客車轉向架組裝中疊加效應分析及應對措施

孫廷偉 上海鐵路局合肥車輛段

客車轉向架組裝中疊加效應分析及應對措施

孫廷偉 上海鐵路局合肥車輛段

介紹鐵路客車轉向架組裝的疊加效應，分析疊加效應產生的原理，及如何利用有益疊加和避免有害疊加帶來的危害。

鐵路客車；轉向架；組裝疊加效應；有害疊加

鐵路客車是運輸旅客的載體，客車檢修規程等各種技術文件都會對客車配件檢修各類限度進行明確，以確保配件性能良好，裝配配合性能良好。轉向架是客車運行的重要部件，由許多的配件裝配而成。在配件的裝配狀態中，有些配件是并聯的關系，有些是串聯的關系。不論配件之間的裝配關系如何，都存在著極限限度疊加的情況。如果單一考慮配件限度要求，不考慮它們之間的疊加效應，就有可能產生明顯的偏差，導致轉向架的運行品質下降，甚至導致嚴重的后果。

1 問題的提出

2015年8月23日，在合肥車輛段合肥檢修車間，落成YZ25B 030177（206G型轉向架）2位轉向架時，發現4位內側搖枕吊片與吊環座之間有明顯透光現象，通過測量發現中部接觸部位懸空2 mm以上且長度達到30 mm。觀察同組外側搖枕吊片，發現該吊片可以在較大范圍自由轉動和串動。該位兩搖枕吊片處于內側點接觸承載，外側不承載狀態。測量搖枕吊片，吊環座，搖枕吊座孔，搖枕吊銷均符合相關限度和選配技術要求，互換內外側搖枕吊片后故障消除。究其原因，是由于配件之間的組裝疊加效應造成。

2 疊加效應產生的原因和危害

每頭206G轉向架（見圖1）的搖枕托梁和構架之間是由8片搖枕吊片兩兩一組，構成的四角支撐系統。分別通過上部的搖枕吊座孔、搖枕吊銷、吊環座和下部的托梁銷孔、搖枕吊銷、吊環座串聯連接。同時，每組的兩片結構是并聯連接，從而全面支撐車輛的自重和載重。搖枕吊座孔與搖枕吊銷、搖枕吊銷與上吊環座、上吊環座與搖枕吊片上配合面、搖枕吊片下配合面與下吊環座，下吊環座與搖枕吊銷、搖枕吊銷與托梁銷孔等逐一配合。從上到下，每片搖枕吊片的連接有8處配合和9種限度要求，每組之間至少有16處配合及18種限度要求。雖然各處限度基本都較嚴格控制在磨耗0.5 mm-1 mm之間，但配合限度疊加之后，可能會產生疊加放大效果，也有可能是疊加相互抵消。該例中現象就是我們要注意避免的有害疊加造成的。

圖1 206G型客車轉向架（局部）

209 P（T）系列轉向架（見圖2）同樣存在類似的組裝疊加問題。209 P（T）轉向架的組裝是通過搖枕吊銷，把搖枕吊上部吊孔與構架側梁及2塊支撐板連接；同側的2條搖枕吊下部吊孔與搖枕吊軸的兩端軸頸連接；在搖枕吊軸上托起彈簧托梁，彈簧托梁通過搖枕彈簧托起搖枕；搖枕通過心盤與車體底架連接，起主要承載作用。該轉向架每頭有4條搖枕吊，分裝轉向架兩側；每側2條搖枕吊共同托起1條搖枕吊軸，構成的四角支撐系統。

圖2 209T型客車轉向架

規章要求，同一轉向架4條搖枕吊有效長度差小于等于3 mm，同一側的2條搖枕吊有效長度差小于等于2 mm；搖枕吊軸的軸頸磨耗不超過11 mm（原型64 mm），同一吊軸兩端直徑差不超過3 mm，軸領磨耗剩余厚度不小于8 mm；搖枕吊銷磨耗不大于3 mm；支撐板孔徑磨耗不大于3 mm。

檢修良好的配件組裝時，同側的1位、3位搖枕吊，1位較3位長2 mm；該側搖枕吊軸軸頸兩端相差3mm；1位、3位搖枕吊銷同樣也只相差3 mm（1位磨耗3 mm，3位未磨耗為原型直徑）；1位支撐板磨耗3 mm，3位為原型尺寸。最極限的組裝情況可能是這樣的：1位端吊軸長2 mm，加上1位搖枕吊銷磨耗疊加3 mm，1位支撐板磨耗疊加3 mm，1位端的搖枕吊軸軸頸細疊加3 mm。這樣1位端就會比3位端在側架基礎上向下沉11 mm。對于搖枕托梁的某端的一側就會明顯偏斜。同樣，1位的搖枕吊軸軸頸基本在原型尺寸，2位搖枕吊軸兩端軸頸直徑接近在磨耗下限，較1位小11 mm，就會造成搖枕的多點偏斜。如選配的鋼彈簧因為剛度、載荷高也有部分疊加的話，就會造成更大的偏斜，從而影響搖枕和心盤，直接影響到車輛的偏斜和致使偏載。

圖3 搖枕吊（下端局部）

同時，偏斜組裝的配件會產生額外的配件損傷，如該端向下偏斜，搖枕吊軸會由內而外沖抵搖枕吊吊孔內側，形成方形擠壓痕（見圖3左側）。如果該端上翹，則會產生搖枕吊軸軸領磨耗吊孔外側形成圓形磨耗痕（見圖3右側）。磨耗達到2 mm及以上該搖枕吊即面臨報廢；偏斜還會嚴重磨耗搖枕吊軸一端軸領，使軸領變薄而報廢（見圖4）。而搖枕吊軸因軸領磨耗原因報廢，都是一端很薄，另一端基本沒有磨耗，屬于裝配偏斜造成的。

圖4 搖枕吊軸（軸頸局部）

3 結論及應對措施

雖然，我們考慮疊加效應的時候，假設的是最有害疊加，但該類疊加的可能性也是存在的，一旦產生該類疊加，將會造成嚴重后果。所以我們應該在配件檢修、選配、組裝等過程中考慮該因素，最大限度地避免之。同樣，利用疊加效應，使相互疊加的效果相互抵消，對配件組裝也是大有益處。

建議從配送和驗證兩個方面進行有害疊加治理。配件選配好后，按照疊加抵消的原則進行預組裝選配，涂打位數標記，按位擺放，輛份配送到組裝臺位。利用疊加效應不僅可以避免疊加效應帶來的害處，通過對不同尺寸配件的疊加消除，還可以減少配件的選配浪費，提高配件的利用效率。轉向架組裝時，應充分認識有害疊加帶來的危害，嚴格按位組裝，相關崗位全面檢查核實，通過驗證，及時消除誤差帶來的有害疊加，保障行車安全和提高運行品質。

責任編輯：宋 飛

來稿時間：2015-12-03