毕研帅，李 政，于连玉

（中车山东机车车辆有限公司，山东 济南25002）

1 背景

2020 年公司与某钢铁厂就100 t 钢材运输平车签订了制动装置改造项目合同，该批钢材运输平车都装有部分制动零部件，配置为GK 三通阀，356X254 制动缸，ST-600 型闸调器，转向架基础制动装置采用吊挂式制动梁，游动杠杆与轨面成角50°。用户的要求为：改造加装的制动装置采用国内铁道车辆常用的配置，改造现有转向架基础制动装置，取消脱轨制动装置，但必须加装无级空重车调整装置，各零部件应具有互换性，以便维修，需尽快交货。

为此，根据用户的要求，依据国内铁路车辆常用制动配置及该钢材运输平车的结构特点进行了制动装置设计，采用的具体配置如表1 所示[1]。

表1 空气制动装置主要配置

2 工艺性研究

在近20 年的使用过程中，车辆的结构发生变形，主要参数尺寸无法统一，这对制动附属件的安装影响很大，在改造过程中，应充分考虑制动附属件的位置安装，以减少返工、废料等造成的浪费。

2.1 工艺布局考虑

制动装置的改造、安装应考虑整个工艺流水节拍问题，应考虑工艺的布局、各个工序的工艺分工。该钢材运输平车制动装置改造应进行如下工作：①原有制动部件的拆除；②原有底架附属件的拆除；③底架附属件的划线；④底架附属件焊接；⑤制动装置的组装；⑥车辆相关试验包括单车试验以及闸瓦压力试验。

为了方便制动附属件的划线和焊接，该车辆应放置在底架翻转胎上进行改造、安装，这样既能提高划线定位的准确性又能保证制动附属件的焊接质量，而且由于各个横梁的尺寸、外形等发生变化，个别吊座需配焊，需进行预组装，在翻转胎上预组装操作也更为方便。由于该批钢材运输平车装有车钩及焊接了地板，考虑公司现有底架翻转胎的结构需对车钩缓冲装置进行拆除，该车采用13 号上作用式车钩，拆除方案相对简单，只需将托梁及安全托板的紧固螺栓进行拆解便可实现，方案可行。

2.2 主管孔的工艺性改造

改造设计时参考了车辆原有管路的布局，这样减少了主管过孔的数量，考虑到火焰切割主管孔的工艺性不强，容易出现割伤母材等缺陷，优先选择钻孔的加工工艺，采用磁力钻吸附、空心钻钻头，极大地提高钻孔效率的同时也能保证切割质量。

2.3 制动附属件的定位

改造过程中，应遵循120 阀、制动缸、各个风缸的定位基准统一、局部管路布局修改的原则，先确定车体中心，根据车体中心依次确定120 阀安装座、制动缸座、各风缸吊座的位置，这样能最大程度上确保每个车的制动装置位置相对一致，提高了制动管路安装的可互换型，方便工人下料制作制动管，减少浪费的同时，也方便用户日后维护、检修。

2.4 主管吊座的布局

从100 t 钢材运输平车现状来看，车体挠度变化很大，新造车辆的车体钢结构空车工况下挠度一般控制为正挠度2～12 mm，而钢材运输平车在长期的运行使用过程中，其车体钢结构在空车工况下挠度普遍为负值，这样随着车辆载重的增加，车体钢结构挠度会负挠度更大，增大了制动附属件与制动管路之间的应力，容易造成制动管路泄露或折裂，影响行车安全。因此，主管吊座根据车辆实际挠度变化情况，以车体两侧沿车体中心方向，每个吊座以设计名义值递减1～2 mm，用于配合车体钢结构挠度，具体以车辆实际挠度测量值为准，进行适当调整。

2.5 各支管吊座布局

各支管吊座与管路成直线方向布置的管路，可以焊接其吊座与车体钢结构的焊缝，其余方向定位的管吊座应先点焊，待制动装置试装合格后再焊接，避免个别车辆因组装尺寸问题造成管吊卡无法安装。

