穆彥華 張亞雙

摘要：螺栓是高速動車整體結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，通過利用螺栓將不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接可有效提升動車結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，能夠確保動車穩(wěn)定運(yùn)行，降低安全事故發(fā)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(zhuǎn)向架能夠正常使用，如在使用中出現(xiàn)任何螺栓松動的情況都會對轉(zhuǎn)向架甚至整個動車組的運(yùn)行安全造成極大威脅，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重交通事故，因此，本文對轉(zhuǎn)向架螺栓使用過程中出現(xiàn)防松失效的主要原因及形式展開分析，并對相應(yīng)防松技術(shù)的具體應(yīng)用展開討論，以期能夠提升轉(zhuǎn)向架作用，保證動車正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：高速動車組；轉(zhuǎn)向架；螺栓放松技術(shù)；應(yīng)用方式

一、轉(zhuǎn)向架螺栓放松出現(xiàn)失效的原因及形式

1.因連接面變形出現(xiàn)的失效現(xiàn)象

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

2.因螺母自動回轉(zhuǎn)作用出現(xiàn)的失效現(xiàn)象

高速動車組在正常運(yùn)行過程中由于動車自身運(yùn)行特點(diǎn)、重量、轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)、螺栓在使用過程中受到的各種外力等方面的影響，導(dǎo)致轉(zhuǎn)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(shù)逐漸產(chǎn)生變化，同時在螺栓的螺紋與螺母產(chǎn)生支撐的部位因摩擦力的減小或突然消失導(dǎo)致螺母出現(xiàn)自動回轉(zhuǎn)現(xiàn)象，致使螺栓結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松動，出現(xiàn)防松失效現(xiàn)象。

二、高速動車組中轉(zhuǎn)向架螺栓防松技術(shù)的具體應(yīng)用

1.控制安裝預(yù)緊力技術(shù)

絕大多數(shù)高速動車組轉(zhuǎn)向架在進(jìn)行穩(wěn)定性、牢固性提升時多使用控制預(yù)緊力技術(shù)加強(qiáng)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(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度、可靠作用和抗疲勞強(qiáng)度，且有效提高其防松能力，保證整體轉(zhuǎn)向架使用的安全性。在進(jìn)行該技術(shù)方法應(yīng)用時不需要對螺栓連接結(jié)構(gòu)做出任何調(diào)整和改動，而使直接借助螺栓結(jié)構(gòu)中螺紋的自鎖特點(diǎn)，既能夠有效降低放松失效現(xiàn)象出現(xiàn)概率，同時也具有節(jié)省成本、提高防松效率的作用。以CRH2動車組中轉(zhuǎn)向架為例，在針對該轉(zhuǎn)向架及各個連接部位的組裝時，除了對管卡座進(jìn)行組裝之外，其余轉(zhuǎn)向架及螺栓連接部位均需要使用控制預(yù)緊力技術(shù)，利用專用扭力扳手對其進(jìn)行加緊，其技術(shù)具體應(yīng)用方法如下：

（1）科學(xué)選擇扭力扳手

通常情況下在針對轉(zhuǎn)向架螺栓選擇扭力扳手時需要對其量程等數(shù)值進(jìn)行科學(xué)篩選。針對動車組實(shí)際需求，需要確保選擇的扭力扳手的最大量程為50%-100%，當(dāng)扭力扳手的指針指數(shù)處于20%以內(nèi)時，此時扳手設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的彈簧部位已經(jīng)開始產(chǎn)生形變，如在此時對其扭矩值進(jìn)行確認(rèn)不夠精準(zhǔn)，需要在其指針到達(dá)20%之后進(jìn)行計算并選擇，例如扳手的量程如果在320N.m內(nèi)時，那么其扭矩值范圍應(yīng)當(dāng)為320×20%-320N.m=64-320N.m。

（2）使用扭力扳手時的注意事項(xiàng)

第一，應(yīng)在使用時嚴(yán)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(tài)，將其垂度偏差控制在3°以內(nèi)，而在扳動時確保其用力方向與手柄方向保持垂直狀態(tài)，將其垂直度偏差控制在10°以內(nèi)。

