制動(dòng)控制器機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

陳凱康 于光輝 孫嘉華

【摘 要】DK-2制動(dòng)系統(tǒng)為HXD1型機(jī)車的重要組成部分，在進(jìn)行換端操作時(shí)，機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)重要十分關(guān)鍵。本文對制動(dòng)控制器機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體措施，通過對機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將手柄罩的尺寸、豁口厚度重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小了手柄罩與鑰匙手柄之間的上下偏差及左右偏差，并通過材料的改進(jìn)，增強(qiáng)了手柄罩的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，由此降低了鑰匙故障發(fā)生的可能性，保證機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)安全的運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】制動(dòng)控制器 機(jī)械閉鎖結(jié)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計(jì)

在DK-2制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)控制器安裝于司機(jī)控制臺面上，具備的功能有兩項(xiàng)，一項(xiàng)是單機(jī)制動(dòng)，一項(xiàng)是列車制動(dòng)，通過制動(dòng)控制器手柄，司機(jī)將其操作至各個(gè)位置，從而實(shí)現(xiàn)列車的各個(gè)功能，如緊急、抑制、全制動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)等。機(jī)械閉鎖結(jié)構(gòu)為制動(dòng)控制器的一部分，由鑰匙進(jìn)行操控，在運(yùn)用制動(dòng)控制器過程中，鑰匙存在一定的故障，影響運(yùn)行的安全性。

1制動(dòng)控制器機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)操作現(xiàn)狀

DK-2制動(dòng)系統(tǒng)為HXD1型機(jī)車的組成部分，此外，此型機(jī)車中還包含克諾爾CCBⅡ制動(dòng)系統(tǒng)。與克諾爾CCBⅡ制動(dòng)系統(tǒng)，DK-2制動(dòng)系統(tǒng)換端有著獨(dú)特的操作特點(diǎn)，換端鑰匙為DK-2制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)控制器的操作位置，對于非操作節(jié)制動(dòng)控制器，以機(jī)械的方式將其固定在相應(yīng)的位置，目的是避免司機(jī)出現(xiàn)操作錯(cuò)誤。DK-2制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)控制器的機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)復(fù)雜性比較高，由此導(dǎo)致故障的發(fā)生率增加，致使乘務(wù)員的正常操作受到影響，嚴(yán)重時(shí)，甚至導(dǎo)致機(jī)車出現(xiàn)故障，影響機(jī)車運(yùn)行的安全性。

目前，對于HXD1型機(jī)車的DK-2制動(dòng)系統(tǒng)，有著明確的操作規(guī)范要求。將非操作節(jié)機(jī)車自動(dòng)控制器調(diào)節(jié)至“重聯(lián)”位，而單獨(dú)控制器調(diào)節(jié)至“運(yùn)轉(zhuǎn)”位，同時(shí)，這兩個(gè)控制器的鑰匙手柄都調(diào)節(jié)至“關(guān)閉”位，才可將鑰匙拔出[1]。在機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)的作用下，制動(dòng)控制器處于鎖定的狀態(tài)，當(dāng)需要再次操作時(shí)，利用鑰匙調(diào)節(jié)至“打開”位，實(shí)施相應(yīng)的操作。由此一來，在進(jìn)行換端操作時(shí)，需要的時(shí)間比較長，加之機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，提升了機(jī)械故障的發(fā)生率，影響制動(dòng)控制器的正常操作。

司機(jī)操作鑰匙手柄由“打開”位拉至“關(guān)閉”位時(shí)，過渡臨界位是鑰匙手柄必須要經(jīng)過的位置，這時(shí)，如果司機(jī)想將鑰匙手柄向外拔出，由于手柄罩壁厚2.3mm，與之匹配的豁口9mm，拔出7mm時(shí)，鑰匙手柄可順利的拔出，但是在實(shí)際操作的過程中，受到手柄罩尾部缺口的影響，主軸在撩撥之下移位到“打開”位置，再次插入鑰匙將無法實(shí)現(xiàn)。此外，鑰匙手柄在使用的過程中會出現(xiàn)磨損，當(dāng)變成圓的狀態(tài)時(shí)，機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)的實(shí)用性大大降低，甚至無法使用。

