RM80型全斷面枕底道砟清篩機(jī)晃車故障分析與處理

■ 杜劉林

鐵路線路運(yùn)營(yíng)過程中會(huì)發(fā)生變形、磨耗、破損、腐蝕、臟污及老化，需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、維修，使其處于正常可靠工作狀態(tài)，保證行車安全。當(dāng)碎石道床不潔度超過30％，應(yīng)進(jìn)行清篩。道砟清篩機(jī)是用于清篩道床中的道砟。RM 80型全斷面枕底道砟清篩機(jī)（簡(jiǎn)稱清篩機(jī)）是內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)、全液壓傳動(dòng)的大型養(yǎng)路機(jī)械。隨著使用年限增加，零部件磨損加劇，清篩機(jī)會(huì)出現(xiàn)晃車現(xiàn)象，一般情況下運(yùn)行速度約40 km/h時(shí)，左右晃動(dòng)，車輪與鋼軌有明顯撞擊聲；運(yùn)行速度約60 km/h時(shí)，車體上、下跳動(dòng)，蛇形運(yùn)動(dòng)。晃車將導(dǎo)致車架、頂棚、轉(zhuǎn)向架等處開裂，嚴(yán)重時(shí)將造成脫軌，嚴(yán)重威脅行車安全。

1 清篩機(jī)轉(zhuǎn)向架構(gòu)造及工作原理

（1）清篩機(jī)轉(zhuǎn)向架構(gòu)造。轉(zhuǎn)向架是將2個(gè)或2個(gè)以上輪對(duì)按規(guī)定軸距用側(cè)架或構(gòu)架連成一體，并裝有減振彈簧的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。通過與車架連接來承載和傳遞動(dòng)力。清篩機(jī)轉(zhuǎn)向架為2個(gè)Ⅱ型轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架兩側(cè)由2根高強(qiáng)度材料制成的拉桿連成一體，兩側(cè)梁中部安放枕簧和支撐枕梁。枕簧為圓柱彈簧，對(duì)角4個(gè)一組，兩側(cè)各1組。枕梁的導(dǎo)框套在側(cè)梁的導(dǎo)柱上，以使枕梁與側(cè)梁相連，組成轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。側(cè)梁與枕梁之間安裝有液壓減振器，較好地吸收和緩和運(yùn)行過程中輪對(duì)及軸承箱承受的沖擊、振動(dòng)，起緩沖減振作用，提高運(yùn)行平穩(wěn)性。

（2）清篩機(jī)轉(zhuǎn)向架的作用。清篩機(jī)轉(zhuǎn)向架是基礎(chǔ)部件，是承載車體質(zhì)量和傳遞走行動(dòng)力的導(dǎo)向部件，也是受力最大的部件。承受車架傳來的載荷，并由輪對(duì)傳給鋼軌。由于轉(zhuǎn)向架與車架的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使車輛能夠順利通過曲線，減少運(yùn)行阻力。其承受和傳遞車體的縱向力，承載車體的垂向力，承載運(yùn)行中車體及軌道的橫向力。

轉(zhuǎn)向架縱向力傳遞：鋼軌→輪對(duì)→軸箱→側(cè)梁→搖枕→下心盤→上心盤→車架→車鉤。

轉(zhuǎn)向架垂向力傳遞：車體→上心盤→下心盤→搖枕→金屬圓彈簧→側(cè)梁→軸箱→輪對(duì)→鋼軌。

轉(zhuǎn)向架橫向力傳遞：鋼軌→輪對(duì)→軸箱→側(cè)梁→搖枕→下心盤→上心盤→車體。

搖枕通過上、下心盤的配合支承車體，并將車體作用在下心盤上的作用力經(jīng)搖枕傳遞給兩側(cè)的減振彈簧。車體作用在下心盤上的縱、橫向作用力經(jīng)搖枕傳遞給2個(gè)側(cè)梁。

2 清篩機(jī)產(chǎn)生晃車故障的原因

（1）減振彈簧失效。車體垂向力經(jīng)過搖枕傳遞給減振彈簧，彈簧工作時(shí)載荷不可能作用在彈簧的幾何中心線上，形成偏心載荷，總體偏移一個(gè)距離E。這種負(fù)載偏心產(chǎn)生附加應(yīng)力，使彈簧安全應(yīng)力顯著減小，導(dǎo)致彈簧過早失效，彈簧通常在第二、三圈處折斷，因?yàn)榈诙⑷κ紫仁艿經(jīng)_擊載荷且不能盡快將載荷傳遞給其他圈。

搖枕支承彈簧失效后使某一角的旁承下沉，或是車體整體下落，引起運(yùn)行中清篩機(jī)晃車。

（2）液壓減振器失效。液壓減振器位于側(cè)梁中部與枕梁之間，其與枕簧共同起緩沖減振作用，可有效消耗振動(dòng)能量，衰減振動(dòng)幅度，振動(dòng)速度越高，振幅越大，減振效果越顯著。