第二，嚴(yán)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(jìn)行施力時保證其施力勻速且保持平穩(wěn)，以免對施力者產(chǎn)生傷害，保證其預(yù)緊力。

（3）做好緊固與防松標(biāo)識，科學(xué)使用潤滑產(chǎn)品

第一，由于轉(zhuǎn)向架中螺栓連接結(jié)構(gòu)數(shù)量較多，因此在進(jìn)行控制預(yù)緊時需要在每進(jìn)行并結(jié)束一次預(yù)緊后使用顏色較為明顯的油漆筆對該處做好明顯標(biāo)識，確保在進(jìn)行其他螺栓擰緊過程中不會出現(xiàn)混亂現(xiàn)象，避免對已經(jīng)進(jìn)行預(yù)緊后的螺栓進(jìn)行再次擰緊或出現(xiàn)遺漏等現(xiàn)象。如在最終進(jìn)行加固后則需要對已經(jīng)進(jìn)行防松的位置進(jìn)行標(biāo)記；第二，可根據(jù)具體預(yù)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(jìn)行保護(hù)，同時也能夠減小一部分扳手在施力時產(chǎn)生的力矩，保證預(yù)緊技術(shù)的作用及效果。

2.摩擦防松技術(shù)

（1）彈簧墊圈的摩擦防松應(yīng)用

螺母擰緊后，壓平墊圈產(chǎn)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(lián)接件間的支承面，也起到防松的作用，此方法結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在轉(zhuǎn)向架螺栓聯(lián)接中應(yīng)用廣泛，但缺點(diǎn)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(yīng)用

雙螺母處于上下狀態(tài)，當(dāng)兩個螺母在進(jìn)行對頂擰緊后其螺紋間因其契合度高使其在擰緊狀態(tài)下始終保持固定摩擦力并存在附加壓力，而當(dāng)雙螺母在運(yùn)行工作中出現(xiàn)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(tài)不便，可有效提升其防松作用。該方式具有簡單化的特點(diǎn)，可用于位置較為平穩(wěn)且承載力較大的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)內(nèi)，但在整體拆卸過程中存在拆卸負(fù)責(zé)、占用面積較大等特點(diǎn)，因此多數(shù)動車組轉(zhuǎn)向架對該技術(shù)的應(yīng)用概率較低。

3.機(jī)械防松技術(shù)

第一，在放松技術(shù)中主要使用止轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jìn)行串聯(lián)。將低碳鋼絲穿入各螺釘頭部的孔內(nèi)，將各螺栓串聯(lián)，使其相互制動，從而預(yù)防松動。鋼絲防松結(jié)構(gòu)簡單，可直接通過檢查鐵絲的狀態(tài)來判斷螺栓是否松動，轉(zhuǎn)向架上一般采用串聯(lián)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(yùn)行中的可靠性。

4.科學(xué)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(jìn)行全面清理，將油漬、灰塵等雜質(zhì)去除，并利用固定膠劑在螺紋的連接部位進(jìn)行均勻涂抹隨后將螺紋擰緊，當(dāng)膠狀液體逐漸凝固后產(chǎn)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(jìn)行拆卸且尺寸規(guī)格較小的螺栓結(jié)構(gòu)中使用，我國多數(shù)地鐵等轉(zhuǎn)向架均使用該方法，其效果較為顯著。

三、結(jié)語

通過以上分析我們可知，保證高速動車組中轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性是維護(hù)動車穩(wěn)定運(yùn)行水平、保證乘客及共組人員生命安全的關(guān)鍵因素，該結(jié)構(gòu)在動車組中具有至關(guān)重要的作用。而為了進(jìn)一步提升其結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(shù)，并針對其具體特點(diǎn)和需求科學(xué)選擇技術(shù)類型，嚴(yán)格遵循技術(shù)要點(diǎn)和應(yīng)用方法，提升轉(zhuǎn)向架整體安全性，進(jìn)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(xiàn)

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（作者單位：中車唐山機(jī)車車輛有限公司）