STY-125型闸瓦间隙自动调整器的研制
摘要介绍了STY-125型闸瓦间隙自动调整器的主要结构、作用原理、技术参数、主要特点及试验结果。
关键词闸瓦间隙；自动调整；结构参数；原理；试验结果
中图分类号U2 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)052-0220-02
为适应铁路货车制动技术集成、高效的发展方向，我国新一代大轴重货车拟采用转向架集成制动装置，压缩式闸瓦间隙自动调整器为转向架集成制动装置中关键部件，为此，南车长江车辆有限公司自2009年开始进行了STY-125型闸瓦间隙自动调整器（以下简称闸调器）的研制工作。
该闸调器于2009年5月完成了总体方案设计；2010年10月完成了样机试制，并完成了性能、振动及循环等试验；2010年12月安装在三辆C80BH型运煤专用敞车上投入正线运用考验。
1 主要结构
闸调器由螺杆头、密封圈、螺杆、调整螺母、套筒1、套筒2、套筒3、弹簧1、弹簧2、推力轴承、拉杆、操纵杆、控制杆、控制杆座及联接头等组成（图1）。
联接头、套筒1、套筒2、套筒3与端盖通过螺纹相连。
调整螺母位于套筒2内，调整螺母的外壁上对称设有两个锥环面，其中一个锥环面可与套筒1端部锥面啮合配合，另一个锥环面可与套筒2的内凸缘锥面啮合配合，内螺纹为多头非自锁螺纹。
拉杆的一端设有横向通孔，另一端设有纵向盲孔。
螺杆的多头非自锁螺纹段从调整螺母中旋出并伸入到拉杆的纵向盲孔内，螺杆的光杆段从带有密封圈的端盖内伸出并与螺杆头通过螺纹相连。
调整螺母的两端设有可便于其旋转的轴承，轴承的外侧设有弹簧挡圈，螺杆的光杆段中部设有固定挡圈；弹簧1套装在拉杆上、位于调整螺母与联接头之间；弹簧2套装在螺杆上、位于调整螺母与固定挡圈之间；在弹簧1和弹簧2的作用下，调整螺母可在套筒1与套筒2之间移动，并与套筒1和套筒2或啮合或脱离。
操纵杆的杆身同时穿过联接头的侧向通孔和拉杆的横向通孔，其中部与联接头销接；其一端设有控制杆安装孔，控制杆的螺纹段穿过控制杆安装孔、并与控制杆座连接；其另一端可与转向架上的支点销接。
2 作用原理
闸调器内有4个离合器，离合器A、B由调整螺母左右两端外锥面和套筒内腔与之对应的两个内锥面组成；离合器C由操纵杆凸起面与拉杆横向孔与之对应的平面组成；离合器D由控制杆端部凸台内侧面与操纵杆与之对应的底面组成。
调整螺母前后装预压缩弹簧，弹簧1的预压力大于弹簧2，螺杆和调整螺母采用多头非自锁螺纹。
见图2。
2.1 原始状态
原始状态是指闸调器装车后处于正常缓解状态下的情况，此时各零部件所处位置如图2所示。
在缓解状态下，闸调器没有受外力，各零部件是根据套筒内两个弹簧的弹簧压力的作用保持在各自的位置，此时离合器A、C接合，离合器B、D脱开。
2.2 闸瓦间隙正常
制动缸活塞杆向右伸出，带动前杠杆移动，控制杆随之移动，制动缸活塞杆达到预定行程时，离合器D啮合且闸瓦与车轮刚好接触。
制动缸活塞杆继续向右伸出，此时操纵杆通过离合器C带动拉杆向左移动，压缩弹簧（1），使弹簧（1）作用在调整螺母上力小于弹簧（2），在后杠杆反力和向左弹簧合力共同作用下，使调整螺母和螺杆一起向左移动，使离合器A脱离，离合器B啮合，闸调器形成稳定的制动状态。
在此移动过程中，由于弹簧合力和后杠杆反力施加调整螺母上转矩方向相反且平衡，调整螺母并不旋转，螺杆和调整螺母之间的位置没有变化，闸调器长度不变。
2.3 闸瓦间隙大于正常值
制动缸活塞杆达到预定行程时，在离合器D啮合时，闸瓦与车轮仍有间隙。
制动缸活塞杆继续向右伸出，此时操纵杆通过离合器C带动拉杆向左移动，压缩弹簧（1），离合器A脱离，此时调整螺母仅受向左弹簧合力施加的力矩，其可在螺杆上旋转，螺杆在弹簧（2）的推动下向右侧伸出套筒，闸调器长度变长。
当闸瓦接触到车轮后，在后杠杆反力和向左弹簧合力共同作用下，使调整螺母和螺杆一起向左移动，离合器B啮合，闸调器形成稳定的制动状态。
