铁道车辆自考毕业论文

120阀常见故障与分析 随着120型分配阀的普及与推广应用，120阀在我国铁道车辆上逐渐起着主导地位，货物列车向着高速重载方向发展。在运用上120阀可靠性能是列车再次提速的保证。因而保证120阀的正常运用，现显得比较重要。现就120阀在日常检修中常发现的故障进行说明，并对其做简要分析。 一、 常见故障分析 1、主阀 a．自然缓解 原因分析：自然缓解是指120阀制动机减压40KPa后，保压不到1分钟就产生自动缓解。主要原因是各结合部、摩擦副、模板等漏泄造成的。 b. 副风缸充气快 原因分析：（1）滑阀座充气孔（l1、l2）偏大； （2） 加速缓解风缸充气慢，也会使副风缸充气快； （3） 主活塞橡胶有穿孔，使得主活塞上部l9 室的压力空气通过模板进入主活塞下部，进而进入副风缸； （4） 加速缓解阀的夹心阀ф38与阀座密切性不好， C. 加速缓解风缸充气过慢 充气通路：加速缓解风缸充气是由主阀作用部滑阀室内的副风缸压力空气经滑阀顶面的加速缓解风缸充气孔f2 ，再经滑阀座上的孔h1后通过中间体上的孔h至加速缓解风缸。 产生原因：（1）滑阀上的加速缓解风缸充气通路或充气孔f2（ф）被堵塞； （2） 主阀体内加速缓解风缸充气通路堵塞。 c. 加速缓解试验时，加速缓解风缸压力下降 产生原因：（1）半自动缓解阀的两个止回阀没有压到位。120阀的半自动缓解阀顶杆有两种，一种是铜质顶杆，另一种是工业塑料材质的顶杆。一般来说，铜质顶杆较好。而工业塑料材质的顶杆，在使用过程中易变形，会失去其正常功能； （2） o形圈橡胶密封圈不密切； （3） 缓解阀膜板有漏风。 d. 充气时，主阀部排气口漏泄 产生原因：（1）列车管压力空气经滑阀漏出； （2） 副风缸压力空气由滑阀漏出； （3） 列车管压力空气经紧急二段阀O形圈漏出。 一般来说，我们可以根据漏出空气的音响加以辨别，充气刚开始，列车管压力很快就上升，因此若列车管压力空气通过滑阀漏出，在充气一开始就会发出较高的音响，如果是副风缸的压力空气漏出，印象一定是渐渐增高，而且随着副风缸充气时间越长响声越来越长。 e. 稳定性试验，稳定性不良 产生原因：（1）充气孔过小或被异物堵塞，如充气时间符合要求，一般不会是充气孔的问题。 （2） 稳定弹簧过弱或主膜板老化。 f. 紧急制动位时局减阀盖上的小孔有压力空气漏出 产生原因：制动位时，局减阀活塞两侧，一侧为制动缸压力空气，另一侧为大气。局减阀盖上的小孔处有压力空气漏出，表明局减活塞处有漏泄，其原因主要有： （1） 局减膜板紧固螺母松动； （2） 局减膜板有气孔； （3） 局减上活塞、下活塞有砂眼。 g. 充气缓解位局减排气口漏泄过大 产生原因：与局减室相通的气路全部在主活塞滑阀部分，因此，造成漏泄的原因也集中于此，主要有： （1） 节制阀与滑阀顶面研磨不良或有拉伤，致使副风缸或列车管压力空气经第一阶段局减通路从局减排气口通向大气； （2） 滑阀研磨不良或被异物拉伤，压力空气窜入第一阶段局减通路，从局减排气口通向大气； （3） 主阀体或滑阀套漏泄。 2、 紧急阀 a. 不起紧急作用 原因分析：（1）紧急阀上盖泄露或紧急活塞漏泄； （2） 安定弹簧过硬。当实施紧急制动时，紧急活塞两侧产生的压力差不足克服安定弹簧的阻力，使弹簧压缩，紧急活塞起初虽下移，但未能顶开先导阀，紧急活塞杆的下端面与先导阀顶杆之间有一点间隙（3mm），再加安定弹簧的阻力，不能产生足够的压力差； （3） 先导阀顶杆活动不灵活。检查顶杆内的O形圈是否压力过大，或者O形圈四周有橡胶毛刺，致使顶杆运动阻力大。 b. 安定试验起紧急制动 原因分析：（1）安定弹簧过弱。紧急活塞两侧有很小的压力差时就可以使活塞下移产生紧急制动作用。这是常见的故障。 （2） 紧急活塞轴向限孔Ⅲ（Φ）过小或被异物堵塞,列车管常见制动减压时，紧急室的压力空气经活塞杆轴向限孔向列车管逆流，使紧急活塞两侧不能产生大的压差，但如果限孔堵塞，紧急室压力将跟随列车管压力同步下降，从而在紧急活塞两侧形成较大压差，使紧急活塞下移，产生意外紧急制动作用。 C. 紧急制动灵敏度差 产生原因: （1） 紧急阀上盖漏泄或紧急活塞漏泄； （2） 紧急活塞杆中的限孔Ⅲ（Φ）过大，使紧急活塞两侧难以形成必要的动作压差，因而无法下移推动先导阀顶杆； （3） 安定弹簧过硬。紧急活塞两侧的动作压力虽然形成，但因安定弹簧过硬，紧急活塞不易下移； （4） 先导阀顶杆别劲，顶杆内的О形圈压量过大或放风阀轴向内孔有拉伤或橡胶未清除干净，致使先导阀顶杆运动阻力大。 d. 紧急室充风时间不合格 原因分析：（1）紧急室充气时间长：紧急活塞杆上的横向限孔Ⅴ（ф）被杂质堵塞或接触部有漏风； （2）紧急室充气时间短：紧急活塞杆上的横向限孔Ⅴ（ф）偏大。 二、其他原因分析 1. 在阀制造过程中，一是活塞杆上的О形圈与铜套的尺寸的形位公差未达到技术要求，活塞杆与铜套之间别劲；二是有时没有清除干净阀内的蜡，直接装车，在阀的运用中产生通路被堵塞，影响阀的正常使用。 2. 运用中，由于压缩空气中夹杂着粉尘、小颗粒与油脂等异物，对120阀的运用构成极大的威胁，尤其对滑阀、节制阀和夹心阀影响最大。 当压缩空气中较细的粉尘，进入滑阀与滑阀座之间时，它就相当于一种研磨剂，在滑阀长期作用下，就会使滑阀或滑阀座局部区域偏磨，从而造成漏泄。还有的粉尘能直接划伤滑阀或滑阀座而造成漏泄。 当压缩空气中的小颗粒，进入到滑阀体内时，有时会使滑阀上的作用孔堵塞，有时会使夹心阀漏泄。 3、在检修中，要保证所有的橡胶件不接触汽油等清洗剂。滑阀油脂的使用一般大多数人认为，硅油与硅脂涂抹得越多越好，以致多余的油脂粘到膜板上或被吹进阀体暗道中。有资料表明：油和脂的用量过多不仅对滑阀作用毫无益处，而且将降低橡胶件的耐寒性。 以上仅是对120阀在检修中常见的故障作了分析，对主要产生的原因作了说明。因为120阀的检修问题比较系统全面，我仅作出了一点点个人理解，愿与大家共同探讨

