高速動車組轉向架螺栓防松技術研究

穆彥華 張亞雙

摘要：螺栓是高速動車整體結構中的重要組成部分，通過利用螺栓將不同結構進行連接可有效提升動車結構的穩定性，能夠確保動車穩定運行，降低安全事故發生的概率。而螺栓在使用過程中最重要的功能就是保證動車組的轉向架能夠正常使用，如在使用中出現任何螺栓松動的情況都會對轉向架甚至整個動車組的運行安全造成極大威脅，甚至出現嚴重交通事故，因此，本文對轉向架螺栓使用過程中出現防松失效的主要原因及形式展開分析，并對相應防松技術的具體應用展開討論，以期能夠提升轉向架作用，保證動車正常運行。

關鍵詞：高速動車組；轉向架；螺栓放松技術；應用方式

一、轉向架螺栓放松出現失效的原因及形式

1.因連接面變形出現的失效現象

轉向架中螺栓頭必須與螺母進行聯合使用才能保證轉向架使用的穩定性，但當螺栓與螺母之間的支撐面在接觸過程中產生較大壓強時，會導致連接件受到壓強的作用導致其表面剛度隨之降低，而如果未能及時對此情況進行處理，在長期的壓強的作用下致使其剛度降低到一定程度，導致連接面逐漸產生變形狀態，導致螺栓在長期壓制和緊固的情況下出現拉伸力降低的現象，而此時螺母受到壓力作用不會再出現回轉，導致預緊力逐漸減小，導致防松失效。

2.因螺母自動回轉作用出現的失效現象

高速動車組在正常運行過程中由于動車自身運行特點、重量、轉向架結構、螺栓在使用過程中受到的各種外力等方面的影響，導致轉向架的螺栓因長期受到不同溫度變化、壓力、振動、沖擊以及其他作用逐漸將其摩擦力縮小，摩擦系數逐漸產生變化，同時在螺栓的螺紋與螺母產生支撐的部位因摩擦力的減小或突然消失導致螺母出現自動回轉現象，致使螺栓結構出現松動，出現防松失效現象。

二、高速動車組中轉向架螺栓防松技術的具體應用

1.控制安裝預緊力技術

絕大多數高速動車組轉向架在進行穩定性、牢固性提升時多使用控制預緊力技術加強對螺栓的鞏固，通過利用此方法能夠大幅度提升螺栓連接結構的整體強度、可靠作用和抗疲勞強度，且有效提高其防松能力，保證整體轉向架使用的安全性。在進行該技術方法應用時不需要對螺栓連接結構做出任何調整和改動，而使直接借助螺栓結構中螺紋的自鎖特點，既能夠有效降低放松失效現象出現概率，同時也具有節省成本、提高防松效率的作用。以CRH2動車組中轉向架為例，在針對該轉向架及各個連接部位的組裝時，除了對管卡座進行組裝之外，其余轉向架及螺栓連接部位均需要使用控制預緊力技術，利用專用扭力扳手對其進行加緊，其技術具體應用方法如下：

（1）科學選擇扭力扳手

通常情況下在針對轉向架螺栓選擇扭力扳手時需要對其量程等數值進行科學篩選。針對動車組實際需求，需要確保選擇的扭力扳手的最大量程為50%-100%，當扭力扳手的指針指數處于20%以內時，此時扳手設備的內部結構中的彈簧部位已經開始產生形變，如在此時對其扭矩值進行確認不夠精準，需要在其指針到達20%之后進行計算并選擇，例如扳手的量程如果在320N.m內時，那么其扭矩值范圍應當為320×20%-320N.m=64-320N.m。

（2）使用扭力扳手時的注意事項

第一，應在使用時嚴格控制使用方式。使用時確保螺栓的軸線與扭力扳手的手柄位置的方向保持垂直狀態，將其垂度偏差控制在3°以內，而在扳動時確保其用力方向與手柄方向保持垂直狀態，將其垂直度偏差控制在10°以內。

