介紹了120型貨車空氣控制閥模塊式滑閥座的結(jié)構(gòu)特點、鎖緊原理、試驗等，指出采用分體式滑閥座結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)將加工檢測合格的滑閥座在主閥體組成上進(jìn)行組裝、拆卸及更換，實現(xiàn)換件修，同時結(jié)合我國機(jī)械制造技術(shù)水平，將成熟的外平面研磨技術(shù)應(yīng)用于滑閥、滑閥座的制造及檢修上，使之突破研磨工藝瓶頸，極大地提高120型貨車空氣控制閥的制造、檢修水平，從而提高鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩�可靠性�?/p>

1、滑閥、滑閥座結(jié)構(gòu)零部件的制造及檢修現(xiàn)狀

　　對于我國現(xiàn)有的風(fēng)源和橡膠件等技術(shù)適應(yīng)水平來說，120型貨車空氣控制閥(以下簡稱120閥)主控機(jī)構(gòu)采用滑閥、滑閥座結(jié)構(gòu)是適宜的。滑閥、滑閥座結(jié)構(gòu)具有功能集成緊湊、可有效防止異物侵入的良好性能。但研磨工藝復(fù)雜、技術(shù)難度較大，對操作者的個人技能要求高，檢修質(zhì)量波動較大，檢修周期短。根據(jù)鐵路長期的運(yùn)用經(jīng)驗，滑閥、滑閥座的研磨質(zhì)量是影響120閥使用壽命的關(guān)鍵因素之一。有必要對相應(yīng)結(jié)構(gòu)及工藝進(jìn)行研究、改進(jìn)，研制模塊式滑閥座。

　　滑閥與滑閥座之間是一種金屬平面密封結(jié)構(gòu)，目前的制造及檢修技術(shù)是采用研磨工藝。其主要工藝流程是：采用人工刮研或用平面磨床加工出高精度的鑄鐵平板→采用平板人工校對油石→用油石研磨滑閥座平面。從研磨的原理上來說就是用刮研或磨床加工出高精度平板→將平板的平面度復(fù)制到油石上→再將油石的平面度復(fù)制到滑閥座平面上。這相當(dāng)于復(fù)印了3次的文件，其帶來的系統(tǒng)誤差及其他因素誤差可想而知，同時在其整個工藝過程中，有大量手工操作，因受作業(yè)者個人技藝、身體狀況、工作時的心情等因素影響，其質(zhì)量是非常不穩(wěn)定的。再者，因是內(nèi)表面加工，目前沒有檢測手段，加工過程不受控。

　　長期以來，由于研磨質(zhì)量波動較大，同時沒有檢測手段，須在主閥完成裝配后，經(jīng)試驗臺的檢測來發(fā)現(xiàn)問題。這不但使一次交驗合格率低下，同時有一部分產(chǎn)品是在試驗臺上“修”出來的，在產(chǎn)品質(zhì)量低下的同時也表現(xiàn)出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝性較差。

　　這種情況對于技術(shù)力量相對薄弱的用戶來說更是帶來檢修的困難，導(dǎo)致檢修水平不高，使控制閥的使用可靠性及壽命大為降低，影響運(yùn)輸安全。

2、模塊式滑閥座設(shè)計原則

　　模塊式滑閥座結(jié)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)國內(nèi)成熟可靠的平面加工及檢測技術(shù)，既能適應(yīng)新造，也適用于現(xiàn)有120閥的檢修改造。根據(jù)以上原則，將滑閥座設(shè)計從一個整體內(nèi)平面轉(zhuǎn)化成可拆卸的、模塊式活動閥板，從而將內(nèi)平面研磨轉(zhuǎn)換成外平面研磨，降低檢修難度。

3、模塊式滑閥座結(jié)構(gòu)

　　因滑閥在滑閥座上運(yùn)動，且這對滑閥副是120閥中最為核心的關(guān)鍵部件，故滑閥座與體組成的連接必須為剛性連接，可更換的滑閥座的安裝定位及緊固結(jié)構(gòu)是模塊式滑閥座結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點。因安裝空間狹小，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須充分考慮制造和改造的工藝性。經(jīng)過對多個方案的充分論證，最終決定采用將滑閥座向安裝面垂直壓緊安裝的形式，其優(yōu)點是滑閥座與滑閥套的滑閥座面貼合緊密，是剛性連接，安裝過程中對橡膠件無損傷，安裝可靠，工藝合理易于實現(xiàn)。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為其缺點是零部件相對較多，但方案可行。

　　120閥模塊式滑閥座組成主要由主要閥體組成(帶滑閥套)、模塊式滑閥座(以下簡稱滑閥座)、緊固零件(上、下鎖緊塊、螺釘及止動銷)、半圓鍵、異形密封圈等組成(見圖1)，主閥體組成可由既有零件改制，與其配合的滑閥在原基礎(chǔ)上減薄、新制。

圖1 模塊式滑閥座組成

　　3.1、主閥體組成

　　用專用拉刀在原主閥體組成上加工出容納鎖塊的長槽(見圖2)。新制主閥體組成也按此加工，所有加工尺寸新造與改造是完全一致的。拉削完成后在其平面的下部銑削出半圓鍵槽，用于模塊式滑閥座安裝定位。

圖2 主閥體組成

　　3.2、滑閥

　　滑閥各聯(lián)絡(luò)槽位置不變，為適應(yīng)新增加的模塊式滑閥座，只在原基礎(chǔ)上減薄，滑閥各聯(lián)絡(luò)槽的深度不變，不影響其檢修限度。

