合成闸瓦范文（精选5篇）

合成闸瓦 第1篇

所谓铸铁合成闸瓦, 就是根据在车轮与闸瓦的摩擦面上加入碳化硅颗粒, 则可提高车轮与闸瓦间摩擦力的构想, 在传统的合金铸铁闸瓦中, 加入碳化硅陶瓷过滤网而合成的闸瓦见图1。当合金铸铁与碳化硅合成一体时, 为了过滤熔融的铸铁以除去浮在表面的氧化物, 使用碳化硅过滤网, 将该过滤网埋入熔融的铸铁中, 与铁水一起浇铸。与在铸铁中分散碳化硅颗粒或者内埋碳化硅块料的方法相比, 该方法制造简单, 并且能够牢固接合。

由于碳化硅比合金铸铁硬度高得多, 如果含量多, 将会加大对车轮踏面的冲击性。因此, 通过制动试验台试验, 研究了过滤网数量及形状、内埋过滤网位置等参数, 研究表明, 必须最低限度地将摩擦面上的碳化硅面积率控制在1%左右。

开发的合成闸瓦的磨耗量与传统闸瓦相同, 但是能控制对车轮的不利影响, 并且, 与传统闸瓦相比, 能显著地提高中、高速区域的摩擦因数 (见图2) 。对以速度130km/h运行的车辆实施制动时, 到制动停止的距离比传统闸瓦缩短了约20%。

该合成闸瓦的制造工序与传统闸瓦大致相同, 只需增加过滤网以及固定过滤网的导向杆即可实现批量生产。

将开发的合成闸瓦装备到4辆列车中的1辆车上, 进行现车试验, 试验结果确认, 车轮温度及闸瓦磨耗量与传统闸瓦相同, 制动停止的距离比只用传统闸瓦的编组列车缩短。今后, 为了合成闸瓦的全面应用, 还需要将该合成闸瓦安装到编组列车中的全部车辆上, 确认其应用效果及耐久性。

短行程闸瓦制动器的技术革新 第2篇

江苏省泰州引江河工程主要由泵站、节制闸、送水闸、调度闸、船闸以及110KV专用变电所组成。其中，泵站共有九台机组，每台机组功率为2000KW，采用双层X型流道，每台机组设置4扇平面钢闸门，通过闸门调节，实现300m3/s的抽引、抽排和160m3/s的自流引江。每台机组配有4台启闭机，分别用以控制主机上下游两侧上道门、下道门的升降，启闭机型号为：QPK-2×160。QPK型卷扬式快速闸门启闭机，是水利水电泵站停机时用来快速切断水流，避免出现水流倒流时机组超速倒转，从而造成主机轴瓦烧毁的断流保护装置，适用快速下落的平面闸门。

二、制动装置工作原理

启闭机的制动装置采用短行程闸瓦制动器，型号为TZ2-300/200。机组停机时，电气回路自动接通快关闸门的直流控制回路（见图1），抱闸线圈得电，可动衔铁吸合压缩主弹簧，推开两侧的拉杆，打开制动闸瓦，从而将出口侧闸门迅速快关到底，防止水流倒流引起机组反转。因此，启闭机的工作性能是否稳定可靠将直接影响机组的安全运行。

图1 主机快速闸门控制原理图（直流回路）

三、运行中存在的隐患

主机快速闸门启闭机制动装置的抱闸线圈是通过直流电控制。高港枢纽泵站采用蓄电池作为直流系统的备用电源，正常工作时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当直流屏高频开关电源或硅整流装置交流失电，发生故障导致直流回路不能输出直流电源时，蓄电池能及时投入，保证断路器分合闸、二次回路的仪器仪表、继电保护、自动控制装置、信号装置、事故应急照明和电气设备的远距离操作等用电要求。

一旦在机组运行時出现全所失电的紧急情况，同时蓄电池组发生故障，无法输出直流电源。此时，机组停止运行，出水侧闸门由于启闭机制动装置无法打开而不能快速关闭，机组由于上下游水位差产生倒流引起反转，一旦反转转速超过水泵机组允许的最大转速，轻则烧毁轴瓦，重则损坏水泵机组，造成严重损失。

