賢業飛 李新 張鵬
摘 要:轉向架作為軌道列車的走行部,組裝質量直接關系到列車運行的安全性與穩定性。轉向架搭載的零部件眾多,裝配關系復雜,且各零部件組裝均依靠螺栓螺紋連接,螺栓連接質量決定了轉向架質量。本文針對轉向架螺栓連接現狀,分析討論螺栓防松技術,為轉向架組裝質量提升提供參考。
關鍵詞:轉向架;螺栓連接;防松技術;質量提升
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.032
1 研究背景
隨著軌道行業的飛速發展,列車運行的速度也在不斷攀升,尤其是近些年復興號的推廣更加速了這一進程。轉向架作為車輛車下運行最重要的組成部分,主要由焊接構架,驅動裝置,制動裝置,懸掛裝置等部分組成,各零部件的組裝質量決定了列車運行的安全性。作為車輛的核心部件,轉向架起到了承載列車重量,提供車輛運行的驅動力及制動力,以及轉向架自有的轉向作用等功能。為了轉向架各項功能的穩定實現,轉向架各零部件組裝質量必須得到有效保證。
2 螺紋聯接類型
螺紋緊固件多為標準件常用的為螺栓,雙頭螺柱,螺釘等。根據是否擰緊分為緊聯接與松連接。轉向架上各零部件通過螺栓螺紋緊固到焊接構架的組裝接口處,與焊接構架形成一個整體,隨列車一起運行,所以轉向架上各螺栓連接均為緊聯接,螺栓均為擰緊狀態。擰緊聯接能增強連接的剛性、緊密型以及防松能力。對于受拉螺栓聯接,可以提高螺栓的疲勞強度;對于受剪螺栓聯接,有利于增大連接中的摩擦力。
3 螺紋連接失效形式
3.1 螺紋連接面變形
螺栓緊固過程中由于施加的緊固力較大,導致螺栓頭、螺母與支撐面的產生較大壓力,接觸面由于壓力較大擠壓產生塑性變形。螺栓在緊固長度內的拉伸力減小,導致螺母不回轉,聯接的預緊力降低后螺紋連接失效。
3.2 螺母自動回旋
轉向架在車下作業,運行環境惡劣,振動劇烈。螺栓長期受載荷、振動、沖擊等影響可能導致在某瞬間螺栓存在連接作用力瞬間消失的狀態,導致螺母出現自動回旋,致使螺紋連接失效。
3.3 螺栓斷裂
轉向架在運行過程中,由于運行速度過快導致飛石濺起擊打到螺栓處導致螺栓斷裂,或者由于螺栓長期高負荷使用過程中,螺栓桿體出現疲勞斷裂導致螺栓連接失效。
4 防松技術的分析應用
防松技術一般包括三種:摩擦防松,機械防松以及永久防松。摩擦防松和機械防松因為螺栓可進行拆卸再次使用,所以稱之為可拆卸防松,而永久防松使用后螺栓不可再用,且拆除過程復雜易損壞零部件,所以稱為不可拆卸防松。由于轉向架的零部件需要經常進行拆卸保養維修,所以一般選擇可拆卸的防松技術。本文結合防松技術應用情況介紹討論幾種可拆卸防松技術。
4.1 彈簧墊片
彈簧墊片是最常見的螺栓防松方法,利用彈簧墊片收口的彈力壓緊旋合的螺紋產生接觸面的壓力,增大接觸面的摩擦,阻止螺旋副的相對轉動可有效起到防松作用,如圖1所示。彈簧墊片成本低,防松效果優良,使用簡單,在轉向架上被廣泛得到應用。
4.2 防松鐵絲
利用螺栓頭部的防松鐵絲空,將防松鐵絲傳入,相鄰螺栓連接成8字防松鐵絲,可以有效的利用鐵絲的拉力使螺栓保證一定的拉緊力,不會產生旋動。防松鐵絲除去能夠起到防松作用外,還能夠有效的體現出列車運行過后螺栓是否出現松動。且值得一提的是防松鐵絲的運用與大多數防松方法不產生沖突,在轉向架上得到充分應用。
4.3 自鎖螺母
自鎖螺母形式多樣,原理也各有差異,但是都是圍繞著防止螺旋副的轉動,通常使用對頂螺母進行自鎖的比較多,可以有效的防止螺紋失效。但是自鎖螺母由于設計結構復雜,要求精度高,所以價位居高不下,轉向架上僅特殊部位使用。
4.4 NORD-LOCK墊片
NORD-LOCK墊片是近些年使用較為廣泛的防松墊片之一,該墊片由兩片的墊圈組成一套,每片的上、下面帶有不同鋸齒。當發生振動時,螺母發生轉動時墊片的鋸齒會抬升螺母,使連接面產生大的壓力增大摩擦力抑制螺母旋轉,使之不能松動,如圖2所示。
4.5 螺紋鎖固劑
在螺紋連接處涂抹螺紋鎖固劑,待螺栓緊固后,螺紋鎖固劑如同膠水一般將螺紋副粘連到一起,能夠有效的阻礙螺栓回旋。
5 總結
螺栓螺紋連接作為轉向架各零部件連接的主要形式,連接質量關乎轉向架的行車安全。本文通過對螺栓螺紋連接形式及失效形式進行分析,提出能夠有效防止螺栓連接失效的防松方法:使用彈簧墊片,使用自鎖螺母,使用防松鐵絲,使用防松墊片,使用螺紋鎖固劑等,當然,在不沖突的情況下,建議使用多種防松技術并行的方式防松。希望通過本文的介紹能夠為螺栓防松研究提供參考。
參考文獻:
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