動(dòng)車組輪裝制動(dòng)盤螺栓安裝工藝及其影響研究*

張化謙， 楊偉君， 焦標(biāo)強(qiáng)， 呂寶佳， 曹建行

(1 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 研究生部， 北京 100081；2 北京縱橫機(jī)電科技有限公司， 北京 100094)

動(dòng)車組輪裝制動(dòng)盤由緊固件(螺栓、螺母、螺栓套)連接安裝。為保證其連接可靠，需保證安裝后螺栓內(nèi)部的預(yù)緊載荷處于規(guī)定范圍。傳統(tǒng)的人工扭矩法通過(guò)人工施加一定的扭矩，從而間接保證規(guī)定的預(yù)緊載荷，但在實(shí)際生產(chǎn)中受多種因素的影響，該方法很難保證預(yù)緊載荷的準(zhǔn)確性與不同螺栓預(yù)緊載荷之間的一致性。

動(dòng)車組長(zhǎng)期處于高速度、高振動(dòng)的運(yùn)行工況下，輪裝制動(dòng)盤螺栓還要承受制動(dòng)時(shí)的高熱量，因此對(duì)連接的可靠性要求較高，相關(guān)文獻(xiàn)也對(duì)其運(yùn)用故障進(jìn)行了分析[1]，認(rèn)為控制好螺栓緊固效果有助于避免自身及配合件的故障[2]，研究方法主要包括試驗(yàn)測(cè)試與仿真計(jì)算[3]。不同行業(yè)的應(yīng)用表明，為達(dá)到較好的緊固效果，應(yīng)從研究安裝工藝入手，既尋找現(xiàn)有工藝中可能引發(fā)故障的因素[4]，也探究先進(jìn)的螺栓擰緊技術(shù)[5]，例如機(jī)器扭矩轉(zhuǎn)角法，從而進(jìn)一步提高連接質(zhì)量、提高效率。機(jī)器扭矩轉(zhuǎn)角法在航空航天、汽車領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，但在軌道交通行業(yè)的研究較少[6]。

擬開(kāi)展使用機(jī)器扭矩轉(zhuǎn)角法和人工扭矩法的研究工作，通過(guò)螺栓擰緊機(jī)控制扭矩、轉(zhuǎn)速、角度等參數(shù)，保證螺栓內(nèi)部預(yù)緊載荷的準(zhǔn)確性與一致性，并提高效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證輪裝制動(dòng)盤生產(chǎn)、運(yùn)用的安全可靠。

1 螺栓受載情況分析

輪裝制動(dòng)盤螺栓所受載荷可分為熱載荷與機(jī)械載荷兩部分，耦合作用主要表現(xiàn)為螺栓受熱膨脹后影響其軸向載荷大小，所以分析輪裝制動(dòng)盤螺栓運(yùn)用過(guò)程中的受載情況，應(yīng)首先分析其受熱情況。……