薛永春
国能新朔铁路有限责任公司机务分公司 内蒙古 017010
摘要：SS4B型直流电力机车在运用中老式撒砂管由于机车震动会产生松动等现象，严重时会造成撒砂管的脱落，给机车安全运输带来极大的隐患。为防止撒砂管非正常情况下的松动以及脱落，保证铁路机车安全运输生产，设计了机车撒砂管防脱装置，消除了机车撒砂管非正常情况下自动脱落所带来的安全隐患。
关键词：SS4B电力机车；撒砂管；防脱装置
Development and Application of SS4B Electric Locomotive Sand Pipe Anti-detachment Device
Abstract: SS4B type DC electric locomotive in the use of the old sanding pipe due to the locomotive vibration will be loose and other phenomena, serious will cause the sanding pipe fall off, to the safety of the locomotive transport brings great hidden danger. In order to prevent the loosening and falling off of the sand sprinkling pipe under abnormal circumstances and ensure the safe transportation and production of railway locomotives, the anti-dropping device of the sand sprinkling pipe for locomotive was designed to eliminate the hidden danger caused by the automatic falling off of the sand sprinkling pipe under abnormal circumstances.
Key words: SS4B electric locomotive; Sanding tube; Take off the device
1.概述
SS4B型电力机车是我国铁路重载运输中常见的一种机车类型，它由各自独立又相互联系的两节机车组成，每节机车都是一个完整系统［1］。SS4B电力机车为八轴传动，整车功率为6400KW，构造速度为120Km/h，为我国西煤东运作出了不可磨灭的贡献。国能集团新朔铁路公司现配属45台SS4B型电力机车作为干线货运机车，承担着内蒙古准格尔地区煤炭外运任务，外运通道包括准格尔至大秦线、准格尔至朔黄线。
SS4B机车在运行过程中出现空转情况需要撒砂缓解，撒砂阀与撒砂管配合均匀撒砂十分重要［2］。目前，SS4B型机车老式撒砂管在运行中出现固定螺母松动，导致脱落现象，给机车安全运行带来隐患。基于此，针对SS4B机车撒砂管的现状，对机车新式撒砂管从材质、结构、安装方式等方面进行设计优化，整体提升新式撒砂管固定效果，通过实验分析，装车运行对比，结果表明安装防脱装置后的撒砂管牢固程度大大增加，消除了隐患，保障了机车安全运行。
2.探索
撒砂装置是电力机车结构的1个重要组成部分，它由撒砂阀与撒砂管组成。老式SS4B 型机车上使用的撒砂管是呈L型，由铁管和连接螺母组成的，如图1 所示。当机车运行时产生的震动易造成连接螺母（图1中1.处标注）的松动，并且出砂铁管只是由U型卡固（图1中2.标注）定在砂管支架上，当连接螺母松动并且掉落时，由于U型卡的设计缺陷，并不能完全将砂管固定在砂管支架上，连接锁母处重量大，向一侧倾斜，当机车在高速运行时，掉落的连接锁母便会和轨道或者枕木发生剐蹭，轻则将砂管支架断裂，重则砂管掉落在车轮处致使机车发生脱轨等重大事故。撒砂管脱落如图2所示，支架断裂如图3所示。
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目前，针对SS4B直流机车老式撒砂装置出砂量大，出砂管易堵等问题，公司已经对部分机车做了撒砂装置技术改造，改造后的撒砂装置如图4与图5所示。
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图4为改造后的撒砂管，改造后的撒砂管路不再使用连接螺母，改为软连接胶管（图4中标注1）。改造后的撒砂管有如下优点：a）避免了L型管路，出砂时不在对L型弯度处的磨损，增加了寿命；b）软连接替代了老式撒砂管连接锁母，避免了脱落时重量大产生事故的可能。图5为改造后撒砂管固定管夹（图5中标注2），此设计使管夹抱紧钢管，增加了接触面积不易乱动，即使软连接胶管处发生脱落，此管夹也会平稳支撑撒砂钢管，避免了老式撒砂装置U型卡抱不紧钢管的问题。
综上描述可知，新式撒砂装置中的撒砂管路出现脱落的现象已经比老式撒砂管几率低了很多，但是针对老式撒砂装置出现的撒砂管脱落的严重问题，公司为了避免改造后的新式撒砂装置也发生类似撒砂管脱落的情况，需对新式撒砂管路进行升级，研制与现有管路匹配的防脱装置，增加撒砂装置的牢固性，不会受机车震动发生脱落变形等问题，保障机车运行的安全与高效。
3.解决方案
3.1方案1 防脱链
根据在HXD1机车上增加防脱装置的成功案例，现对SS4B新型撒砂装置增加防脱装置保护提出构想。在管路上固定防脱落金属管卡，然后链接的金属铁链安装在支架固定螺丝处，起到防脱安全保护作用，如下图6所示。使用防脱链的优点在于链条为软连接，不会因为机车震动或者运行导致断裂，有效保护出砂管路的安全，避免了脱落事故的发生。
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3.2 方案2 防脱板
如下图所示为第二个方案，在砂管固定处安装固定防脱装置紧固板1，然后在砂管处安装紧固板2，紧固板1与紧固板2由螺栓连接并且可上下左右调整角度，满足使用。使用防脱板的优点在于，不会因为机车震动或者运行导致晃动，有效保护出砂管路的安全，避免了脱落事故的发生。如果产生出砂管脱落事故，防脱板保护不会随着机车运行左右晃动，不会使出砂管落地带来行车安全隐患。
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在模拟使用上述两种方案时发现，如果产生出砂管脱落事故，链条保护会随着机车运行左右晃动，但是控制链条数可以保证在出砂管脱落现象发生时防脱链起到固定作用，不会使出砂管落地，但是仍会带来安全隐患；固定防脱板则不会随着机车运行晃动，仍会非常牢固的固定出砂管，安全系数最高。
3.3安装效果
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如上图8、9和10所示为安装效果图。其中将支架固定螺丝由原来的M16×25换成了M16×40的，增加其牢固性，将紧固板1安装好后，在用螺栓将固定板2安装在固定板1上，可以上下调节，再将固定板2紧固在出砂管上，起到防脱效果。防脱装置安装后进一步提升安全性能，保证机车的安全运行。
4.结束语
根据上述论证，经过设计研究了新式撒砂管路的特性及尺寸，分析了两种防脱装置的优缺点，确定了撒砂管固定板防脱装置。模拟以及实际装车效果来看，固定板防脱装置固定效果明显，消除了机车撒砂管非正常情况下自动脱落所带来的安全隐患。SS4B型直流电力机车的老式撒砂管由于机车震动会产生松动等现象，造成撒砂管的脱落，在后续的工作中会结合修程将老式撒砂装置换成新式撒砂装置，并且安装防脱装置，提高撒砂性能和安全性能，为机车超长距离运行和提高整备时间提供保障。
[1]唐克林,李绍光.我国铁路机车车辆的现状与发展[J].中国铁路,1994(10):4-8+37.
[2]刘友梅主编.韶山4B型电力机车［M］.北京：中国铁道出版社，1999.