2.4 闸瓦间隙小于正常值
制动缸活塞杆达到预定行程前，离合器D未啮合，而闸瓦与车轮接触。
此时弹簧（1）作用在调整螺母上力小于弹簧（2），后杠杆反力克服向右弹簧合力，使调整螺母和螺杆一起向左移动，离合器A脱离，此时向右弹簧合力与后杠杆反力施于调整螺母转矩方向相同，调整螺母旋转，螺杆向左缩进套筒，闸调器长度变短。
当制动缸活塞杆达到预定行程时，离合器D啮合，制动缸活塞杆继续向右伸出，操纵杆通过离合器C带动拉杆向左移动，压缩弹簧（1），弹簧合力向左，在后杠杆反力和向左弹簧合力共同作用下，离合器B啮合，闸调器形成稳定的制动状态。
3 主要技术参数（表1）
表1 主要技术参数
重量??????≤30kg
适应环境温度????? -40 ℃～+50 ℃
合成橡胶材料适应温度????? -50 ℃～+150 ℃
最大调整范围????? 125 mm
最大允许压缩力????? 118 kN
最大安装长度????? 1?155 mm
缩至最短长度????? 1?030 mm
4 主要特点
1）重量轻，结构简单，性能稳定。
2）采用多头非自锁螺纹调整，一次间隙补偿大，动作迅速，闸瓦间隙控制准确。
3）调整螺母采用耐锈蚀材料，螺杆采用QPQ盐浴复合防腐处理，耐腐蚀，作用可靠。
4）端部采用Y形密封圈，密封性能好。
5 试验情况
5.1 性能试验
2009年7月2日，南车长江车辆有限公司对闸调器样机进行了性能试验，测试了正常间隙稳定性、螺杆全行程伸长、螺杆全行程缩短、间隙减小、间隙增大、灵敏度及手动调整等7项内容。
试验结果表明：样机性能符合《STY-125型压缩式闸瓦间隙调整器技术条件》的规定，可双向自动调整闸瓦间隙，调整速度快，误差小，作用可靠，满足使用要求。
5.2 压缩式闸调器耐久性试验
2010年3月1日～3月15日，南车长江车辆有限公司委托铁道部产品质量监督检验中心机车车辆检验站对闸调器样机进行了振动试验（图3）。
试验以垂向±4.3g的加速度、60Hz的振动频率，循环振动500万次。
试验结果表明：所检项目符合TB/T 3058-2002、IEC 61373:1999及GB/T 21563-2008的要求，试验前后，闸调器样机性能均满足相关技术要求。
5.3 制动循环试验
2010年11月，南车长江车辆有限公司完成了闸调器制动循环试验（图4）。
试验模拟闸调器安装在转向架上，在车辆运行条件下（垂向浮沉、侧滚、横向摆动）与制动缓解同步循环，验证闸调器的可靠性。
图3 压缩式闸调器振动试验
图4 制动循环试验
制动次数总共为25万次，分为8个循环。
制动时制动缸压力420 kPa，频率为7次/分钟。
试验开始后，每3.125万次卸下一块闸瓦，直至达到12.5万次，然后每3.125万次增加一块闸瓦，最后恢复到试验前的状态。
试验结果表明：闸调器内部零部件无损坏和失效，试验前后，闸调器样机性能均满足相关技术要求。
5.4 装车正线运用试验
根据运装货车电[2010]4542号电报的安排，南车长江车辆有限公司在3辆C80BH运煤敞车上装用了配装STY-125型闸调器的摇枕安装式集成制动装置并于2010年12月31日交验出厂投入运用考验，在湖东车辆段及集通公司管内线路上运营。
考验车从锡林浩特或包头装煤，至柳村或曹妃甸卸货，约1周往返一次，在1万t列车和2万t列车上均编组运行过。
2011年7月27日～29日，在考验车运行约10万公里时，我公司对其进行了专项分解检查。
检查结果表明：STY-125型闸调器各项性能稳定，未见配件出现弯曲变形、磨耗异常、损坏、裂纹及腐蚀等现象，焊缝未出现裂纹及脱焊现象，总体情况良好。
至2012年5月，考验车已运行超过20万公里，根据运用部门反馈，考验车运行状况正常，STY-125型闸调器运用情况良好。
6 结束语
各项型式试验及20余万公里正线运用试验结果表明：STY-125型闸调器性能稳定可靠，各部件强度足够，可满足装车使用
要求。