當(dāng)車架振動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)液壓減振器活塞在缸體內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，迫使缸桶內(nèi)的油液通過活塞上的節(jié)流孔上下流動(dòng)，產(chǎn)生節(jié)流阻力，實(shí)現(xiàn)減振作用。同時(shí)油液通過缸筒底部的補(bǔ)排油孔進(jìn)行補(bǔ)油和排油。

當(dāng)節(jié)流孔堵死，液壓減振器漏油或卡死將導(dǎo)致其失效，致使某個(gè)角減振失效。如果使用型號(hào)不對(duì)，液壓減振器的阻尼系數(shù)達(dá)不到規(guī)定值。這些因素將會(huì)破壞整車的動(dòng)平衡性，導(dǎo)致運(yùn)行中清篩機(jī)晃車。

（3）側(cè)梁松動(dòng)。轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架由2個(gè)側(cè)梁和1個(gè)搖枕組成，側(cè)梁用2根高強(qiáng)度材料制成的連接桿連成一體。連接桿由兩側(cè)的緊固防松螺母固定在2個(gè)側(cè)梁之間。

當(dāng)壓蓋螺栓上面的開口銷丟失，長(zhǎng)期振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致防松螺母松動(dòng)，連接桿起不到緊固拉緊2個(gè)側(cè)梁的作用。在運(yùn)行中，2個(gè)側(cè)梁之間出現(xiàn)相對(duì)位移、偏轉(zhuǎn)，軸承產(chǎn)生串動(dòng)，導(dǎo)致2個(gè)輪對(duì)軸向間隙過大，轉(zhuǎn)向架出現(xiàn)蛇形運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)晃車。蛇形運(yùn)動(dòng)嚴(yán)重時(shí)，運(yùn)行中會(huì)導(dǎo)致脫軌。

（4）上、下心盤引起晃動(dòng)。心盤總成是轉(zhuǎn)向架承載和傳遞走行動(dòng)力的關(guān)鍵部件，由中心銷、上心盤、下心盤、平鍵等組成。上心盤通過螺栓與車架相連，下心盤通過螺栓與轉(zhuǎn)向架枕梁相連，上、下心盤設(shè)置在搖枕的幾何中心處，上心盤支承在下心盤的環(huán)槽內(nèi)，二者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。心盤總成可承受徑向力和軸向力，即可使車架承受的質(zhì)量傳給轉(zhuǎn)向架，又可使轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生的牽引力由心盤傳給車架。中心銷用平鍵卡住，防止上、下心盤互相分離，保證車架與轉(zhuǎn)向架連接可靠。

負(fù)載過重、牽引超負(fù)荷將導(dǎo)致上、下心盤縱向磨損，心盤變成橢圓狀，使心盤在沒有圓柱面的運(yùn)動(dòng)中前后、上下串動(dòng)造成燒結(jié)引起車體晃動(dòng)。

上、下心盤扣在一起，從上心盤上的2個(gè)φ5 m m油孔注油進(jìn)行潤(rùn)滑，長(zhǎng)時(shí)間不注油，心盤燒結(jié)，燒結(jié)后的心盤表面凹凸不平。此時(shí)上、下心盤的結(jié)合不再是面面接合，而是線面接合或點(diǎn)面接合，作業(yè)車速度達(dá)到一定程度時(shí)引起車體晃動(dòng)。

固定上、下心盤的緊固螺栓開口銷丟失，固定螺栓松動(dòng)或固定螺栓孔由于負(fù)載過重磨損成橢圓，導(dǎo)致心盤松動(dòng)，運(yùn)行中心盤與車體、搖枕產(chǎn)生相對(duì)位移，引起車體晃動(dòng)。

（5）旁承燒結(jié)引起晃動(dòng)。每臺(tái)轉(zhuǎn)向架設(shè)有2個(gè)旁承，對(duì)稱分布在搖枕的兩側(cè)。旁承由上旁承和下旁承組成，上旁承采用鑄鐵鑄成，安裝在車架大梁下面。下旁承采用45號(hào)鋼板制成，安裝在搖枕上。上、下旁承間隙調(diào)整量為0～0.2 mm。當(dāng)清篩機(jī)通過曲線時(shí)，由于離心力作用，車體產(chǎn)生傾斜，使外側(cè)的上、下旁承接觸并承擔(dān)一定的垂直載荷，并通過相對(duì)滑移，使清篩機(jī)順利通過曲線。旁承和心盤共同起到支撐車體作用，又起到使上、下心盤底部密貼的作用。

