旋压密封式制动缸低温性能试验失效分析.pdf

Ac a d em i c 学 术 旋压密封式制动缸低温性能试验 失效分析 齐轨道装备公司锻工车间 一 刘伟 摘 要 ： 本文阐述了旋压密封式制动缸在低温的环境下失效的主要影响因素 ( y 型密封圈、润滑脂、活塞、制动缸缸体等 ) 1 前言 随着火车整车对制动系统的动力性、经济 性、环保性及可靠性 的要求越来越严格，旋压 密封式制动缸作为制动系统的关键零部件，其 重要性不言而喻。旋压密封式制动缸是采用旋 压生产工艺，通过压型旋制而成，具有重量轻、 内表面粗糙度低、使用寿命长等优 点。旋压密 封式制动缸 ( 见附图 1 )主要用于快速、重载火 车，已获得适宜的制动缸推力。带推杆复原装 置的制动缸在车辆缓解时，能使扎瓦脱离车轮 踏面。制动缸是直接影响制动系统工作过程和 工作特性的重要元件，根据旋压密封式制动缸 技术条件，旋压密封式制动缸每年最少应进行 1 次低温性能试验。冷冻试验是检验制动缸是否 合格的一种重要依据，通过在低温环境下，制 动缸的运行情况的一种检验。所 以制动缸在低 温环境下的失效分析就有了很重要的意义。 2 影响因素。 旋压密封式制动缸在低温环境下的失效， 主要是关键零部件 的性能在低温的环境下不达 标，导致旋压密封式制动缸的密封性失效，从 而造成了泄露。制动缸采用的密封方式为橡胶 密封 中的挤压性密封 ( 0型密封圈)和往复唇形 密封件 ( Y 型密封圈) 以及填料密封( 毛毡密封 ) 。 制动缸的前衬垫是 0型密封圈属于挤压式的密 封，它的主要失效原因是摩擦和磨损，在低温 环境下对制动缸的泄露影响不大；制动缸的润 滑套、前盖滤尘器组成等是毛毡密封属于填料 密封，在低温环境 下对制动缸的泄露影响也不 大。制动缸的 Y型密封圈是制动缸密封 的关键 部件部件之一，Y型密封圈是活塞和制动缸缸体 的主要密封手段，属于橡胶 密封 中的往 复唇形 密封件。在低温环境下对制动缸的密封性有较 大的影响。下面就 Y型密封 圈及其他一些关联 因素进行分析 。 2 1 Y型密封圈 ( 见附图 2 )作为旋压密 封式制动缸的关键 的密封件，需要满足如 下条 件： 2 1 1 具有一定的力学的性能 ( 抗拉强度 、 拉伸强度、伸长率、撕裂强度)； 2 1 2 具有 良好的弹性和复原性，硬度合 适； 2 1 3 扯断永久变形及压缩永久变形小； 2 1 4 摩擦系数小，耐磨性好； 2 1 5 耐化学腐镪； 2 1 6 耐臭氧性和耐老化性能好，耐紫外 线辐射； 2 1 7 可在温度较宽的范围内使用，不因 温度的影响而引起分解、软化、硬化等： 2 1 8 与工作介质相容性好，不产生溶胀、 分解、和硬化。 如果上述这些因素中 7 )、8 )出现问题， 就会导致 Y型密封 圈的接触式密封副失效，从 而导致整个密封系统失效，我们对个别在低温 性能试验上失效的旋压密封式制动缸进行分解， 发现失效 的旋压密封式制动缸中 Y型密封 圈存 在分解、硬化的现象存在。 2 2 8 9 D 润滑脂采用羟基硬脂酸皂稠化合成 油，加入高效添加剂而制成，是专为铁路车辆 制动缸密封及润滑研制的高性能润滑脂 良好 的剪切安定性，确保了长期使用 中不甩油。突 出的低温性能，在极寒情况 下能保持低 的启动 力矩 。优 良的橡胶相容性能，能够保持制动缸 橡胶皮碗 的耐寒持久性 能和质量性能。适用于 铁路机车车辆的制动系统制动缸润滑 。使用温 度范围：一 5 O 1 2 0 。8 9 D润滑脂在制动缸 的密封性能中也起着较为关键的作用。如果 8 9 D 润滑脂的质量不符合标准，就会造成旋压密封 式制动缸在低温环境下失效。 