K18车辆底开门加装安全锁的探讨

摘要在铁运处维修使用的K18车辆中，底开门机构的方便开启和牢固锁闭对车辆运用安全起着至关重要的作用。而底开门在运用中自动开启一直制约着运输生产效率和安全。为此，在底开门机构上加装安全锁成为一个非常可行的措施。

关键词K18车辆 底开门 安全锁 探讨

K18车辆主要承载裕东电厂燃煤的运输任务，在运输的过程中曾多次发生中途底开门自动打开事件，给我们的行车安全带来了重大隐患和不良的社会影响。K18车辆底开门机构从设计上是二锁闭机构，在开关门机构调整到位，充风到位的情况下底开门自动打开的现象应该可以避免。但由于相关从业人员频繁更换，业务技能偏差较大，往往造成充风时间不足，锁闭不到位的情况出现，而检查人员受位置空间限制，对锁闭状态的确认不是很方便，造成假锁闭现象时有发生。

一、车辆底开门机构作用原理

K18车辆的底开门机构分为手动控制和风动控制两个互相独立的操作机构，互不干扰。其转换由手动拨叉拨动牙嵌式离合器来控制。日常工作中为了提高效率和降低劳动强度，均使用风动控制系统进行作业。

（一）机械联动原理

底开门装置由上部传动装置、连杆、下曲拐、下部传动轴、双联杠杆、长短顶杆和左右锁体等组成。风动控制时，双向风缸鞲鞴杆上的齿条移动，带动上部传动轴上的齿轮转动，齿轮带动上部传动轴和其端部的上曲拐旋转，双联杠杆通过长短顶杆作用于底门两侧到位左右锁体上，从而带动底开门的开闭。

底开门机构采用顶锁式开闭机构开关4个底开门，具有两级锁闭装置。锁体承受底门销作用力的圆弧面是以锁体转动中心为圆心的圆弧，作用于锁体上的底开门压力通过锁体的转动中心，引磁底开门销压在圆弧面的任意点上，锁体与底开门均呈平衡状态，锁体不会因底开门销作用力的增大或减小而转动，这是一级锁闭。为防止锁体在运行中因振动而自行开启，在上、下部传动轴之间设计了一个大刀式偏心连杆，偏心距为15±2mm，该连杆只有在转过死点时才可以开启，只要将下部传动轴锁定在指定的转动位置，使锁体被锁在指定位置便形成了二级锁闭。

（二）风动控制原理

风动控制系统由操纵阀、给风调整阀、储风缸、风表、阀门、风管、双向风缸等组成。来自列车管的风源，通过截断塞门、给风调整阀充入储风缸，作为风动开启底开门的动力源，从而由一个双向风缸同时控制两侧四个底开门的开闭。为了提高工作效率，车辆在购进后加装了偏气管，专门用于底开门的开启，从而达到了一次整列车开启或多台车开门的目的。原有的列车管通过双向风缸实现车门关闭和车辆制动的作用（如下图）。

二、底开门运行中自动开启分析

按照风管路设计原理，为了保证底开门顺畅开启，连杆过死点只需要30Kpa的风压，也就是说此时底开门机构的二级锁闭机构即变成了一级锁闭。而当空车状态时底开门的开启压力为150Kpa，重车状态时底开门的开启压力为190Kpa。

从几起运行中底开门自动开启的情况分析，均是在电厂卸煤后到矿上装煤之后，说明在二级锁闭机构在此种情况下没有发挥作用。主要原因是电厂在整批次卸煤后，立即将风源由开门的偏气管转换为正气管（即通常列车管），列车管风源通过车上的截止阀进入双向风缸，推动鞲鞴移动将底开门关闭。此时，出现了两种操作问题：

一是操作人员在鞲鞴没有完全移动到位的情况下，关断列车管与双向风缸之间的截断塞门，使双向风缸鞲鞴两侧的风压处于暂时的均衡状态，此时尚不足以造成底开门自动开启。当第二个条件即截断塞门出现轻微漏泄时，就造成了双向风缸鞲鞴向开门方向移动，推动连杆经过死点，在运行振动和煤炭重力等多种因素作用下，使底开门自动开启。

二是操作人员在鞲鞴没有完全移动到位的情况下，关断列车管与双向风缸之间的截断塞门，也即造成了关闭风压不足，出现假锁闭，就是说二级锁闭机构没有完全到位，连杆关闭没有处于死点位置。经过运行振动就会造成一级锁闭失效，底开门自动打开。

三、改进对策

针对第一种自动开启现象，我们采取在双向风缸开门侧钻Φ0.8小孔，使开门侧不能够形成背压，解决了充风背压的问题。这种措施有效解决了因人工失误造成背压问题，开门效率因Φ0.8小孔与Φ25的管径相比几乎可以忽略，也不会有明显的影响。从设备动作原理上杜绝的人为失误可能造成的不良后果。

对第二种自动开启现象分析，根据K18车辆的现场实际情况，设计了科学、合理、运用可靠、安全系数高的车门防自开“安全锁”。

设计原理（如下图）

1、在车辆Ⅰ端开关门机构加装机械原理的“安全锁”。便于人员操作和分清是否锁闭到位。

2、“安全锁”固定支架和锁钩采用中碳钢15mm厚钢板。

3、“安全锁”的安装利用φ20横穿销将锁钩连接，从而锁钩卡在限开门装置上方，将车门锁住。

4、在需要打开底开门时，操作者只需站在车辆侧方拉动拉绳至固定位置后，即可通过风动机构驱动底开门机构。

5、在关闭底开门后，操作者只需站在车辆侧方即将安全锁拉绳松开，拉绳在弹簧作用下自动回位。若不能够回到规定位置，即表明底开门没有锁闭到位，应再充风或手动锁闭。

（二）施工方案

1、用制作好的样板在3#K18车辆上加装后，进行多次反复实际操作试验，自行验收合格后报铁运处技术部门现场验收，确认“安全锁”的安全性能后投入使用。

2、对使用效果的跟踪，并将结果报相关技术部门，根据使用情况可进一步优化设计细节，并经技术部门审批后批量生产加装。

3、由于每个车辆的限开门装置距离车辆地板的高度不一致，可以批量生产加工，但是不能批量的安装。安装时要逐一测量确认尺寸后再行安装。

四、结束语

由于在我国煤矿、电厂、钢铁等企业广泛使用自卸车辆进行煤炭运输，运用途中底开门自动开放造成的事故时有发生，因此本次K18车辆底开门安全锁加装的探讨非常有必要，我们也可以将结果应用于KM70等相类似作用原理的车辆上，达到提醒和限制底开门在未关闭到位情况下进行装车，杜绝运用中车辆底开门自动开放造成的铁路运行事故和不必要的经济损失良好效果。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。