。造成強力組裝的主要因素是：(1)精度控制不到位根據空氣制動系統的"三化一互換"制造特點，對全部的底架及附屬部件均采取整組裝胎統一位置，并在與車輪組焊后進行整車檢測胎測試。但也因為個別底架及附屬部件的制作效率并不高，而導致了尺寸精度、尤其是安裝孔精度并不能充分滿足圖樣需要。車輛組焊后并未進行全部檢驗，僅進行抽查，沒有涵蓋所有車型，導致未抽檢車型可能出現問題并進入下一工序，產生產品質量隱患。(2)未嚴格執行裝配工藝對于出現質量問題的制動管件、凹底平車附屬配件沒有依法進行嚴格自互檢查，導致管吊卡與各制動管間、制動管與制動管間組對距離不合乎國家標準、間距超標或不一致，在這些情形下進行制動管系連接，相鄰管件會出現錯位，進行焊接后，形成別勁，進而導致帶內部應力裝配。結語：綜上所述，制動件是城市軌道交通的關鍵構件，只有保持制動部件的良好的工作狀態才能保障城市軌道交通車輛的安全和平穩行駛。制動件如果發生開裂，有關維護單位必須對制動件斷裂的成因進行研究與調查，并確保維修工作進行，唯有如此方可使城市軌道車輛得以安全、合理的進入市場中使用，進而推動中國軌道交通產業的安全和平穩增長。Reference：[1].城市軌道車輛停放制動故障分析及研究[C]//.2022世界交通運輸大會(WTC2022)論文集（軌道交通與水上運輸篇）.,2022:225-230.[2]田志平,王會強.軌道車輛制動件開裂原因分析[J].熱處理,2021,36(04):57-60.[3]馬曉毅,李睿哲,楊思晨,項林軒,郭賢民.城市軌道交通車輛制動系統故障檢修研究[J].運輸經理