介紹了120型貨車空氣控制閥模塊式滑閥座的結構特點、鎖緊原理、試驗等，指出采用分體式滑閥座結構可實現(xiàn)將加工檢測合格的滑閥座在主閥體組成上進行組裝、拆卸及更換，實現(xiàn)換件修，同時結合我國機械制造技術水平，將成熟的外平面研磨技術應用于滑閥、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，從而提高鐵路運輸?shù)陌踩�可靠性�?/p>

1、滑閥、滑閥座結構零部件的制造及檢修現(xiàn)狀

　　對于我國現(xiàn)有的風源和橡膠件等技術適應水平來說，120型貨車空氣控制閥(以下簡稱120閥)主控機構采用滑閥、滑閥座結構是適宜的。滑閥、滑閥座結構具有功能集成緊湊、可有效防止異物侵入的良好性能。但研磨工藝復雜、技術難度較大，對操作者的個人技能要求高，檢修質量波動較大，檢修周期短。根據(jù)鐵路長期的運用經(jīng)驗，滑閥、滑閥座的研磨質量是影響120閥使用壽命的關鍵因素之一。有必要對相應結構及工藝進行研究、改進，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構，目前的制造及檢修技術是采用研磨工藝。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→將平板的平面度復制到油石上→再將油石的平面度復制到滑閥座平面上。這相當于復印了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，其質量是非常不穩(wěn)定的。再者，因是內表面加工，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)品質量低下的同時也表現(xiàn)出產(chǎn)品結構的工藝性較差。

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

2、模塊式滑閥座設計原則

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

3、模塊式滑閥座結構

　　因滑閥在滑閥座上運動，且這對滑閥副是120閥中最為核心的關鍵部件，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構是模塊式滑閥座結構設計的關鍵點。因安裝空間狹小，在結構設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)。真空技術網(wǎng)(http://www.jnannai.com/)認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)絡槽位置不變，為適應新增加的模塊式滑閥座，只在原基礎上減薄，滑閥各聯(lián)絡槽的深度不變，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

　　新的滑閥座結構采用了分體模塊式結構(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行拆卸及更換，實現(xiàn)換件修。該結構可實現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)，提高制造質量，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構，上面結構與原滑閥座結構相同;下面加工出與滑閥套對應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;其兩側面設有用于與鎖塊配合的鎖緊槽，可將螺釘?shù)臋M向力轉化為放大數(shù)倍的垂直力，緊固可靠，自鎖力強。

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

　　(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，使滑閥座的結構及加工工藝簡單，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拉緊，形成鎖緊力。為防止螺釘松動，新設計了止動銷，并在鎖緊螺釘上設計止動槽，并設計了圓環(huán)結構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移動，其上的凸起結構沿滑閥座兩側的斜槽由低向高移動，因鎖塊的上平面在滑閥套的槽內移動，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，進行了強度分析計算。由最終的分析可知，最大應力為258MPa，小于黃銅的強度極限(抗拉強度)700MPa，滿足強度要求。

　　將試制完成的2套樣機在120閥微機試驗臺上通過試驗后，2010年12月上旬在原鐵道部產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心低溫試驗站，分別進行了-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，其結果均符合產(chǎn)品設計要求。

　　2010年12月中旬，在原鐵道部產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心機車車輛檢驗站按GB/T21563-2008《軌道交通機車車輛設備沖擊和振動試驗》進行了提高隨機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《鐵道車輛制動機單車試驗方法》完成了性能試驗，結果符合要求。性能試驗后將控制閥解體，模塊式滑閥座的相關零部件完好，無松動。

6、結束語

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

　　(1)滑閥座的模塊化結構實現(xiàn)了滑閥座可更換的設計意圖，用該結構組裝出的120閥符合其技術要求。

　　(2)通過研究，為空氣制動閥在結構上如何適應國內制造工藝技術、運用管理水平及檢修水平方面探索出一條國內外首創(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，保障了鐵路運輸安全。同時為今后的新閥開發(fā)，設計提供了新的結構模式。