转8G转8A转向架下心盘组装螺栓故障分析与处理建议

鲁红旗

摘要：货运列车提速后，载重60吨及以下的旧型货车（如C64、C62A、K18DF、N30等，大部分装用转8G、转8A型转向架），转向架下心盘组装螺栓故障率明显呈上升趋势，对货车运行安全的影响，分析了产生的原因，提出了处理方法及防范措施。

关键词：下心盘螺栓；寿命管理；智能电动扳机；紧固扭力矩

唐公塔车辆段承担着大准铁路公司管内264公里的国铁及自各车辆的运行安全（下辖点岱沟、唐公塔、南坪、九苏木、丹洲营等5个货车列检所和薛家湾1个客车列检所）及所属自备车辆的货车段、辅修和客车辅修任务。近年来，从唐公塔车辆段各个列检所的检修情况来看，发现装用转8A、转8G转向架的货车，普遍存在着下心盘螺栓松动、折断现象，且呈逐年上升趋势，这些问题严重影响货车运行安全，不符合当前铁路列车大提速以来，对铁路货车提出的重载高速的要求。尽管在《铁路货车段修规程》中采取了预防措施，规定采用了防松螺栓，但实际运用中螺母松动、折断、丢失现象仍时有发生，这一现象已成为抑制货车提速的一个重要因素。本文仅就大准铁路公司唐公塔车辆段对所施修自备车辆的情况，对装用转8A、转8G转向架的货车下心盘螺栓检修现状做一粗浅分析，并提出防范措施及建议。

1存在现状：

大准铁路公司保有的旧型铁路货车（C62A、K18DF、K13、N30、N24等）计349辆，均装用转8A、转8G转向架。从车况、车龄来看，这些车辆大都出-厂于上世纪九十年代初一世纪末，使用年限均在15年-25年范围内，接近车辆报废年限（25年）。规程中规定了对车辆整车实行寿命管理，对主要配件如轮对、轴承、制动阀、摇枕、侧架、钩缓等也做出了相关规定，但对其余普通配件却没有规定，即超限或达到报废程度时更换，没有要求标注生产日期，更没有采取寿命管理的方法。

2原因分析：

2.1螺栓组装质量问题

2.1.1螺栓没有标注生产日期、没有采用寿命管理，我们认为在列车运行速度大提高的情况下，没有对下心盘组装螺栓实行寿命管理是一个疏漏。转向架主要是通过下心盘承担车辆的自重和载重，并将载荷传递到钢轨上。传导顺序如下：车体载荷→上心盘→下心盘→摇枕→摇枕弹簧→侧架→承载鞍→轮对→钢轨。车体通过下心盘与转向架可相对自由转动，使车辆顺利通过曲线，降低运行阻力。如果下心盘组装螺栓松动、折断甚至丢失，将严重导致下心盘与摇枕组装的紧固性，从而影响到整个车体运行安全。尤其在现在运行速度提高以及货车吨位增加的情况下，车体惯性冲击力相应增大，而这对组装螺栓来讲是更为不利的，受力会进一步增大，直接导致螺栓松动，致使下心盘移位、严重者螺栓被切断、转向架与车体分离，从而造成行车事故。从进段进行检修的车辆来看，螺栓接近断裂的大多是旧螺栓，有些螺栓已经出现疲劳裂纹，从被接近拉断的旧螺栓的断面来看，大部分存在有旧痕。从货车安全运行的角度来看，我们以前忽略了螺栓这个小而关键的配件，往往是螺栓破损到完全不能使用才更换，现在随着列车提速、载重增加，应该考虑对螺栓进行寿命管理，定期报废、更换，从而确保货车安全运行。

2.1.2螺栓自身产生裂纹问题。造成这个问题的原因有以下几种情况：有的是螺栓产品质量问题；有的是螺栓在组装时被拉伤；有的是在运行中由于冲击造成等等。这些裂纹如果是出现在螺杆处还容易检查，但裂纹较多是出现在螺纹处，靠目测很难发现，如果是内部应力导致裂纹，目测更是难以检查到位。我们在修车过程中发现旧螺栓被拉断的断面大多有旧痕，有的旧痕面积达70%。如果这样的螺栓被重复使用再次组装到车上，将对货车安全运行造成严重隐患。