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多,耗资也很大。随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,84人重伤,直接经济损失约2亿马克。与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。1铁路钢轨的磨耗据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨损带来的损失很大。钢轨损伤的形态铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见图1)。钢轨的年消耗量据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~80万t/年。据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤量的80%以上,即40亿元左右。2机车车辆车轮的磨损车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。车轮损伤的形态据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、内部缺陷应力集中等。车轮的消耗目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指磨损后车轮的维修和更换以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费用约为31·55亿元。在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换,该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近5·8亿元。制动闸瓦的消耗在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次,DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万3降低轮轨磨耗的技术措施我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或间接地节约能源。”针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降低消耗,取得显著的经济效益。采用淬火钢轨与维护钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很大的。采用磨耗型车轮踏面车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过这些标准,就会危及行车安全。早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车轮相比,轮缘减磨可达30%~70%.一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效果(参见表5)。表5上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。采用径向转向架传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲线时的运行示意图见图3。再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘的磨耗情况。戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮缘磨耗仅为16%。【下转第8页】【上接第4页】资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而言,轮缘磨耗至少降低了45%。大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨耗下降了74%。据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每台机车每年可节约费用5·8万元。安装轮轨润滑装置润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和阻力,降低机车能耗。”以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万km,车轮寿命由30万km延长至80万km。除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分可观。4结语综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此提出以下建议。(1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当高度重视,并采取相应的对策。(2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应用等。(3)在今后的技术引进或产品自主创新的研发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。