2.6 调整工艺垫板的添加

由于每个车辆的外形尺寸不一致，在制动装置组装中仍会出现影响组装的情况，考虑到各个主管吊座的位置、各个支管吊座的位置，但对于一些阀类的安装即使考虑到以120阀安装座定位，但其位置受到其他零部件影响，仍存在组装困难的问题。例如WG-1 型传感阀的安装，其触头需要确保与转向架侧架上平面的距离尺寸，由于每个车的底架枕梁处变形量不同，传感阀触头距离侧架上平面的距离就会不同，这样需要考虑在转向架侧架上平面焊接调整垫板，或者在传感阀上部安装面上加装调整板，用于调整触头的高度，考虑交货周期和用户使用维护，确定在转向架侧架上平面加装调整垫板，用螺栓连接在转向架上。

2.7 转向架基础制动改造

转向架原有的基础制动装置采用吊挂式制动梁，游动杠杆与轨面成角50°，为保证其大体结构不变，提高改造效率，只进行了局部改造，对制动梁进行改造、加装。该车加装无级空重车调整装置，需对转向架弹簧挠度进行测试。由于不清楚弹簧的挠度变化，长周期使用时弹簧是否发生永久变形，需对转向架进行整体压吨，在压吨机工作台下，测量转向架自由状态高度，然后以车体钢结构的质量进行压吨，得出空车转向架弹簧挠度，并与实际落车后的整车高度进行比对，得出空车工况下转向架高度。然后以5 t 为基础参数递增，测量挠度变化，多次测量得出弹簧挠度。

2.8 旁承间隙调整

车辆在吊装、改造时，车体钢结构与转向架多次分离，转向架也进行了局部改造，在整车落成后，应进行车辆的旁承间隙检测，对不符合标准规定的旁承间隙进行调整，合格后方可进行单车试验。

3 工艺改造

按照以上工艺改造思路对100 t 钢材运输平车进行制动装置改造：①将车钩缓冲装置拆除，存放于备料箱中；②将车体钢结构与转向架分离后，将车体钢结构吊装至底架翻转胎上，拆除原有制动装置零部件，并切除原有底架附属件；③先找出车体的横向中心和纵向中心，划线组装120 阀吊座；④以120 阀吊座中心为基准划线组装其他零部件吊座；⑤局部吊座焊接；⑥试装制动装置零部件；⑦拆除试装的制动装置零部件，焊接底架附属件；⑧制动装置零部件组装；⑨整车落成，进行旁承间隙调整。

4 改造后验证

改造过程符合预期效果，制动装置组装符合TB/T 2231.2—2018《铁道货车制动系统第2 部分：货车》相关的要求，制动装置加装无返工问题、废料问题，节约了成本。

制动装置改造后，整车落成后须进行单车试验及闸瓦压力试验，制动单车试验时，空车工况制动时制动缸压力为170 kPa，半重工况下制动时制动缸压力为240 kPa，重车工况制动时制动缸压力为353 kPa，符合TB/T 1492—2017《铁道车辆制动机单车方法》规定的采用TWG-1 型传感阀的制动装置空车工况制动时制动缸压力为（160±20）kPa，半重工况下制动时制动缸压力为（250±30）kPa，重车工况制动时制动缸压力为（360±20）kPa 的要求[2]，依据TB/T 2231.2—2018《铁道车辆制动系统 第2 部分：货车》铁路相关部文标准进行闸瓦压力试验，经试验，符合相关标准的规定，满足用户使用要求。

5 总结

国家优化调整货物运输结构，以推进大宗货物运输“公转铁”“公转水”为主攻方向[3]，大幅提升铁路货运比例。在国家推行“公转铁”战略背景之下，对于一些钢铁企业的运输结构而言，铁路运输方式将明显增加，厂内铁路线路、铁路运行状况，相应的配套设施等都得到改进，而钢铁厂现有铁路自备车存在制动装置老旧破损或没有装用制动装置现象，制动停车问题一直存在，影响车辆编组和装载质量的同时，影响行车安全，在车辆的载重、编组等方面显得时效性极差，车辆利用率较低，制动装置改造升级迫在眉睫。本文从工艺性、成本、维修，配件生产周期等方面考虑，对100 t 钢材运输平车制动装置进行改造，希望能为其他类似制动装置改造工艺提供一些参考。