四、解决措施

为确保工程设备能够安全可靠运行，针对以上问题，通过对制动装置结构仔细研究，可采取以下解决措施：

原启闭机制动器是通过压缩主弹簧6，推开两侧拉杆3、4，从而打开制动闸瓦9、10（见图2）。

1-丝杠尾部的方头 2-衔铁 3、4-拉杆 5-限位螺钉 6-主弹簧 7-副弹簧

8-丝杠 9、10-瓦块 11-框架 A、B、C螺母

经过改进后（见图3），在框架11上加装一个手动杆12，在失去直流电源，制动闸瓦无法打开的状况下，提起手动杆12，推动螺母挡块C，从而压缩主弹簧6，打开制动闸瓦，使闸门快速下落。同时在手动杆尾端加装一个限位块13，当手动杆提起后，限位杆将自动卡在框架11的左端顶部，可自动控制手动杆下降。当手动杆提到最大行程时，限位杆又可防止手动杆端部与螺纹挡块滑脱，操作简单方便。当出现故障，运行中的机组停止运转，而闸门又无法自动降落时，现场运行人员可以手动操作此装置打开制动器关闭闸门，从而避免发生烧毁轴瓦、机组损坏等严重事故。

1-丝杠尾部的方头 2-衔铁 3、4-拉杆 5-纤维螺钉 6-主弹簧 7-副弹簧

8-丝杠 9、10-瓦块 11-框架 12-手动杆 12-限位杆A、B-螺母 C-螺母挡块

五、结语

此技术革新，作为一种应急方案，为高港枢纽机组的安全运行提供了有效的后备保障，为工程效益的发挥奠定了坚实的基础，同时也为今后的工程管理积累了经验。

合成闸瓦模具失效的原因与对策 第3篇

1 模具衬板拉伤与磨损

1.1 模具衬板拉伤与磨损形成的原因

企业为解决模具生产周期长, 生产成本投入大等难题, 在合成闸瓦模具设计上多采用外侧板带内衬板的结构, 但各企业都因衬板材质选配不合理、热处理工艺不达标等原因, 使模具过早出现如图1所示的衬板拉伤, 如图2所示的磨损等现象, 致使模具过早失效, 究其原因如下。

1) 生产过程中, 作为摩擦副之一的合成闸瓦, 在外载荷的作用下逐渐充满型腔发生塑性变形 (又称“塑性摩擦”) , 伴随塑性流动出现的摩擦应力又反过来影响衬板。合成闸瓦在型腔内的成型位置相对固定, 此处因频繁经受梯度加压、持续保压、固化成型、摩擦位移等作用, 衬板与合成闸瓦接触面之间除发生相对机械运动外, 还存在很大的金属塑性摩擦, 因此, 模具在成型位置的损伤最大, 这也是模具衬板拉伤、磨损发生的起点。

2) 合成闸瓦生产过程中, 模具长期处在高温、高压的恶劣环境下, 频繁经受摩擦副的塑性摩擦, 合成闸瓦与衬板面接触的程度不断增加, 使得衬板氧化膜和内部新鲜金属向合成闸瓦表面转移的概率增加, 当发生相对位移时衬板会因塑性摩擦出现分子啮合力。一般而言, 衬板耐磨性、热处理、表面光洁度越差, 出现拉伤、磨损的几率就会越大越严重。

3) 为保证合成闸瓦具有足够的制动力, 在生产配方中会加入了很多硬质点材料, 如:长石粉、铝矾土、钢纤维等, 它们的形状多呈不规则状, 如配方材料选配不当、比例控制不合理、混料不均匀、颗粒过大附着在衬板接触面上的硬质颗粒就会产生过大正压力, 此正压力在很多情况下又远远大于衬板的屈服极限, 会使衬板磨耗加剧。

4) 为减少模具异常磨耗, 确保合成闸瓦顺利脱模, 在合成闸瓦生产过程中都使用脱模剂。脱模剂若选配不当, 高温塑性成型时就会严重影响润滑膜的形成和性能, 使润滑剂过早挥发, 摩擦界面变为干摩擦, 进一步加剧了衬板磨损。

1.2 延缓模具拉伤与磨损的解决办法

1.2.1 优化模具结构

针对原模具生产效率低、维修成本大、部件无法替换等缺点, 在查阅大量模具设计手册, 借鉴众多模具成熟设计思路, 综合考虑职工劳动强度、企业生产效率、产品性价比等因素的前提下, 设计出了双腔五层结构的闸瓦层压模具。模具主视、俯视图分别如图3、4所示。

