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大宝娱乐注册:广州地铁三号线车辆走行部紧固件问题分析

发布时间:2018-08-03   来源:城市建设理论研究   作者:李汉超  

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  走行部是承载车体并负担车辆沿着轨道走行的支承走行装置,最重要的组成部件之一,它的结构是否合理直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。

  广州地铁三号线走行部采用的是120km/h速度等级的B型地铁转向架,整体结构设计紧凑,主要由构架、轮对、轴箱、减振装置、动力牵引装置等部件组成,各类不同的紧固件种类多达百种以上,而三号线B1型车的走行部架修作业中需拆装和更换的紧固件种类就约有70种。

  一、紧固件常识介绍

  紧固件是作紧固连接用的一类机械零件,应用极为广泛。其特点是品种规格繁多,性能用途各异,而且标准化、系列化、通用化的程度极高。因此,也有人把已有国家(行业)标准的一类紧固件称为标准紧固件,简称为标准件。一般常用的标准主要有德国标准DIN、国际标准ISO、中国标准GB。

  1. 机械性能:紧固件的强度等级通常有4.8、5.6、8.8、9.8、10.9、12.9,未注明均指4.8级。强度等级标记代号由“? ”隔开的两部分数字组成。标记代号中“? ”前数字部分的含义表示公称抗拉强度,如4.8级的“4”表示公称抗拉强度400N/mm2 的1/100。标记代号中“? ”和点后数字部分的含义表示屈强比,即公称屈服点或公称屈服强度与公称抗拉强度之比。如4.8级的屈服点为320 N/mm2。

  2.表面处理:即是通过一定的机械或化学的方法在工件表面形成覆盖层的过程,其目的是增强紧固件的耐蚀性、耐磨性、以及装饰或其他特种功能要求。按镀层分类主要有镀锌(有冷镀锌,热镀锌,按镀锌颜色分有彩锌、白锌、蓝锌)、磷化、发黑、达克罗。

  3.紧固件防松:常用的防松方式主要有机械防松、螺纹紧固剂防松、铆冲防松。造成紧固件的松动原因主要是因为螺纹预紧力过大、紧固受力不均和运行振动,因此正确的预紧力和采取必要的防松形式是关键。三号线B1型车的走行部主要采用的防松方法有自锁螺母(变形自锁、钢片自锁)、锥形垫片、尼龙开槽螺栓、防松铁丝、开口销等。另外,应注意安装较大结合面或均布的零件时,应按一定的顺序分几次均匀对称拧紧各个螺栓、螺母到规定的扭矩。

  4.紧固件标注表示方法:例如螺栓DIN933 M12×60-A-8.8-A3C

  表示:德国标准DIN933,六角全牙螺栓,尺寸精度为A级,牙距P=1.75 ,粗牙,8.8级,直径D=M12,长度L=60,A3C=镀彩锌,镀层厚度级别为3级;螺母DIN934 M6-10-A2P L,表示德国标准DIN933,六角螺母10级,A2P=镀锌,镀层厚度级别为2级,L=左旋。

  二、紧固件常见问题分析及处理办法

  1.盲孔滑牙

  广州地铁三号线转向架采用转臂式轴箱定位,每个构架有4个转臂处16个转臂式轴箱安装盲孔。由于是关键部位,设计要求此处能够吸收来自轮对的一定振动和轮对相对构架的位移量,并保证连接紧密不松动,所以采用了ISO8765 M20×1.5×80-8.8的螺钉来连接轴箱与构架。在等级8.8满足强度要求的前提下,设计成牙距为1.5的细牙,使其自锁性能和受力条件更好,降低了高频率振动和受力突变造成紧固件松动的可能性,但与此同时,也增加了拆装时易滑牙的风险和滑牙后盲孔难修复的问题。

  由于制造误差、人为因素和新车装配中加入的装配胶等原因,造成架修作业中此处多次出现不同程度的滑牙。因此要视滑牙的情况,观察拆卸下的螺栓和盲孔内螺纹情况,尤其是顶部螺纹,采取具体的办法。

