王 騰，吳勝?gòu)?qiáng)，杜清全，謝 浩

0 引言

近幾年來(lái)，我國(guó)高速鐵路得到了快速發(fā)展，經(jīng)過(guò)十余年的運(yùn)行，一些新的設(shè)備隱患逐漸顯現(xiàn)。自2013年以來(lái)，國(guó)內(nèi)高鐵接觸網(wǎng)定位器脫落已成為慣性故障，2021年初就曾發(fā)生兩起因定位器脫落而造成的弓網(wǎng)故障，其中鄭州局管內(nèi)分相處定位器脫落還引發(fā)了斷線事故?？梢?jiàn)定位器脫落給鐵路的安全運(yùn)行埋下了重大隱患。本文以定位線夾、定位器為分析對(duì)象，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，分析定位器脫落的原因及解決措施，并提出安裝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及類似問(wèn)題的查找方法，為高速鐵路接觸網(wǎng)定位線夾檢修及制造工藝總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

1 定位線夾、定位器結(jié)構(gòu)及相關(guān)匹配關(guān)系

國(guó)內(nèi)高鐵接觸網(wǎng)定位線夾和定位器標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)TB/T 2075.3—2010、OCS-2和OCS-3，各標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)細(xì)部工藝尺寸要求未作具體規(guī)定[1]，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)零部件不匹配，為安全生產(chǎn)埋下隱患。

1.1 定位線夾、定位器結(jié)構(gòu)

定位線夾按結(jié)構(gòu)形式主要分為有插銷型定位線夾和無(wú)銷型定位線夾兩種結(jié)構(gòu)，如圖1所示。定位線夾與定位器通過(guò)定位銷釘套筒連接，T型定位器結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。

圖1 定位線夾結(jié)構(gòu)形式

圖2 T型定位器結(jié)構(gòu)形式

1.2 定位線夾、定位器相關(guān)參數(shù)

抽查廠家A和廠家B生產(chǎn)的定位線夾U型銷，直徑基本均為4 mm，定位線夾兩孔孔徑均為15.6 mm。但廠家A生產(chǎn)的定位線夾穿孔孔徑為4.44 mm，廠家B生產(chǎn)的定位線夾穿孔孔徑為5.4 mm，兩者差1 mm。廠家A生產(chǎn)的U型銷內(nèi)部間距10.97 mm，廠家B的為11.89 mm，兩者相差近1 mm。連接相同定位器后發(fā)現(xiàn)廠家B生產(chǎn)的定位線夾U型銷晃動(dòng)嚴(yán)重。

抽查廠家A不同時(shí)間段生產(chǎn)的定位器定位銷釘套筒參數(shù)，發(fā)現(xiàn)參數(shù)及公差要求不同，而定位線夾連接處的孔徑為16 mm，誤差控制沒(méi)有變化。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)抽查發(fā)現(xiàn)同一個(gè)廠家生產(chǎn)的定位線夾與定位器存在不匹配情況，即定位線夾與定位器定位銷釘套筒無(wú)法連接。

定位線夾與U型插銷和定位器存在匹配關(guān)系，若定位線夾穿孔孔徑、U型銷間距、定位器銷釘套筒公差控制不足，將出現(xiàn)U型銷晃動(dòng)嚴(yán)重、定位線夾無(wú)法與定位器連接的情況。

2 定位器脫落原因分析

2.1 產(chǎn)品質(zhì)量源頭問(wèn)題

產(chǎn)品質(zhì)量源頭問(wèn)題主要體現(xiàn)在第1節(jié)闡述的各廠家生產(chǎn)零部件標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各零部件公差控制不盡相同，導(dǎo)致U型插銷晃動(dòng)嚴(yán)重，直至磨斷。

2.2 安裝工藝問(wèn)題

文獻(xiàn)[1，2]對(duì)U型插銷安裝不到位、定位器未安裝入槽而引發(fā)的定位器脫落情況進(jìn)行了分析，本文不再分析。

2.3 定位器受力問(wèn)題

高速鐵路線路曲線半徑大，可忽略曲線力，將接觸網(wǎng)定位器受力簡(jiǎn)化為“三點(diǎn)”模型，如圖3所示。

圖3 定位器受力計(jì)算模型

接觸網(wǎng)支柱A、B、C對(duì)應(yīng)的跨距為L(zhǎng)1、L2，對(duì)應(yīng)的拉出值為a1、a2、a3，接觸線張力為T(mén)j。根據(jù)受力分析，支柱B處的定位器受力為

結(jié)合式（1）的思路，選取某運(yùn)行近6年的高速線路1C檢測(cè)波形圖和4C圖片（如圖4和圖5所示），篩選定位器受力較小處進(jìn)行受力分析。對(duì)運(yùn)行里程184 km的線路進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)懷疑點(diǎn)28處，受力分析數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 某高鐵線路定位器受力分析數(shù)據(jù)