从模具结构图可以看出:模具由底座、下托板、模具腔体、腹膜、上模座五部分组成, 周围均匀布有加热和自动恒温元件。为便于职工操作, 减少废品量, 杜绝掉腹膜现象发生, 将模具底部设计为下“凹”型, 此结构减少了合成闸瓦在型腔内的位移量, 降低了摩擦副对衬板的损伤;当模具衬板出现严重拉伤、磨损时, 可利用模具便于拆卸, 易损件更换性强的特点对该模具快速分解, 更换受损衬板, 这样即减少了模具维修时间和企业成本, 又便于产品质量快速提升;模具设计为两腔五层结构, 生产效率也较原来提高了25%以上。

1.2.2 合理选材, 确保工艺

为确保选配的型腔衬板具有足够的强度、韧性及耐磨性。经对不同材质、不同热处理工艺衬板进行比对, 结果表明选用40Cr性价比较较高。在工艺加工方面还应满足:母材需整体锻打, 衬板加工到要求尺寸时需进行渗碳淬火, 渗层厚度应达到1.2～2mm (与渗碳时间有关) , 硬度保持在HRC58～62, 表面粗糙度满足Ra0.8μm。

1.2.3 优化合成闸瓦生产配方

合成闸瓦由十多种材料复合而成, 选配不同品质、量级的增摩、减摩材料对其摩擦性能影响很大, 企业应在保证合成闸瓦综合性能的情况下, 不断优化生产工艺及配方, 不仅能有效减少合成闸瓦对衬板的热损伤, 而且能降低合成闸瓦生产成本, 缩短其生产周期。

1.2.4 改善摩擦界面状态

合成闸瓦与模具型腔壁或存在机械摩擦, 或存在塑性摩擦, 为降低摩擦对模具的损伤, 应改善摩擦界面润滑状态。经试验验证, 液体不饱和酸160℃左右会转变为硬脂酸, 在摩擦界面形成一层润滑膜, 能有效减少塑形摩擦对模具的损伤。

2 模具型腔易变形

2.1 模具型腔形变分析

模具型腔尺寸主要靠两侧8条M40和中间4条M25的螺杆保证。在合成闸瓦生产过程中, 这些螺杆、螺栓因频繁经受高温高压和室温无压的作用, 螺杆会逐渐发生形变增长, 使模具型腔尺寸变大, 造成原材料溢出, 使企业生产成本增大。

2.2 稳定模腔尺寸的对策

通过对模具工作状态的综合分析, 模腔尺寸发生变化的主要原因为:模具腔体在高压、高温变化载荷的不断冲击下, 紧固外框夹板的螺杆被拉长、螺纹与螺母的接触面发生形变。为减少这些变形的产生, 笔者选用40Cr作为螺杆、螺母材质, 并对紧固螺杆、螺母进行整体调制消除预应力, 使其达到足够的抗拉升、抗变形强度。为增加螺母与螺纹之间的锁紧力, 螺纹配合选用细螺纹, 螺杆螺纹采用滚丝加工而成。在模具整体装配尺寸方面考虑到新型腔的变形量, 以闸瓦的最小尺寸作为型腔的基本装配尺寸, 型腔长度方向间隙应不大于0.3～0.5mm, 宽度方向间隙应不大于0.2～0.3mm, 模具型腔尺寸超过规定的变形量或衬板出现严重拉伤、磨损, 可分解模具并对损伤衬板进行更换或加工、热处理后再进行利用, 可有效延长模具的使用寿命。

3 腹膜易断裂与拉伤

3.1 腹膜断裂与拉伤的原因分析

腹膜是整个模具体的直接承力件, 也是模具中最易损坏的部件, 以前受加工设备、工装、工艺的限制, 我们将腹膜分鼻部与主体两部分, 采用分体加工、装配、焊接、打磨等工艺制成, 腹膜的强度无法保证, 而且腹膜在反复使用、震动后鼻部容易开焊, 腹膜中部应力薄弱部位因受力不均而断裂。腹膜拉伤机理与衬板基本相同。

3.2 腹膜断裂与拉伤的解决办法

图5为腹膜结构, 可清楚看到腹膜结构为细腰状, 中部应力最弱易断裂。为保证腹膜中部足够的强度, 笔者将腹膜设计为整体结构, 即:先从调制处理后的母材中线切割出整体腹膜轮廓, 再通过加工中心、电火花等工艺加工出成型的腹膜尺寸和形状, 最后在腹膜表面镀硬铬提高光洁度。工艺方面为防止腹膜划伤衬板, 腹膜热处理硬度应略低于衬板硬度;为减轻腹膜重量, 消除中部应力集中, 在腹膜侧面均匀加工了适量减重孔。

4结语

新模具在全路20多家企业推广应用已有八年多。据统计, 模具在一年半内腔体侧板、外侧框夹板变形小 (长度、宽度方向平均变化量各为0.38mm、0.16mm) , 合成闸瓦尺寸稳定, 可保证25万块合成闸瓦生产。

参考文献

[1]TB/T2403-2010, 铁道货车用合成闸瓦[S].