2 3 活塞作为旋压密封式制动缸 的关键零 件具有耐热性、耐磨性、减少摩擦功损失，降 低能耗、噪声和排放、平稳的导向性和 良好 的 密封功能；为满足以上 的功能要求，通常将活 塞纵剖面 的外轮廓为 高次函数的拟合 曲线，轮 廓精度为 0 0 0 5 0 0 1 m m 活塞作为典 型 的旋压密封式制动缸关键零部件，在切削加工 方面具有很强 的工艺特点。目前，活塞、是 由 通用机床切削加工，其功能和精度将直接影 响 最终产 品的关键特性 的质量指标。如果活塞 盼 质量存在 问题，将会导致旋压密封式制动缸在 低温环境 下失效的原因之一，当活塞的表面粗 糙度不符合要求，导致活塞与 Y型密封圈间的 接触面不够光滑平整，存在胶膜边隙，在低温 环境下 Y型密封 圈因低温收缩，胶膜边隙中的 空气中的水分结冰，造成胶膜边隙变大，从而 导致旋压密封式制动缸在低温环境下失效。 2 4 缸体是旋压密封式制动缸的另一个关 键零件 ，采用了先进的旋压工艺，通过板坯与 芯模共 同旋转，由辊轮进给并施加压力，使板 坯紧贴芯模逐点局部变形的冲压成形 的工艺。 旋压的特点是：用很小的变形力可成形很大 的 工件，可 以使 工件达到很高的精度；缸体是旋 压密封式制动缸中精度最高的一种冷部件，对 其内壁 的粗糙度、圆度、直线度 、内壁与缸 口 垂直度等参数有很高的要求，如果上述参数 出 现问题 ，对制动缸 的性能影响较大 将会导致 制动缸在低温环境下的失效原因之一，当缸体 的圆度不符合要求，导致缸体与 Y型密封圈间 的接触面不够光滑平整 ，存在胶膜边隙，在低 温环境 下 Y型密封圈因低温收缩 ，胶膜边隙中 的空气 中的水分结冰 ，造成胶膜边隙变大，从 而导致旋压密封式制动缸在低温环境下失效。 3 结束语 上述因素是影响旋压密封 式制动缸在低温 环境下失效的主要原 因，还有一些其他的因素 中国机械 M a c h i n e C h i n a 8 1 Ac a d e m i c 学术 也会对制动缸的失效有影响。如： 8 9 D润滑脂 的清洁程度，在旋压密封式制动缸运行过程中 造成缸体表面划伤，进而导致制动缸 的失效。 由此看来想要消除此类 问题，就要对各关键部 件的质量特性进行严格检查和控制。 参考文献 1 邵宏权货车密封式制动缸漏泄故障分 析和建议 J 郑州： 郑铁科技通讯， 2 0 0 9 2 赵允志关于旋压密封式制动缸组装试 验问题的探讨 J 沈阳：铁道车辆 ，2 0 0 9 3 徐 游密封使用及密封 问答 M 北 京：机械工业出版社，2 0 0 5 电子汽车衡的的安装与调试 山东金岭矿 I 股份有限公司 一 王建刚 摘 要 ： 电子汽车衡的使用非常广泛 ， 大量应用于各个领域 ， 其正确安装和调试 ， 直接影响到整 个称重系统的精度和长期稳定。称重传感器是电子汽车衡的核心部件 ， 如何正确安装调试 ， 必须熟悉称重传感器的工作原理 本文就电子汽车衡的构成及工作原理予以说明。 电子汽车衡的正确安装和调试直接影响到 整个称重系统的精度和长期稳定性。激烈 的市 场竞争，导致众多的衡器厂家在追求利润 的同 时忽视了上述 问题 的严重性，从而造成 了电子 汽车衡的故障频频 出现。要保证 电子汽车衡能 够长期、稳 定、可靠地工作 ，就必须重视安装 和调试。 1 电子汽车衡的构成和工作原理 电子汽车衡系统标准配置由秤 台、称重传 感器和称重显示部分，包括称重显示仪表，接 线盒和信号 电缆三大基本单元组成 ，根据用户 不 同需要可选购其它外接设备 以组成各种配置， 包括计算机、打 印机、大屏幕显示器、稳定电 源及多功能电源插座。 承载货车进入秤 台，在物体重力作用下， 使称重传感器弹性体产生变形，粘贴于弹性体 上后应变计桥路阻抗失去平衡，输 出与重量数 值成 比例 的信号，经传感器内部的放大器，A D 转换器，微处理等 电子原件进行相应 的数据。 