沿海铁路公司25T客车闸片异常磨耗分析

彭 俊

（广西沿海铁路公司防城港车辆运用段，工程师，广西 防城港 538001）

0 引言

广西沿海铁路公司（以下简称沿海公司）于2014年5月从南车青岛四方机车车辆股份有限公司（以下简称厂家）新购置25T 型客车9 辆，用于开行北海至防城港北间特快列车，自2019年6月1日起，陆续发现运用中的5 辆25T 型客车的车辆制动盘均不断出现闸片偏磨、磨耗异常、制动盘热裂纹、制动盘散热筋断裂等故障超过运用限度的情况，给客车运行带来了安全隐患。散热筋断裂情况见表1。

表1 散热筋断裂情况统计表

1 T25型客车制动盘概述

沿海公司新购置的9 辆25T 型客车采用的制动盘为常州铁马科技实业有限公司生产的客车制动盘，该制动盘采用RuT300 蠕墨铸铁，铸造后去应力退火状态（时效）供货，根据TB/T 2980-2000《客车用制动盘技术条件》的要求，其力学性能及微观组织要求如表2所示。

表2 蠕铁盘材质力学性能及微观组织要求

从表2 可以看出，制动盘的异常主要是通过其力学性能变化和微观组织结构变化引起的。其力学性能变化通过列车制动操作起作用，微观组织变化则与材料性能与铸造工艺有关。

2 机车操纵及制动分析

2.1 机车操纵分析根据《机车操纵规程》第四十六条规定，列车运行中施行常用制动时，应遵守以下规定：“自阀减压前，应单独缓解机车，使列车制动时机车呈缓解状态。”

以2015 年1 月8 日客车T8716 制动机使用情况为例，对司机操纵机车情况进行分析。机车操纵情况见表3所示：

表3 机车操纵情况分析表

通过列车制动操纵分析，可以看出，机车司机操纵机车符合《铁路机车操作规则》的规定

2.2 车辆技术状态及制动功率计算分析

1）车辆技术指标

车辆技术指标如下：

（1）列车编组：031179、031181、031182、031183、031180共计5辆，其中031182为广播车。

（2）车辆自重：50.4×4+50.5=252.1t

车辆载重：10.6×4+9.7=52.1t

车辆总重：252.1+52.1=304.2t

机车总重：DF11G型，自重145t，双机牵引，总重290t。

（3）运行速度：160Km/h

（4）制动时间：速度160Km/h 时，从机车开始施行常用制动调速到列车停下时间约为300s。

（5）制动单元标杆比：1.692

2）制动盘制动功率计算分析

根据厂家《广西沿海铁路公司25T 客车制动盘运用故障问题分析报告及处理措施》中的说明：制动盘摩擦面温度极限在350～400℃左右，制动功率需控制在350kW 以内，现以实际运行的情况进行计算比较。

钦州东站实际操作：

14:06:09;K109+595 m；v=144 km/h；开始减压；

14:06:20;K109+179 m；v=133 km/h，列车管减压60 kPa，机车制动缸压力100 kPa。

14:08:20;K106+564 m；v=34 km/h，司机缓解充风。

速度从144 km/h降至34 km/h，走行3 031 m。

制动的实质就是能量转换，列车由v1=144 km/h开始制动至v2=3 4km/h 第一阶段制动结束，用时120 s。

列车需转换的动能为：

v1=144 km/h=40 m/s，v2=34 km/h=9.44 m/s

（mv12-mv22）／2=m（v12-v22）／2

=（290+304.2）×1000×（402-9.442）÷2

1.2.3 X线诊断标准 肠壁黏膜下方存在透亮样小泡样子阴影，浆膜下表现为环样以及半环样、条样阴影，证实为肠壁积气。门静脉下方显示：从肝门朝向肝内走形树枝样透亮阴影，证实为门静脉积气。

=448884.35 kJ

如果不考虑机车制动，所有动能靠车辆制动机实现，则此时车辆制动机的制动功率为:

448884.35 ／120=3740.7 kW

平均在每个制动盘上的功率为:

3740.7 ／（5×8）=93.52 kW＜＜制动盘极限制动功率350 kW。

通过制动盘制动功率计算分析可以看出，每个制动盘上的功率远小于制动盘极限制动功率，制动盘在制动时的制动功率符合要求

2.3 列车换算制动力计算分析现行《技规》中机车、车辆每辆车的换算闸瓦压力”中得知：每台东风11 型内燃机车的换算闸瓦压力为770 kN，104 型制动机，盘形制动装置不安装踏面制动单元的单层客车每辆车的换算闸瓦压力为170 kN，

ΣKh=2×770+5×170=2 390 kN

全列车重力总和为：

（ΣP+G）×g=（290+304.27）×9.8=5 823.16 kN

紧急制动时列车的换算制动率为：

θh=ΣKh／（（ΣP+G）×g）=2390/5823.16=0.41

通过分析计算，并按现行《技规》，盘形制动装置列车换算制动率不得小于0.32 的规定来看，该型列车换算制动率符合规定。

3 闸片异常磨耗原因

3.1 车辆制动执行元件存在缺陷制动盘出现偏磨现象与制动机的制动功率无关，只与基础制动装置的杠杆、夹钳、制动缸等的制造精度和安装精度有关，只有满足安装精度要求，它才能正常工作。因此造成闸片偏磨的原因是车辆制动执行元件存在缺陷。

3.2 制动盘制造存在缺陷 主要表现为：

1）对于蠕墨铸铁，要形成马氏体，有两个基本条件：温度达到800℃及以上；急速冷却至240℃以下。

2）如果制动盘达到800℃以上，因闸片的粘合剂采用的是酚醛树脂和丁苯橡胶掺合型粘合剂，是不能承受如此高温的，在800℃以上，闸片与制动盘会存在烧附或者制动闸片也会出现异状。

3）如果马氏体是因制动产生，那么所有制动盘上都会出现马氏体，并且制动盘在达到800℃以上高温迅速冷却后，制动盘也会出现明显的变色现象。

综上所述，马氏体的出现，是制造时出现的，而且是局部出现，制动盘存在不合格产品，这也是导致散热筋断裂的根本原因。

4 建议与改进措施

通过对上述原因的分析，25T 客车闸片异常磨耗的原因是由于制动盘质量问题及车辆制动执行元件存在缺陷造成的，与司机操纵没有相关联系。后续开展的相应工作有：

1）厂家对装用的制动盘进行更换。在制动盘更换的同时，要按照工艺要求更换耐磨套和各定位销。

2）运用检修时,定期对磨耗部位进行给油润滑,保证各部作用灵活，同时合理选配各穿销上平垫数量，保证夹钳吊横穿螺栓及闸片托竖穿螺栓紧固不松动,。

3）考虑对这批次车辆的基础制动部分的杠杆比及相关尺寸进行重新分析、计算。

4）继续追踪车辆运行技术状态，对影响车辆制动作用的工况进行分析处理。

5 结束语

通过对25T 客车运用技术条件分析以及现场实际操作计算，综合考虑车型、编组、速度、司机操纵、材质等因素后，确定该型客车闸片异常磨耗的原因并采取相应措施确保客车安全运行。期望文中所述故障排查和应对方法对相关单位和人员能有所启示。