[2]刘英义.5CrMnMo模具寿命周期的质量控制[J].沈阳工业大学学报, 2010, 18 (5) :22-24.

[3]李金贵.表面强化技术及模具寿命[J].中国表面工程, 2002, 17 (1) :54-56.

合成闸瓦 第4篇

主导项目/产品简介:公司目前主导产品HGM-A货运重载铁路车辆用高摩合成闸瓦钢背, 是目前全路提速重载车辆闸瓦的配套主导件, 全路年需求量约2 000万块左右。公司是铁路定点生产企业, 随着铁路运能和运力的增加, 销量和用户也在逐步增加。

拟融资项目/拟开发产品介绍:为了适应铁路高速、重载的需求, 公司正在研发试产HGM-D铁路高速、重载车辆用高摩合成闸瓦钢背项目。

市场需求分析:公司生产的高摩合成闸瓦钢背, 全路年需求量约2 000块左右, 我公司目前年销售量100多万块。从2013年起用户在不断增加, 到2014年底预计用户会增加到20家左右, 销量预计到达400万块, 该产品市场前景较好。

合成闸瓦 第5篇

经过多年使用的过程中发现:高摩合成闸瓦较易出现金属镶嵌物, 会使车轮发生异常磨耗, 直接导致机车制动性能严重受到影响, 但因金属镶嵌的成因极为复杂, 形成金属镶嵌的模型、影响因素还没有一个严格完整的理论, 因而对金属镶嵌问题的研究具有非常重要意义。

1 高摩合成闸瓦在段情况跟踪

HXD2B机车2011年10月—2014年5月上海机务段闸瓦金属镶嵌是典型故障。共发生闸瓦金属镶嵌, 导致轮对踏面拉伤的重要故障共计为6起, 情况见表1。HXD2B机车2013年11月—2014年4月邯郸机务段闸瓦金属镶嵌共发生闸瓦金属镶嵌, 导致轮对踏面拉伤的重要故障共计为8起, 见表2。

2 HXD2B型机车闸瓦镶嵌故障情况举例说明

1) HXD2B-0407机车右5轮对闸瓦镶嵌故障概况。2014年5月17日, HXD2B-0407机车在运行中发生右5轮对踏面拉伤, 金属镶嵌物在闸瓦与踏面之间 (见第97页图1) , 11月21日邯郸新换闸瓦, 走行1 708 km。

2) HXD2B-0443机车左4轮对闸瓦镶嵌故障概况。2013年12月3日, HXD2B-0443机车在运行中发生左4轮对踏面拉伤, 经检查, 左4闸瓦镶嵌迹象明显 (见第97页图2) , 金属镶嵌物长125 mm, 宽85 mm, 厚度30 mm。

3 金属镶嵌的研究

3.1 金属镶嵌产生的机理

关于金属镶嵌的成因, 从摩擦学角度来讲, 是一对摩擦副在制动过程中产生的摩擦磨损, 其磨屑的去向不是飘逸就是转移, 高摩合成闸瓦的金属镶嵌就是一种磨屑转移。通过国内外对镶嵌物的化验及摩擦磨损理论分析及实验验证, 证明金属镶嵌的产生机理是制动过程中产生的磨粒, 镶嵌在闸瓦表面, 当金属磨粒聚集后由于冷作硬化等原因, 就会形成硬度高于车轮的金属点, 当再次与车轮摩擦时, 成为大的金属镶嵌物, 在连续制动产生的高温高压条件下, 大量的车轮材质向金属镶嵌物转移, 形成严重的金属镶嵌[2]。

在实际运用中, 影响金属镶嵌的形成因素也比较复杂, 如运行线路、车轮和闸瓦材质及表面粗糙度及运用情况等因素。所以受以上诸多因素的影响, 金属镶嵌物的发生、发展也有很大随机性。

3.2 金属镶嵌产生的形成条件

高摩合成闸瓦上的金属镶嵌物主要来自于车轮踏面的金属物质, 其形成条件主要由以下几方面。

1) 高摩合成闸瓦材质方面:高摩闸瓦中增摩粒子过大、过多易产生钢磨屑;闸瓦的黏度过大, 或使用后黏度变大, 容易黏附金属磨屑;高摩闸瓦基体较软, 金属磨屑易于嵌入。