2制動(dòng)控制器機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

依據(jù)機(jī)械鎖閉單元的設(shè)計(jì)原理，只有處于“關(guān)閉”位置時(shí)，鑰匙才能夠順利的拔出，由此，非“關(guān)閉”位取出基本無法實(shí)現(xiàn)，但是在實(shí)際的運(yùn)行考核中，存在鑰匙手柄取出故障，故障產(chǎn)生的主要原因在手柄罩與鑰匙手柄之間，對此，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，只需優(yōu)化手柄罩的設(shè)計(jì)即可。同時(shí)，機(jī)械鎖閉單元需要具備比較高的機(jī)械強(qiáng)度及耐磨性，因此，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，改進(jìn)了手柄罩的材料，具體措施如下。

2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)手柄罩的尺寸

鑰匙手柄與手柄罩之間的上下偏差、左右偏差及解除距離過短是產(chǎn)生鑰匙手柄取出故障的主要原因，因此，對手柄罩的尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之與鑰匙手柄之間的匹配度提升[2]。在上下偏差方面，原有的深度尺寸為19.5mm，優(yōu)化設(shè)計(jì)之后，改之為15.5mm，由此一來，鑰匙手柄與手柄罩之間的上下距離顯著的減小；在左右偏差方面，原有的橫線開缺尺寸為11mm，優(yōu)化設(shè)計(jì)之后，改之為9mm，而鑰匙手柄的尺寸為8mm，二者之間的左右間隙由原來的3mm變?yōu)楝F(xiàn)在的1mm，減少了故障發(fā)生的概率。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)手柄罩豁口厚度

在臨界狀態(tài)下，即使處于非“關(guān)閉”狀態(tài)，依然可以拉拽出鑰匙手柄，之所以會產(chǎn)生這種現(xiàn)象，主要原因是手柄罩的壁厚過薄，鑰匙手柄上彈性鋼珠外圍脫離手柄罩約束時(shí)，脫離時(shí)間過早，由此，在晃動(dòng)拉拽的狀態(tài)下，鑰匙手柄可以被拔出。對此，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，改變了手柄罩的豁口厚度，原有的手柄罩豁口厚度為2.3mm，改進(jìn)之后變?yōu)?0.3mm，增加的厚度與鑰匙手柄豁口的長度相等，在進(jìn)行拉拽鑰匙手柄時(shí)，尾部的缺口剛好離開換向主軸，避免了鑰匙手柄取出故障的發(fā)生[3]。

2.3改進(jìn)手柄罩的材料

改進(jìn)之前，手柄罩的材料為1Cr13，此種材料的拉伸強(qiáng)度為220MPa，屈服強(qiáng)度為206MPa，機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性都比較差，使用一段時(shí)間之后，會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的磨損，進(jìn)而產(chǎn)生故障。改進(jìn)之后，手柄罩的材料采用45圓鋼，此種材料的拉伸強(qiáng)度為600MPa，屈服強(qiáng)度為355MPa，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度及耐磨性，從而有效地減少了故障發(fā)生的概率。

3結(jié)語

綜上所述，制動(dòng)控制器機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)在運(yùn)行的過程中，比較容易發(fā)生鑰匙手柄取出障礙，進(jìn)而影響司機(jī)的正常操作，甚至是影響機(jī)車的安全運(yùn)行，通過對機(jī)械鎖閉結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將手柄罩的尺寸、豁口厚度重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小了手柄罩與鑰匙手柄之間的上下偏差及左右偏差，并通過材料的改進(jìn)，增強(qiáng)了手柄罩的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，由此降低了鑰匙故障發(fā)生的可能性，保證了司機(jī)的正常操作，保證了機(jī)車的正常運(yùn)行，顯著的提高了機(jī)車運(yùn)行的安全性。

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