旁承接觸表面光潔度受到損傷、磨壞、燒結(jié)，旁承間隙超限將引起車體晃動(dòng)。

（6）搖枕引起晃動(dòng)。搖枕是一個(gè)強(qiáng)度很大的構(gòu)件，兩端支承在減振彈簧上，搖枕兩端側(cè)面焊有導(dǎo)槽，與左右側(cè)梁導(dǎo)柱相配合，限定搖枕的移動(dòng)范圍。導(dǎo)槽的間隙具有緩和車體橫向力的作用。當(dāng)受到橫向力作用時(shí)，因減振彈簧的橫向剛度較小，導(dǎo)槽間隙可減小及緩和車體的橫向擺動(dòng)。

搖枕長(zhǎng)期磨損后，造成限位板磨耗較大，如果單側(cè)磨耗為5 mm，兩側(cè)有10 mm，超出了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，車體在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生晃動(dòng)。

（7）輪對(duì)引起晃動(dòng)。車體在運(yùn)行過程中，由于制動(dòng)熱作用或輪軌滾動(dòng)接觸疲勞作用導(dǎo)致踏面磨損、剝離、擦傷、局部凹陷等，造成輪對(duì)幾何尺寸、輪廓發(fā)生改變，運(yùn)行時(shí)振動(dòng)異常，噪聲增大，造成車體晃動(dòng)。

（8）扭矩拉桿減振引起晃動(dòng)。扭矩拉桿減振器老化，出現(xiàn)裂紋、破碎引起車體晃動(dòng)。

3 清篩機(jī)晃車故障處理

清篩機(jī)晃車故障處理需要拆卸轉(zhuǎn)向架與車體之間油管、制動(dòng)拉桿、電線等連接件，再將車體架起，推出轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架清洗完畢后，重點(diǎn)對(duì)心盤連接座、上下心盤、旁承、搖枕、減振彈簧、輪對(duì)踏面、扭距拉桿減振等進(jìn)行檢測(cè)。

（1）減振彈簧的處理。觀察其外觀是否有磨損、裂紋，銹蝕、磨耗量如果大于8％進(jìn)行更換。測(cè)量減振彈簧外觀幾何尺寸時(shí)，同組搖枕圓彈簧內(nèi)的外卷自由高度差不得超過2 m m，同一轉(zhuǎn)向架搖枕彈簧各外卷自由高度差不超過3 mm，同車彈簧各外卷自由高度差不得超過4 m m，自由高度減少量不得大于5 m m，如超標(biāo)需要更換。對(duì)減振彈簧進(jìn)行探傷，探測(cè)有傷進(jìn)行更換。

（2）液壓減振器處理。液壓減振器應(yīng)無漏油、無異常噪聲和卡死現(xiàn)象，否則應(yīng)修理或更換。液壓減振器使用2年后，應(yīng)在專用試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行性能試驗(yàn)，其阻尼系數(shù)拉伸應(yīng)在200～225 kN·s/m，小于160 kN·s/m則需更換；壓縮應(yīng)在150～170 kN·s/m，小于120 kN·s/m則需及時(shí)修理或更換。

（3）側(cè)梁松動(dòng)。側(cè)梁拉桿螺栓松動(dòng)，需要緊固連接拉桿螺栓并穿入開口銷。

（4）上下心盤。心盤螺栓松動(dòng)，采用力矩扳手按要求將心盤螺栓M 20緊固到380 N·m。

上心盤直徑為301 m m，下心盤直徑為302.5 m m，其直徑磨耗量不得大于4 mm，平面磨耗深度不得大于6 mm，否則需要更換。如果心盤縱向、心盤上下平面有輕微燒結(jié)，在允許范圍內(nèi)，可用砂紙將燒結(jié)部位打磨光滑。

為避免缺少潤(rùn)滑引起的燒結(jié)，需要定期向心盤注入潤(rùn)滑油。

（5）旁承。下滑板厚度為20 mm，其磨耗量不得大于2.5 mm；上滑板接觸面縱向?qū)挾葹?75～75 mm，不得超過-80～80 m m，否則需更換。旁承間隙范圍為0～0.2 mm，超限可用焊條進(jìn)行堆焊，再打磨至允許范圍，也可在旁承上增加專用調(diào)整片調(diào)整旁承間隙，使其在允許范圍。

（6）搖枕。縱向間隙不得大于3 mm，橫向間隙不得大于5 mm，如搖枕間隙超限，可用16個(gè)厚為1 mm、寬為60 mm、長(zhǎng)為100 mm強(qiáng)度較高的鋼條制作16個(gè)直角構(gòu)件，將其插入搖枕前后間隙并電焊固定，將搖枕間隙控制在允許范圍。

（7）輪對(duì)。輪對(duì)踏面擦傷及局部凹下深度不得大于1 mm，踏面剝離長(zhǎng)度1處不得大于40 mm，2處不得大于30 m m；車輪直徑差同一車輪不得大于0.5 m m，同一輪對(duì)及同一轉(zhuǎn)向架2車輪不得大于2 mm，同車各車輪不得大于5 mm。如超限則需鏇修，恢復(fù)車輪幾何尺寸。

（8）扭矩拉桿減振。更換扭距拉桿減振。

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