2) 车轮材质和表面状态方面:车轮踏面金属若发生剥离, 尺寸较大的金属小片易形成金属镶嵌的萌生点;车轮踏面的光洁度较差, 易产生钢磨屑, 例如新旋修的车轮。

3) 制动条件方面:制动压力大或制动压力不均匀时, 钢磨屑的量就大, 并且易压入闸瓦踏面中;速度高的列车;制动频繁的线路;长大坡道, 抱轮时间较长;基础制动单元出现故障, 如带闸运行等情况出现时;车轮与闸瓦摩擦副的界面温度较高, 钢屑量大, 闸瓦的硬度下降, 钢磨屑物易嵌入闸瓦踏面等, 都容易增大发生金属镶嵌的概率。

4) 环境条件方面:列车在寒冷地区或冬季运行, 金属镶嵌物易硬化;列车运行环境中湿度较大, 有雨、雪等, 使闸瓦的黏度增加, 都会促使金属镶嵌物的形成[3]。

4 金属镶嵌的预防

根据金属镶嵌理论产生的机理以及形成条件, 可以有针对性地制定预防措施, 降低金属镶嵌发生的几率, 其中环境因素是客观存在的, 在全国范围内运行是必然的;车轮的材质和踏面状态通过管理可以得到有效地控制;制动条件应该特别注意防止基础制动系统故障造成的长时间带闸运行;闸瓦的配方和工艺应进行更深入的研究以适应提速、重载的要求。为此制定以下几点措施。

4.1 加强机车出入库检查

检修、整备作业人员、乘务员结合日常检修、整备和出乘检查作业加强以下检查, 发现异常及时报修并处置, 未经处理严禁出库。

1) 轮对踏面擦伤、剥离符合限度 (擦伤深度<0.7 mm;剥离长度不超过40 mm, 且深度不超过1 mm, 轮辋、轮辐无过热无异状。

2) 单元制动器及弹停装置安装牢固, 闸瓦厚度不小于10 mm, 风管无龟裂, 管路接头无松动。

3) 检查确认基础制动装置作用正常, 闸瓦与车轮踏面的缓解间隙符合要求。

4) 机车缓解状态下, 检查闸瓦表面有无金属镶嵌, 上下闸瓦中间空隙处无金属堆积, 若发现金属镶嵌或堆积必须清理, 必要时更换闸瓦。

5) 检查轴箱轴承、抱轴承感温贴片, 71℃以上无温度变色。

6) 闸瓦镶嵌多发生在新更换闸瓦和新镟修车轮的轮对上, 依照这个规律, 防止闸瓦镶嵌重点要检查、关注新更换闸瓦和新镟修轮对的机车。机车更换新闸瓦后, 要建立专项记录记载闸瓦每使用5 d, 15 d, 30 d, 60 d后闸瓦是否存在镶嵌物, 检查方法为将闸瓦托收回到极限位置进行检查。

7) 在机车镟轮时, 合理调整进刀量, 确保踏面粗糙度符合要求。

4.2 加强途中机车走行部状态确认

中间站停车、换乘最好对机车走行部检查, 重点是确认机车轮对踏面状态和闸瓦与踏面接触面是否存在金属夹杂物, 运行中调速后要关注走行部状态, 发现异常严禁盲目运行。

1) 规范制动机操作。机车运行中加强对机车制动机操纵手柄位置和仪表显示的确认, 杜绝错误操纵造成机车抱闸运行。

2) 规范使用动力制动。列车调速时, 要优先采用动力制动为主, 空气制动为辅, 相互配合使用的方法, 减少机车抱闸时间。

5 结束语

上海机务段、邯郸机务段采取以上措施后, 在防止高摩合成闸瓦金属镶嵌的工作上确实取得了一定的成果, 但要完全彻底杜绝金属镶嵌现象目前还难以做到, 所以在机车使用过程中采取提前预防、发现后及时有效的处理是最行之有效的手段。在我国铁路向高速重载发展的今天, 高摩合成闸瓦作为机车制动系统的重要部件, 将越发显示出其优越性, 能够最大限度地减少和避免高摩合成闸瓦金属镶嵌的发生, 对提高列车运行速度和实现重载运输, 具有十分现实而重要的意义。

参考文献

[1]鞠传珍.国内外高摩合成闸瓦的金属镶嵌问题综述[J].铁道车辆, 1999, 37 (7) :11-15.

[2]王志洋.高摩合成闸瓦金属镶嵌的机理研究[J].中国铁道科学, 1998, 19 (4) :111-119.