第二，嚴格控制扳手的施力方向。使用人員必須保證在施力時將用力的手放在扳手手柄的中心部位，同時在使用扳手進行施力時保證其施力勻速且保持平穩，以免對施力者產生傷害，保證其預緊力。

（3）做好緊固與防松標識，科學使用潤滑產品

第一，由于轉向架中螺栓連接結構數量較多，因此在進行控制預緊時需要在每進行并結束一次預緊后使用顏色較為明顯的油漆筆對該處做好明顯標識，確保在進行其他螺栓擰緊過程中不會出現混亂現象，避免對已經進行預緊后的螺栓進行再次擰緊或出現遺漏等現象。如在最終進行加固后則需要對已經進行防松的位置進行標記；第二，可根據具體預緊狀況選擇對一定部位使用潤滑材料，例如潤滑油脂等，利用其潤滑作用對螺栓連接部位的螺紋及接觸面進行保護，同時也能夠減小一部分扳手在施力時產生的力矩，保證預緊技術的作用及效果。

2.摩擦防松技術

（1）彈簧墊圈的摩擦防松應用

螺母擰緊后，壓平墊圈產生的彈性反力使旋合螺紋間壓緊，同時墊圈斜口的尖端抵住螺母與被聯接件間的支承面，也起到防松的作用，此方法結構簡單，使用方便，在轉向架螺栓聯接中應用廣泛，但缺點是墊圈彈力不均，在受到重載、交變載荷沖擊下，防松效果一般。因此一般還附加彈性鋼絲輔助防松。

（2）雙螺母的防松應用

雙螺母處于上下狀態，當兩個螺母在進行對頂擰緊后其螺紋間因其契合度高使其在擰緊狀態下始終保持固定摩擦力并存在附加壓力，而當雙螺母在運行工作中出現載荷力變化時也不會對其摩擦力改變許多，且處于下方的螺母存在受力較小，因此能夠保證其整體擰緊狀態不便，可有效提升其防松作用。該方式具有簡單化的特點，可用于位置較為平穩且承載力較大的轉向架結構內，但在整體拆卸過程中存在拆卸負責、占用面積較大等特點，因此多數動車組轉向架對該技術的應用概率較低。

3.機械防松技術

第一，在放松技術中主要使用止轉墊片作為其增加摩擦力的主要材料，包括舌簧墊圈和止動墊圈等，通過利用該材料提升螺母和螺栓之間接觸摩擦力，可有效減少其轉動作用力，但這種墊片多為一次性材料，需要多次更換；第二，借助鋼絲進行串聯。將低碳鋼絲穿入各螺釘頭部的孔內，將各螺栓串聯，使其相互制動，從而預防松動。鋼絲防松結構簡單，可直接通過檢查鐵絲的狀態來判斷螺栓是否松動，轉向架上一般采用串聯鋼絲與彈簧墊圈組合的防松方式，以確保螺栓在安裝后長期運行中的可靠性。

4.科學使用螺紋鎖固定劑

螺紋鎖固定劑是一種外用固定劑，在使用前需要將螺母、螺栓以及接觸面進行全面清理，將油漬、灰塵等雜質去除，并利用固定膠劑在螺紋的連接部位進行均勻涂抹隨后將螺紋擰緊，當膠狀液體逐漸凝固后產生一定作用力能夠保證螺紋接觸面保持摩擦且具有加固作用，通常在后期進行拆卸且尺寸規格較小的螺栓結構中使用，我國多數地鐵等轉向架均使用該方法，其效果較為顯著。

三、結語

通過以上分析我們可知，保證高速動車組中轉向架穩定性是維護動車穩定運行水平、保證乘客及共組人員生命安全的關鍵因素，該結構在動車組中具有至關重要的作用。而為了進一步提升其結構穩定性，降低螺栓放松失效概率，則需要借助各種有效防松技術，并針對其具體特點和需求科學選擇技術類型，嚴格遵循技術要點和應用方法，提升轉向架整體安全性，進一步為我國居民提供更加安全、舒適且便捷的出行條件。

參考文獻

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（作者單位：中車唐山機車車輛有限公司）