　　3.3、新增零部件

　　采用模塊式滑閥座，滑閥座可在新制或改造后的主閥體組成中實現(xiàn)互換。

　　(1)模塊式滑閥座

　　新的滑閥座結(jié)構(gòu)采用了分體模塊式結(jié)構(gòu)(見圖3)，可將加工檢測合格的滑閥座簡單地在主閥體組成上進(jìn)行拆卸及更換，實現(xiàn)換件修。該結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)，提高制造質(zhì)量，易于檢測，并可簡化制造和檢修工藝。

圖3 模塊式滑閥座

　　模塊式滑閥座為平板結(jié)構(gòu)，上面結(jié)構(gòu)與原滑閥座結(jié)構(gòu)相同;下面加工出與滑閥套對應(yīng)的用于安裝異形密封圈的溝槽及用于安裝定位半圓鍵的鍵槽;其兩側(cè)面設(shè)有用于與鎖塊配合的鎖緊槽，可將螺釘?shù)臋M向力轉(zhuǎn)化為放大數(shù)倍的垂直力，緊固可靠，自鎖力強(qiáng)。

　　滑閥座的設(shè)計同時還充分考慮盡可能地滿足加工工藝的要求。鍵槽及鎖緊槽的結(jié)構(gòu)不僅是安裝結(jié)構(gòu)，同時也可作為精加工平面的定位夾緊結(jié)構(gòu)。

　　(2)半圓鍵

　　用于滑閥座在安裝時的縱向定位，同時可承受縱向力。

　　(3)異形橡膠密封圈

　　采用整體異形密封圈用于滑閥座與滑閥套安裝面之間的密封，使滑閥座的結(jié)構(gòu)及加工工藝簡單，現(xiàn)場操作方便。

　　(4)鎖塊

　　通過斜楔增力原理，將鎖緊螺釘?shù)乃�平拉力放大�?shù)倍，使滑閥座牢固地鎖緊在滑閥套安裝面上(見圖4)。

圖4 鎖塊

　　(5)鎖緊螺釘和止動銷

　　鎖緊螺釘將鎖塊向內(nèi)拉緊，形成鎖緊力。為防止螺釘松動，新設(shè)計了止動銷，并在鎖緊螺釘上設(shè)計止動槽，并設(shè)計了圓環(huán)結(jié)構(gòu)用于方便安裝和拆卸止動銷。

4、模塊式滑閥座鎖緊原理

　　裝配對(見圖5)，將鎖塊分別從模塊式滑閥座左右端安裝并稍稍向內(nèi)推緊，將鎖緊螺釘從右端裝入并旋緊，此時，左右2個鎖塊同步且均衡地向內(nèi)移動，其上的凸起結(jié)構(gòu)沿滑閥座兩側(cè)的斜槽由低向高移動，因鎖塊的上平面在滑閥套的槽內(nèi)移動，受約束而不能向上移動，故產(chǎn)生經(jīng)斜面放大的向下力，從而將滑閥座牢固地鎖緊在滑閥套安裝面上。在鎖緊的過程中，對滑閥座只有向下的力而沒有其他方向的外力。

圖5 模塊式滑閥座組裝圖

5、計算分析及試驗驗證

　　在滑閥套上加工容納鎖塊的長槽是否會對原有的體套過盈配合產(chǎn)生影響，進(jìn)行了強(qiáng)度分析計算。由最終的分析可知，最大應(yīng)力為258MPa，小于黃銅的強(qiáng)度極限(抗拉強(qiáng)度)700MPa，滿足強(qiáng)度要求。

　　將試制完成的2套樣機(jī)在120閥微機(jī)試驗臺上通過試驗后，2010年12月上旬在原鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心低溫試驗站，分別進(jìn)行了-50°C保溫48h的低溫性能試驗，以及110°C恒溫3h工況下的高溫解凍庫試驗，其結(jié)果均符合產(chǎn)品設(shè)計要求。

　　2010年12月中旬，在原鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心機(jī)車車輛檢驗站按GB/T21563-2008《軌道交通機(jī)車車輛設(shè)備沖擊和振動試驗》進(jìn)行了提高隨機(jī)振動量級的模擬長壽命試驗及沖擊試驗。振動及沖擊試驗完成后，對被試驗的120閥按TB/T1492-2002《鐵道車輛制動機(jī)單車試驗方法》完成了性能試驗，結(jié)果符合要求。性能試驗后將控制閥解體，模塊式滑閥座的相關(guān)零部件完好，無松動。

6、結(jié)束語

　　2011年在新造C70車上共安裝了5套模塊式滑閥座的120閥進(jìn)行運(yùn)用考驗，到目前為止，各部件狀態(tài)良好，性能一切正常，甚至達(dá)到優(yōu)良水平。由此得出以下結(jié)論：

　　(1)滑閥座的模塊化結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了滑閥座可更換的設(shè)計意圖，用該結(jié)構(gòu)組裝出的120閥符合其技術(shù)要求。

　　(2)通過研究，為空氣制動閥在結(jié)構(gòu)上如何適應(yīng)國內(nèi)制造工藝技術(shù)、運(yùn)用管理水平及檢修水平方面探索出一條國內(nèi)外首創(chuàng)的新思路，使空氣制動閥類裝置的制造、檢修水平獲得極大的提高，保障了鐵路運(yùn)輸安全。同時為今后的新閥開發(fā)，設(shè)計提供了新的結(jié)構(gòu)模式。