圖4 1C波形圖中定位器受力對(duì)比

圖5 4C圖片中定位器受力對(duì)比

根據(jù)《高速鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行維修規(guī)則》（鐵總運(yùn)[2015]362號(hào)）第一百一十九條“定位器應(yīng)處于受拉狀態(tài)（拉力≥80 N）”的要求，對(duì)表1中11處受力小于80 N的定位器進(jìn)行重點(diǎn)排查。發(fā)現(xiàn)該11處定位線夾U型銷釘均存在不同程度的磨損，其中最為嚴(yán)重的1處磨損已超過(guò)50%，同時(shí)定位器定位鉤處也出現(xiàn)較大磨損。

結(jié)合前期排查情況，為確保高鐵列車安全運(yùn)行，開(kāi)展了一次T型定位器定位線夾更換及不受力定位器專項(xiàng)排查整治工作。在近1 000個(gè)定位線夾的更換工作中發(fā)現(xiàn)：定位線夾與定位器連接處存在1～3 mm間隙；U型插銷在接觸網(wǎng)高頻振動(dòng)的情況下始終存在一定的磨損，其磨損程度與定位器受力存在明顯關(guān)系，即定位器受力良好的情況下，定位線夾U型插銷幾乎無(wú)磨損；定位器在不受力的情況下，定位線夾U型插銷磨損嚴(yán)重。

2.4 定位器與定位管間隙不足

排查中發(fā)現(xiàn)個(gè)別T型定位器與定位管間隙不足30 mm，T型定位器上有輕微摩擦痕跡。同步檢查定位線夾U型插銷，發(fā)現(xiàn)U型插銷有局部輕微磨損，定位器定位鉤處有輕微磨損。

綜上所述，高速鐵路接觸網(wǎng)定位器脫落的主要原因有：（1）產(chǎn)品源頭質(zhì)量控制不足，不同廠家產(chǎn)品零部件不完全具備互換條件，零部件的公差工藝控制并不完全滿足圖樣要求；（2）安裝工藝不達(dá)標(biāo)，主要體現(xiàn)在定位線夾未安裝入槽和U型插銷安裝過(guò)程中受損變形，變形的U型插銷即使可以安裝入孔，但其形變量過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致定位器在高頻振動(dòng)下脫落；（3）定位器不受力，實(shí)踐證明定位線夾與定位器始終存在1～3 mm間隙，在高速振動(dòng)的情況下，若定位器受力不好，定位線夾U型插銷會(huì)長(zhǎng)時(shí)間磨損嚴(yán)重，最終導(dǎo)致定位器脫落；（4）定位器與定位管間隙不足，導(dǎo)致定位器摩擦定位管，同步磨損定位線夾U型插銷。

3 解決措施

（1）做好源頭控制。一是根據(jù)國(guó)家鐵路局最新頒布的TB/T 2073、2074、2075電氣化鐵路接觸網(wǎng)零部件技術(shù)、試驗(yàn)及零部件標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按檢驗(yàn)規(guī)則中“按圖樣標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行尺寸檢查和組裝檢查”的要求，做好零部件圖樣采集，依據(jù)圖樣對(duì)實(shí)物進(jìn)行核對(duì)，確保實(shí)物公差得到控制，掌握不同廠家零部件互換性。二是更換定位線夾時(shí)，建議采用無(wú)銷型定位線夾。三是只更換定位線夾U型插銷時(shí)，必須采用原廠U型插銷，禁止不同廠家產(chǎn)品混用，同時(shí)建議廠家對(duì)U型插銷進(jìn)行標(biāo)記，防止混用。四是定位器和定位線夾必須采用同一廠家產(chǎn)品，嚴(yán)防公差不匹配造成間隙過(guò)大。

（2）做好現(xiàn)場(chǎng)施工控制和驗(yàn)收。一是現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)禁止對(duì)U型銷釘進(jìn)行敲打，嚴(yán)格按相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)施工。二是驗(yàn)收時(shí)逐一測(cè)量定位線夾與定位器連接處間隙，確保間隙在1～3 mm范圍內(nèi)；檢查U型插銷外觀，發(fā)現(xiàn)敲打痕跡立即更換，嚴(yán)防U型插銷變形帶病運(yùn)行而縮短其使用壽命；采用手搖方式檢查定位器受力情況，確保定位器受力狀態(tài)良好；檢查T(mén)型定位器與定位管距離，確保滿足間隙不小于50 mm的要求。

（3）做好運(yùn)行管控。利用1C和4C數(shù)據(jù)對(duì)受力較小處的定位器和定位線夾進(jìn)行分析及上網(wǎng)檢查，同步調(diào)整相關(guān)拉出值，確保定位器受力符合標(biāo)準(zhǔn)要求。