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高级修动车组塞拉门气缸的检修工艺研究

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：刘春军段晓霞殷忠晴

[导读] 摘要：结合气动技术控制原理，分析动车组塞拉门气缸失效故障，根据失效故障分析，总结一套塞拉门气缸运行预防措施和检修方案，优化高级修检修要求，以达到减少塞拉门运行故障。

        中国中车唐山机车车辆有限公司河北唐山 063035
        摘要：结合气动技术控制原理，分析动车组塞拉门气缸失效故障，根据失效故障分析，总结一套塞拉门气缸运行预防措施和检修方案，优化高级修检修要求，以达到减少塞拉门运行故障。
        关键词：气动技术、气缸、检修方案、运行故障
        0 引言
        气动技术是以压缩空气作为介质，以空气压缩机作为动力源，来实现能量传递或信号传递与控制的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。伴随着微电子技术、通信技术和自动控制技术的迅猛发展，再加上压缩空气能源无污染的优良特性，气动技术在工业领域的应用愈加广泛。在高速列车技术应用领域中，气动技术凭借其高速高效、清洁安全、低成本、易维护等优点占据着越来越重要的地位。
        其中塞拉门系统的辅助锁气缸是以压缩空气为介质，以空气压缩机作为动力源，来实现能量传递或信号传递与控制，是实现辅助锁开启与锁闭的关键部件之一。随着气缸动作次数的增加，气缸可动部件上的润滑脂的润滑状态逐渐减弱，造成泄漏量及摩擦力增大，从而导致气缸卡滞现象，造成列车运行中外门锁闭故障产生。结合塞拉门辅助锁气缸运营故障分析数据，将类似故障气缸进行拆卸检查与试验测试，对比多个批次新气缸的运营及测试数据，总结气缸卡滞故障产生的原因，并给予相应的检修措施。
        1 气缸故障原因分析
        密封失效是引起气压系统故障的重要原因，从现代气缸控制技术对密封的要求着手，分析了密封失效的原因，总结了密封失效的评定方法，有针对性的对密封结构设计中的常见问题进行了分析。
        1）O型圈密封渗漏的主要原因：一是橡胶圈硬化失去弹性，接触压力减弱；二是橡胶圈截面尺寸过小或沟槽深度过大，预压紧力不够。
        1）O型橡胶圈的磨损
        O型圈压缩率过大：过早磨损；O型圈压缩率过小：密封件被挤入间隙；O型圈厚度远小于密封槽：摩擦力大，易发热、损坏，爬行；O型圈厚度远大于密封槽射流磨损；缸体或沟槽表面粗糙：密封件磨损剧烈。
        2）O型橡胶圈的材料问题
        橡胶圈硬度过大，弹性不足，随着使用时间的增长而老化变性；橡胶圈与介质不相溶：密封件过度膨胀或收缩；橡胶圈与使用环境温度不符：密封件容易老化；橡胶圈与或密封型式不合适：爬行、噪声大；橡胶圈太软挤入间隙、塑性变形。
        3）正确的安装方法
        安装工具不合适：损坏密封件以至过早发生故障；
        无引入倒角：密封件被微切；
        安装不当：O形圈扭转或由于螺旋断裂而泄漏；
        系统无法泄露：狄塞尔效应、密封件烧焦；
        密封边扭曲：起动时泄漏。
        2 检修预防措施
        配件质量检查：检查沟槽位置和气缸内部橡胶圈接触面无划伤和破损，避免橡胶圈过度磨损。
        选用橡胶圈的材料，既要能抵抗介质侵蚀、又能有很好的耐老化性，耐温性，也要有良好的机械性能，尤其是良好的耐磨性能，同时具有良好的弹性、硬度。安装前，检查橡胶圈弹性良好，无褶皱、无开裂。
        涂抹润滑油：选用专用润滑油，保证气缸套和活塞组之间的润滑，在金属表面形成油膜。
        安装过程要求：选用合适的引导工具，避免刮伤密封圈，要求安装橡胶圈完全进入活塞唇边槽内，无褶皱、无卷边。
        3 检修工艺案例
        型号PSP/S：Py02054的派克气缸为例，简述气缸检修的工艺流程：气缸拆解，清洁气缸零部件，检修气缸零部件，润滑气缸零部件，装配气缸，气缸功能测试等几个方面进行叙述。
        1、气缸拆解：1）记录气缸产品序列号2）使用卡簧钳拆卸卡簧圈3）用手拆除活塞组件与端盖，并放入指定位置。注意：卡簧钳不能划伤缸体。
        2、清洁气缸零部件：
        1）使用气枪吹拭气缸内管路及消音器4-6s，吹去气缸内管路及消音器中杂物。要求消音器无堵塞、通气顺畅。
        2）使用沾有酒精或乐泰7063的无纺布擦拭缸筒内壁及衬套，待清洁后，使用气枪吹干部件。注意：擦除工件表面油脂后，表面无多余杂质残留。
        3）使用干无纺布擦拭密封圈及唇边内侧
        注意：含有酒精或乐泰7063等溶液的无纺布不能接触密封圈。
        4）清洁后使用气枪吹净，并使用无纺布擦拭活塞端面多余油脂。
        注意：擦除工件表面油脂后，表面无多余杂质残留。
        3、检修气缸零部件：
        a.橡胶圈和卡箍：1）更换内部橡胶圈与外部卡簧圈。2）目视检查橡胶圈无褶皱、无开裂；3）要求安装橡胶圈完全进入活塞唇边槽内，无褶皱、无卷边；
        b.活塞杆和活塞：1）目视检查活塞杆无划伤、变形；2）目视检查活塞表面无划伤；3）检查活塞杆与活塞柄连接牢固，无松动。若存在松脱现象，将活塞杆与活塞柄拆卸，连接处清洁干净，检查连接螺纹无损伤后，螺纹处涂抹乐泰243，再使用夹管钳和台虎钳重新拧紧活塞杆与活塞柄。
        c.缸体和缸盖：1）检查缸体内壁无划伤；2）检查缸盖内侧无划伤。3）检查气缸风管接头安装牢固、无松动。
        4、润滑气缸零部件
        1）用毛刷（无掉毛）将适量油脂均匀涂抹至活塞密封圈，且无明显堆积。注意：活塞表面无杂质残留。
        2）用毛刷（无掉毛）将适量油脂均匀涂抹至缸体内部，且无明显堆积。油脂位置不超过下图上标记位置。注意：缸筒表面无杂质残留。
        3）用无纺布擦除活塞端面多余油脂。
        5、装配气缸组成
        1）将已装好的活塞及活塞杆组件装入缸体内，活塞组件水平倾斜45°放入气缸缸体，然后放平。避免活塞碰到缸筒内壁，将内壁刮伤。
        2）将端盖装入缸体内，并用卡簧固定住。端盖组件有台阶的一侧向上，卡簧进入卡簧槽内。安装完毕，检查外观无毛刺等，成品无外露油脂。如图1所示

