淺析25K型客車CW－2C型轉向架一系垂向油壓減振器失效原因

黃津晶

（北京車輛段 天津綜合組，天津300161）

北京車輛段擔當的天津—廣州T253／4次25K型客車配屬65輛，其中CW－2C型轉向架客車33輛，占配屬車輛的50.08%。CW－2C型轉向架客車在實際運用中，多次發生油壓減振器失效故障，僅自2009年10月至2010年11月，就發生油壓減振器失效116件，其中，CW－2C型轉向架一系垂向油壓減振器（型號為KONI02A－1606－021）發生失效故障88件，占失效故障總數的75.86%。分析CW－2C型轉向架一系垂向油壓減振器失效原因，探討改進方法，有助于減少油壓減振器失效故障發生，確保列車運行安全。

1 CW－2C型轉向架油壓減振器結構及失效方式

（1）結構及連接方式

該油壓減振器安裝方式為采用桿—桿連接方式，它的一端與轉向架構架相連，另一端與軸箱轉臂相連，兩端墊有橡膠墊并用螺栓緊固。其安裝示意圖如圖1所示。技術參數見表1。

該油壓減振器的結構示意圖如圖2。

（2）失效方式

圖1 CW－2C型轉向架輪對軸箱彈簧裝置

表1 CW－2C型轉向架一系垂向油壓減振器的技術參數

參考KONI產品設計手冊，該型減振器的正常工作壽命為40～50萬km，但實際上只使用了很短時間，有的甚至一個往返便漏泄失效。

從現場查看CW－2C型轉向架失效的一系垂向油壓減振器，發現有兩種故障現象，一種為泄漏失效，一種為連桿從儲油缸底部焊接部分疲勞折斷，兩者比例達到97∶2，可見泄漏失效為主要故障。

圖2 油壓減振器結構示意圖

2 CW－2C型轉向架油壓減振器失效原因分析

（1）漏泄原因分析

從分解CW－2C型轉向架失效的一系垂向油壓減振器看，油壓減振器泄漏的部位發生在活塞桿密封處，如圖2。其原因是由于活塞桿密封為特制材料，正常情況下，該材料遇油后會膨脹，阻止油向外滲漏，從而起到良好的密封效果，所以在正常情況下，該型號的油壓減振器使用壽命可達40～50萬km，但是當密封圈磨耗過限或因其他原因損壞時，就會產生泄漏，影響使用。由于許多油壓減振器是在使用了相當短的時間后就發生泄漏，所以全部為活塞密封磨耗過限的可能性不大，只能是其他原因造成密封圈損壞。通過現場外觀檢查損壞的油壓減振器，我們認為是由于偏磨造成了活塞密封磨耗過限，產生泄漏。活塞密封產生偏磨的原因主要由以下3種誤差所致。

第1種誤差：由于軸箱彈簧撓度不一致，造成空載狀態下油壓減振器自由長度大于490mm的標準高度，使軸箱轉臂會圍繞定位節點旋轉，油壓減振器產生的壓縮和拉伸。從圖1中可以看出，在標準工況下，軸箱轉臂會圍繞定位節點旋轉，當油壓減振器自由長度大于490mm的標準高度時，油壓減振器的軸線就會發生變化，產生偏移量A，如將油壓減振器與軸箱的連接看作剛性連接，上下安裝座間會產生如圖2所示相對公共軸線的同軸度誤差。

在車輛空載狀態下，我們隨機測量4輛車的油壓減振器的自由長度，如表2所示。

表2 油壓減振器的自由長度 mm

從表2可以看出，油壓減振器的自由長度基本處在490～540mm之間，同軸度誤差變化范圍為0～7.47mm。

第2種誤差：由于運行中車輛重載和轉向架沉浮和點頭等動作，使油壓減振器產生壓縮，而從現場測量的油壓減振器的最大壓縮行程為40mm，也就是油壓減振器在重載運行狀態下有0～40mm的壓縮行程。經計算，在這個變化值內，同軸度誤差變化范圍為－4.22～0mm。

第3種誤差：加工精度誤差、裝配誤差等隨機誤差，這些誤差對同軸度誤差往往起決定性的作用。

上述3種誤差的疊加，就是同軸度誤差的最終值，疊加的結果有可能使誤差減小，但更多的時候是將誤差放大，從現場用鉛墜實際測量的同軸度誤差來看，在車輛空載靜態下的誤差值基本都超過了允許最大值φ10，有些甚至達到了φ20。由于油壓減振器的兩端都采用螺栓緊固，雖然在安裝座兩側墊有橡膠墊片，但也只在同軸度誤差較小時，這個差值可以通過減振器兩端的橡膠墊片變形來調整，這時作用在油壓減振器上的彎矩較小，對減振器的影響不大；當同軸度誤差超出了一定的范圍時，橡膠墊的變形量無法抵消同軸度差值，此時油壓減振器的兩端均可近似看作剛性連接，這時要實現油壓減振器和安裝座的連接，抵消同軸度誤差的影響，就必須靠油壓減振器本身的變形來實現，這樣在運行過程中，油壓減振器上作用了一個相當大的交變彎矩，這個彎矩的存在使油壓減振器的活塞桿、活塞桿密封圈、活塞、儲油缸都產生彎曲或變形，其中活塞桿與活塞桿密封圈之間必然產生偏磨，長期作用使活塞桿密封圈失效，產生漏泄。

（2）連桿折斷原因分析

由于受到交變彎矩的作用，長期作用就會在連桿與儲油缸底部焊接部分的薄弱環節產生疲勞斷裂。

綜上所述，CW－2C型轉向架一系垂向油壓減振器失效原因是由于上下安裝座間有相對公共軸線的同軸度誤差存在，使油壓減振器上長期作用有交變彎矩，首先造成活塞桿與活塞桿密封圈產生偏磨，長時間作用使活塞桿密封圈失效；其次造成連桿與儲油缸底部焊接部分疲勞折斷。

3 結束語

（1）CW－2C型轉向架一系垂向油壓減振器的安裝方式不合理，在一系油壓減振器承受軸向拉伸和壓縮的同時，又承受交變彎矩作用，致使油壓減振器漏油失效。

（2）由于加工、組裝誤差和使用過程中的移位等原因，進一步加大油壓減振器的同軸度誤差，致使油壓減振器漏油失效。

（3）由于交變彎矩的作用，使連桿與儲油缸底部焊接部分的薄弱環節產生疲勞斷裂，致使油壓減振器失效。

（4）改變現有CW－2C型轉向架一系垂向油壓減振器的連接方式。在不改變現有軸箱、構架和油壓減振器結構的前提下，改變連接方式，最好采用關節軸承等形式，使油壓減振器工作在最佳條件下。

（5）在安裝或更換油壓減振器的過程中，要嚴格掌握對同軸度誤差的要求，確保安裝良好。

（6）對運用中發現的油壓減振器同軸度誤差較大的進行調整，盡量減小同軸度誤差對油壓減振器性能的影響。