2 电子汽车衡的安装 电子汽车衡 的安装首先必须选择宽敞的场 地 ，并且保证基础有较大的承载力，承载点高 度一定要保证在同一水平面 。 2 1 承载力对安装基础的要求 要根据使用要求和使用环境施工，各承载 点承载力必须大于称重过程中可能出现 的最大 超载荷量。 现以 5 O吨 电子汽车衡 ( 安 装 4只称 重传 感器)为例说明：其承载 台自重为 1 0吨，载重 汽车后轴满载时为 4 O吨，假设超载为 1 5倍， 上承载台时冲击荷系数为 1 3 ，即每个承载点 最大的载荷为：W = l 2 ( 4 0 t x 1 5 X l _ 3 + 1 2 X 1 0 ) = 4 1 5 t 基础建造过程 中，最好几个承载点建筑结 构在一个总体上，一般情况下，也可以将两个 承载点建筑在一块混凝土基础上，每块基础 的 承载力在 受力情况下，绝对不能产生单独 下沉 8 2 Ma c h i n e C h i n a 中国机械 的变化。 2 2 基础对承载点水平高度的要求 为 了保证衡器的安装误差小、衡器 的准确 度高，对承载点有如下要求：单块承载 台水平 度在 1 5 o o之 内，各个承载点高度误差不超过 3 m a ，可采用下列方法来达到以上要求。 2 2 1 电子汽车衡在做承载基础施工时， 按照设计 图纸做出预留孔。 2 2 2 安装时先将传感器承载板和地脚螺 栓用混凝土以承载块水平为基础固定，混凝土 在 2 4小时后，调 整承载板，使单块承 载板水 平度达到 1 5 0 0 ，各块承载点的高度差不超过 3 m m。 2 3 承载台的整体性要求 电子汽车衡，当 1 5 0 称量秤体在满载荷时， 其秤体的弯曲不能大于 5 m m ，两面称 台要求高强 度螺栓必须与秤体具有一定的扭矩 ( 螺栓强度 为 4 8级 ) 2 4 称重传感器的安装要求 称重传感器在安装前，应将压头和称重传 感器在基准面平衡垂直 的位置上，一定要保证 力值 的正确传递，以避免侧向力的影响。力值 不能正确传递必然会导致 电子汽车衡 的线性、 重复性角差达不到称重要求 。 2 5 电气焊接 称重显示器到接 线盒，接线盒 到传感器， 称重显示器到计算机 的接线要严格按照随机文 件中的连线 图连接，特别要注意多只传感器在 并联使用时，尽量不要任意截短、加长信号 电 缆线。因为当信号电缆较长时会影响拱桥电压， 影响输出信号电压 。 2 6 电子汽车衡系统接地装置 汽车衡系统的接地是非常重要的，既保证 人身安全 ，又保证系统工作稳定可靠，良好的 接地措施可 以提高系统的抗干扰、防静 电损坏 能力。阻止仪表由于干扰、静 电影 响和 电源 问 题而烧毁，同时有效的防止雷 电感应和雷击波 冲击，保护仪表和传感器的安全 。 3 电子汽车衡的调试 3 1 _ 偏载调整 。仪表进入称重状态后即可 以用一定重量的砝码进行偏载调整，顺序压脚， 使各角的显示值误差不超过允许误差，如超差 可通过接线盒内对应 的电位器来调节，直至各 角显示一致。 3 2 零基准调整。汽车衡在用户现场安装 完毕，必须重新确定零基准。 3 3 量程调节。量程调节实际上是调整线 性斜率。 在称重状态下， 将测试砝码放在称台上， 使仪表稳定显示重量读数 ，测试砝码 的重量越 接近重量成越好。 3 4 标准设定和校正。参考称重显示器使 用说明书，检查各种功能键 的正确性，提高 电 子汽车衡的称量准确度。 3 5 自检。汽 车衡 安装调试后按 G 5 3 9 9 7 检定规程的有关内容进行计量性能检查。 3 6 交付。自检合格后，交当地计量管理 部门进行检定，合格后交付使用。 4 结束语 电子汽 车衡 的应用领域 日趋广泛，我们必 须重视电子汽车衡 的称量精度和长期