刘光辉
长春中车轨道车辆有限公司 130052 吉林长春
摘 要 分析了铁路客车406×305制动缸的主要结构、工作原理，介绍了制动缸外表面常见缺陷产生的原因，提出了制动缸检修过程中不影响结构性能缺陷的解决措施，阐述了制动缸缺陷修补的操作方法，并对修补后的效果进行验证。
关键词 制动缸 修补工艺 缺陷
一、引言
铁路客车406×305制动缸（以下称制动缸）安装于车体底架下部，主要适用于104型分配阀，是客车安全运行的关键部件，主要零部件为铸件。由于铸造工艺过程环节较多、工艺复杂，铸件本身可能存在多肉类、孔洞类、裂纹、冷隔类及表面等各类缺陷，同时客车运用时制动缸受风沙侵蚀、潮湿空气腐蚀、异物击打等环境因素影响，经长时间运用后制动缸外表面存在多种缺陷。
铁路客车厂修时制动缸须进行分解检修，铁总运[2014]349号《铁路客车厂修规程（试行）》中对制动缸各零部件的检修限度有严格要求，腐蚀或磨损时要求选用焊修工艺。焊补时熔池温度一般在（1770±100）℃，容易产生结晶裂纹、高温液化裂纹、焊后变形等问题，腐蚀面积较大时，焊修无法实施，因此制动缸各零部件存在缺陷时，通常更新零部件，检修成本较高。后期研发的铸造缺陷专用胶，基本上涵盖了铸件缺陷修补的各种情况。相对于焊修的检修工艺，使用铸造缺陷修补胶铸件不会升温、不会变形、没有硬点、没有内应力。因此根据制动缸铸件材质选用修补胶的检修工艺与焊修工艺相比，在检修效率、检修成本等方面有较大的优势。
二、制动缸主要结构及工作原理
406×305制动缸由后盖、衬垫、皮碗压板、皮碗、活塞、活塞杆、缓解弹簧、缸体、前盖、十字头导框等组成，缓解弹簧装在制动缸前盖内，组装时缓解弹簧预压缩120 mm～124 mm，其中与外界直接接触的后盖、缸体、前盖、十字头导框均为铸件。
制动缸工作原理：制动缸与J型闸瓦间隙自动调整器（以下称闸调器）同时使用，制动缸的制动、缓解作用通过活塞在缸体内往复移动推动十字头导框实现，该制动缸活塞行程最大值为305 mm，此时前盖承受的反作用力为4007.75 N～4045.47 N。
车辆运用时，104分配阀压力空气（420±10）kpa通过管路经由制动缸后盖管座（Rc3/4）进入缸体内部，压力空气推动活塞及活塞杆克服缓解弹簧压缩产生的阻力向前移动，推动与十字头导框连接的制动缸前杠杆产生制动作用。制动缸活塞行程达到206 mm～208 mm时，压力空气通过缸体侧面排气孔进入闸调器风筒内部，由于J型闸瓦间隙自动调整器的调整作用，活塞行程达到206 mm～208 mm便不再增大，制动缸缸体自排气孔至与前盖连接面范围内大部分不承受压力空气，此时前盖承受的反作用力为3074.18 N～3093.04 N。
缓解时制动缸内部压力空气排入大气，活塞在缓解弹簧回复力作用下移回原位，各杠杆失去外力发生缓解。
三、制动缸外表面缺陷情况
2015年6月至8月，针对铁路客车制动缸外表面缺陷情况进行了专项调查，经过一个及以上厂修周期的使用，制动缸外表面都存在不同程度的缺陷，外表面主要缺陷见表1。
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四、解决措施及操作方法
406×305制动缸后盖、缸体、前盖、十字头导框材质均为HT200，存在不影响结构性能的缺陷时，使用焊补工艺存在较大困难或无法保证焊修质量的零部件，可选用常温灰口铸铁修补胶进行修补。
修补实例：制动缸后盖
缺陷状态：凹坑状腐蚀、表面砂眼
胶种选择：根据材质选择灰口铸铁缺陷修补胶
具体工具与材料清单见表2。
表2 缺陷修补使用工具及材料清单
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修补剂
修补工艺：
（1）用旋转挫对缺陷处进行清理整形、消除内部锐棱，露出母材金属本色；
（2）用钢丝轮除油污、杂质，粗化缺陷内表面，用高效清洗剂清理缺陷内部污物。
（3）按说明书要求调胶、涂胶，调胶时保证调和均匀，涂胶时将缺陷内的空气及时排出，并多次按压，保证将胶料完全填补到缺陷内部，用刮刀刮除表面多余胶料，使表面平整。
五、修补效果验证
（1）用硬度计对修补位置、母材表面进行测量，经过测量修补位置表面硬度高于母材表面硬度。
（2）使用直径为2 mm的丸粒进行打砂试验（时间约10 min），打砂后修补位置有丸粒击打痕迹，但未出现胶料脱落现象。
（3）打砂后用硬度计对修补位置进行测量，测量值仍高于母材表面硬度。
六、结论及建议
（1）根据铸件材质、工作环境、所需要修补缺陷的位置选择适宜胶种，并对缺陷进行必要的清理、整形，按说明书规定调胶，修补后表面硬度能够满足使用要求；
（2）胶料主要是环氧基树脂的改性合成，有较好的化学稳定性，缺陷修补后胶料与母材充分粘接，能够阻止母材进一步氧化腐蚀；
（3）结合《铁路客车厂修规程》检修要求，根据制动缸的功能特性制定明确的检修标准，编制相关的作业指导书，提高修补工艺的可操作性，并利用质量检验、工艺纪律检查等方法控制日常检修质量。
参考文献
1 中国铁路总公司.铁路客车厂修规程.北京:中国铁道出版社,2015.
2 章舟 彭兴玖.铸件缺陷及修复技术.北京:化学工业出版社,2012.