        图1 气缸装配完成
        6、气缸功能试验
        保压测试试验：根据需要的测试压力，使用气缸试验工装见图2，逐渐旋转上侧高压调压旋钮至需要的测试压力0.8±0.005Mpa(该压力值可以通过高压压力表上显示的压力进行精确确定)，然后锁紧上侧高压调压旋钮上的锁紧螺母，然后将该压力稳定30～60s，再将左侧高压阀旋转到高压保位置即可对气缸进行保压测试10s，确认气缸前后压差＜0.003Mpa（在范围内即为合格件）完成后，关闭高压开关，打开排气开关，排出余气后，方可拆除测试气缸。
        低压测试试验：低压气体开始对待测试的气缸进行充气，根据需要的测试压力0.05±0.005Mpa。待充气完成至气缸压力稳定时，旋钮打到低压排气位置，将活塞杆推到底后关闭旋钮打到低压进气位置，重复操作5次，观察气缸活塞杆在顶出过程无爬行缓滞现象（即在0.05bar下，活塞杆可顺畅顶出为合格件，出现顶出过程卡滞，停顿现象为不合格件）。

        图2 气缸试验工装
        4 总结
        气缸的密封系统出现故障时，要在较短时间内采取合适的方法进行处理，更为重要的事，能够早期预防维修故障的发生，提高检修频次和检修工艺，对气缸的可靠性、安全性及气缸内部元件的使用寿命具有重要意义。
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