高速动车组转向架螺栓防松技术研究

卢庆洲 李敬宝

中车唐山机车车辆有限公司 河北唐山 064000

1 高速动车组转向架螺栓防松技术

1.1 联接面变形产生松动

（1）当螺栓头或螺母的支撑面接触压力非常高或连接器的表面刚度非常小时，连接器的表面在螺栓头或螺母的压力下会出现环形凹陷。在连续使用过程中，节点的连续塑性变形会降低节点的预紧力[1]。

（2）宽松造成的自动螺母旋转，高速动车组转向架运行，由于长期的可变负荷，振动和冲击，或由于原因，如环境温度上升和下降螺旋副的摩擦系数变化与变化，有时副螺母支承面摩擦力矩消失了，螺丝不能满足自锁条件，导致之间的相对滑动螺旋副，使螺杆旋转，如果重复很多次，会松动的螺丝副[2]。

1.2 螺栓防松方法及应用

控制预加载。预紧可以提高螺栓连接的可靠性、抗松动性和疲劳强度，提高螺栓连接的松紧性和刚度。因此，在装配转向架构件时，通过保证适当的预紧力，控制安装预紧力是防止螺钉紧固件松动和螺栓连接松动的经济有效措施之一。

1.3 摩擦防松法

防摩擦松动法是通过预紧接头，使螺纹对之间保持一定的轴向压力，从而保持一定的摩擦阻力矩来防止接头的松动。常用的防松摩擦方法有:弹簧垫圈防松。当螺母拧紧时，垫片变平产生的弹性反应压紧螺纹，垫片斜角的顶部压紧螺母和管件之间的支撑面，防止松动。该方法结构简单，使用方便。广泛应用于转向架螺栓连接。然而，这种方法的缺点是垫圈的弹性力不均匀。因此，在使用弹簧垫圈时，还一般要附加弹性丝，以帮助防止松动。

1.4 双螺母防松

把两个螺母拧到顶部，这样螺纹就会一直承受额外的压力和摩擦。当工作负荷发生变化时，摩擦力始终存在，下螺母受力小，可小。该方法结构简单，适用于稳定、低速、重载的固定装置的连接。然而，由于这种方法的安装和拆卸比单螺母结构复杂且占用空间大，很少用于动车组转向架，而多用于客车和机车转向架。

1.5 机械防松

机械锁紧通过金属止动装置防止螺栓和螺母相对旋转。锁紧垫圈简单可靠，但只能使用一次。主要形式有弹簧垫圈、止动垫圈等。对于高架螺母和开槽螺母，紧固后将高架螺母拧入螺纹端部孔内或螺母槽内，将高架尾部拉开，压在螺母侧面，防止松动。将低碳钢丝穿入每个螺丝头的孔内，螺栓串联连接，使其相互制动，防止松动。

2 高速动车组转向架螺栓紧固防松注意事项

2.1 检修工艺执行不彻底

断面规和检验过程中对弹簧的检修要求是弹簧断裂、圆钢直径大于8% 的腐蚀磨损和自由高度小于规定限值的更换，而忽略了对弹簧其他部件的检验。由于阻尼内圆弹簧的自由高度较大，弹簧的内径和间隙较小，弹簧内侧表面的死角和沥青漆容易出现，经常导致弹簧内裂等缺陷不易发现，大修漏检时，在操作阻尼器时内圆弹簧断裂[4]。

2.2 工艺缺陷

从断裂的内弹簧可以看出螺旋从圆形截面向矩形截面过渡过程中存在不均匀现象。根本原因是内弹簧缠绕时，端部轴承环和工作环的表面不光滑，有毛刺、划痕、槽口、裂纹、褶皱、锋利边缘和粘痕。端轴承环与工作环之间的间隙过大，端轴承环与工作环之间的磨损在使用过程中形成沟槽，容易产生应力集中，导致裂纹和断裂。

2.3 存在卡阻现象

在进行动车组其转向架的检修工作当中，经常会发现枕簧并没有完全置于槽内，也就是说在摇枕其两端在弹簧定位圆脐并没有完全落入到减振内弹簧当中，减振外弹簧会倾斜搭在承载弹簧台的挡边上，导致出现卡阻的情况。由于定位圆脐以及弹簧其挡边结构具有一定的特殊性，而且如果不能及时的解决卡阻问题，那么在全车落地之后，要进行再修复则需要非常大的难度，使得内弹簧其外径以及外弹簧其内径产生非常大的磨损，导致强度较低的弹簧就会出现折断的情况。

2.4 应对措施

严格执行维修程序，加大维修力度，重点检查圆钢卷弹簧内部，防止故障的发生，提高新制作弹簧的质量，不允许出现刻痕、裂纹、折痕、斑点等缺陷；完善热处理工艺，消除毛刺、划痕、孔洞、裂纹、褶皱、锋利边缘和痕迹，加强减震器弹簧表面结构，提高其抗疲劳和应力腐蚀开裂能力，修复合格的弹簧，表面应清洁并涂防锈漆，严格工艺标准，即同类型转向架与同类型圆柱弹簧没有更安全稳定的发展，机械制造企业的能耗水平[5]。

3 结语

通过来进行侧架加固尽量避免磨耗板出现断裂的情况，高速动车转向架其立柱磨耗板是和垫圈、折头螺栓、侧架以及防松螺母，所以立柱磨耗板其状态对于车辆其转向架的性能有着非常大的影响，而立柱磨耗板的裂损会使得斜楔的主摩擦面产生损伤，导致摩擦副性能降低，更有甚者，会直接出现失效，使得车辆其动力性能降低很多，甚至致使车辆出现安全隐患。