2.1.3螺栓缺陷在车辆运行中引起螺栓松动问题。螺栓副中产生的摩擦副使螺栓自锁从而紧固螺栓。这种摩擦副只有在承受静载荷时才不会发生变化并且自锁。而当螺栓受到载荷作用而引起振动、冲击时，螺纹中的摩擦力就会出现瞬时减少或消失的现象。这种现象多次反复出现，螺栓在这种力的反复作用下会逐渐松动，此外螺栓滑扣、锈蚀等缺陷也会导致逐渐产生松动。

2.1.3.1螺栓滑扣。现在螺栓没有寿命管理，长时间使用出现一些磨损滑扣现象很普遍。因没有报废规定，这些螺栓就不能不使用，这也是装车后运行一段时间螺栓松弛的一个原因。

2.1.3.2螺栓锈蚀严重。一些螺栓因长时间使用生锈，锈皮既影响检查裂纹，又影响组装质量。由于锈皮填塞在组装部位时螺栓不松动，运行中进一步锈蚀增大，加上重复振动、冲击，最终至使锈皮脱落造成螺栓松弛。

2.2组装质量问题

2.2.1螺栓预紧力不足以及紧固不均。心盘组装螺栓的紧固力矩小，预紧力不足；心盘螺栓组装扭力矩设定范围大，致使智能扭力矩自动扳机紧固后，8条螺栓预紧力可能不一致，造成螺栓紧固不均。这些当货车在牵引和发生制动时，由于惯性力施加在心盘上的水平载荷大于心盘与摇枕接触面的磨擦力，造成心盘相对于摇枕发生微量滑移错位，从而使心盘螺栓由原来的垂直状态变为倾斜状态，螺栓被拉长，反复交变的拉伸影响了螺栓与螺母的自锁性，发生松动。由于螺栓紧固力不均，在货车的冲击、振动等因素下，造成螺栓承受的力不均衡被拉断、拉松。

2.2.2弹簧垫圈被压断或挤出。这些也会造成螺栓松驰，原因是心盘安装座不平，有铸造缺陷因素，也有切割螺栓造成的缺陷因素；另外還有操作智能扳机不当，扭力矩过大造成。

3.防范措施及建议

通过以上原因分析，可以看出下心盘螺栓虽小，但它在列车运行中作用巨大。它的松动、折断、丢失就会使车辆在传递纵向力时，心盘相对于摇枕发生位移，甚至发生上心盘脱出以及转向架定位不稳定现象；在车辆传递横向力时，心盘同样会发生横向位置偏移，在通过曲线时，

由于离心力作用，车体相对于转向架发生横向移动，使车辆的重心发生偏移，容易造成车辆脱轨和颠覆。同时，心盘松动使车辆在蛇行或通过曲线时车体的横向冲击力加大，会加剧轮缘和钢轨内侧面的磨耗。为确保货车安全运行，提出如下防范措施及建议。

3.1防范措施。在原规定基础上，对下心盘及组装螺栓建立检修档案，同车、同转向架施行对比，施行寿命管理。我们对所属349辆旧型货车统一建立了维修档案，经实践证明效果明显。

3.2.辅修、临修作业中，杜绝使用风动扳手组装螺栓，如因条件限制没有智能扭力矩扳机，也必须使用扭力矩扳手，确保在紧固心盘螺栓时有符合要求的预紧力，同时，将其余的螺栓用扭力矩扳手逐一进行检查，确保8条螺栓紧固扭力矩在要求范围内，使螺栓预紧力趋于一致。

3.3对螺栓出现滑扣现象要坚决报废，杜绝隐患。

3.4对经检查良好的旧下心盘螺栓、螺母，组装前用煤油加变压器油进行清洗除锈，对螺栓、螺母起到防腐处理作用。组装下心盘螺栓，装用BY-B型防松螺母时，组装后一定要逐个认真检查弹簧垫圈，确保弹簧垫圈不折断、不脱出。

3.5对下心盘螺栓进行探伤检查，建立探伤记录，彻底消除隐患裂纹。目前《铁路货车段修规程》中，没有对下心盘螺栓进行探伤检查的要求，在当前提速重载新形势下，应采取如轴承端部螺栓同样的要求，标记制造厂名代码及制造年月。

3.6争取全路推广，对下心盘螺栓实行寿命管理，确保提速重载条件下货车运行安全。