120阀紧急活塞杆扭矩校核及异常断裂分析*
2014-08-03张成国赵亚栋姚小沛刘宝安王建国
铁道机车车辆 2014年2期
张成国,赵亚栋,姚小沛,刘宝安,王建国
(1 中国铁道科学研究院 机车车辆研究所,北京100081;2 中国北车集团 齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔161002)
紧急阀是为改善列车紧急制动性能而设置,作用是在紧急制动时,产生强烈的列车管紧急局部减压,加快列车管的排气速度,提高列车制动机紧急制动的灵敏度及可靠性,提高紧急制动波速,改善紧急制动性能[1]。紧急活塞杆是120型紧急阀的关键零件之一,为中孔结构(图1),在列车管充气时将列车管的压缩空气导入紧急室内,在紧急制动时紧急室内压缩空气在紧急活塞上部形成背压,推动紧急活塞下移,顶杆顶开先导阀消除放风阀背压后打开放风阀放风,确保紧急制动作用。
某车辆段在检修和组装120阀时,连续发生7起12根紧急活塞杆断裂故障,断裂部位均在头部和杆部连接处,具体情况见表1。在运用过程中紧急活塞杆发生断裂出现“时起紧急,时不起紧急”的现象,影响铁路行车安全。针对车辆段发生的部分紧急活塞杆低于组装力矩40±3 N·m[2]而于头部和杆部连接处扭断的问题,原铁道部委托成立的120阀惯性质量攻关组进行分析,以查明原因,制定对应措施。
1 紧急活塞杆扭断强度校核
图1给出了紧急活塞杆的剖面图。车辆段发生断裂的紧急活塞杆断裂位置均位于头部和杆部连接处,此处壁厚最薄,仅为2 mm。
本文对HPb59-1材质紧急活塞杆的此薄弱处进行扭矩强度校核,以确定图样的此处尺寸设计是否合理。……
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