  1)滑牙程度较轻

  如果螺纹牙只是在顶部有少许滑丝,并且大部分螺纹未损坏情况下,建议先将盲孔内用金属零件清洗剂喷洗干净,不残留碎铁屑和杂质,再用M20×1.5的两攻手动丝锥进行走牙,即直接用二攻丝锥配合喷涂润滑剂(切忌使用头攻丝锥)缓慢的攻入盲孔内,起到修复少量变形螺纹的作用,最后用止通规检验内螺纹质量。

  同时也可采取补偿螺纹长度的办法,即增加盲孔内螺纹的长度,用头攻丝锥配合喷涂润滑剂向内攻牙约10mm,再用二攻丝锥修补螺纹,用止通规检验内螺纹质量,装配时可采用M20×1.5×90-8.8的螺栓,并按照规定的380 N.m扭力紧固。

  2)滑牙程度较重

  如果观察发现盲孔内螺纹滑丝较多且较深,此时不宜采用以上简单的攻牙办法,需采用扩孔攻牙的方法。

  将构架翻转,水平放置,用适当的台钻对孔进行扩大。如扩成M22的螺纹孔,其螺纹底径应扩成20.5mm,再使用M22×1.5的两攻手动丝锥配合喷涂润滑剂进行攻牙,用止通规检验内螺纹质量,装配时采用M22×1.5×80-8.8的螺栓,并将紧固扭力适当的增加至约450N.m。

  2.螺纹锁固胶过多

  螺纹锁固胶是一种利用氧对自由基阻聚原理制成的单组份密封粘和剂,既可用于粘接又可用于密封,其主要作用是锁紧防松、密封防漏、固持定位。

  广州地铁三号线采用柔性齿轮联轴节,其联轴节轮毂与套筒弹簧座连接由8颗DIN912 M5×20-10.9的螺钉紧固,在联轴节装配时,此处都须涂有适量的螺纹锁固剂,而有时可能涂得过多,造成拆出螺钉时较难。

  建议在发现松动螺钉较其它费力时,应立即停止拆卸,用中频加热枪对其局部加热,使其内的螺纹锁固胶熔融,然后松动螺钉,检查螺纹孔情况。

  因此为避免下次拆卸的问题,应掌握一定的螺纹锁固胶使用方法。对重复使用的螺栓、螺母,应用专用清洗剂清洗螺栓、螺母的螺纹内外表面,并晾干。将螺纹锁固剂涂到螺栓与螺母配合处的螺纹,且配合处的螺纹360°方向上均应涂胶。

  3.紧固件锈蚀

  广州地铁三号线车辆较多的穿行于空气条件较潮湿的区间隧道内,往往对走行部的紧固件防锈功能要求较高。

  空气弹簧与车体的连接是由4颗ISO4017 M16×70-8.8-DAC500的螺栓连接,其DAC500是盐雾试验标准下,能达到500小时以上的防腐蚀能力,较发黑和镀锌的表面处理防锈能力强,一般条件下的空气不易被锈蚀。但是此螺栓发现过多根螺杆锈蚀的情况,初步分析是水份长时间附着在螺杆表面,慢慢氧化所致。

  建议更换同等级或更高等级的防锈螺栓,因为锈蚀处的表面镀层已失去防锈效果,重复使用紧固件易被腐蚀。在紧固好此紧固件后,为保护其不锈蚀,还可在螺栓头和螺母表面喷涂防锈保护蜡,使水份不易与螺杆接触。

  4.预紧力不正确

  预紧力是在受到工作载荷之前,为了增强连接的可靠性和紧密性,以防止受到载荷后连接件间出现缝隙或者相对滑移而预先加的力。其要求的预紧扭矩是根据紧固件规格、使用条件以及防松方式等因素确定的,其扭矩不允许过大或过小,如若过大容易造成滑牙,如若过小达不到预紧的效果。

  三号线B1型车的走行部紧固件种类繁多,规定的扭矩都不尽相同,作业人员在作业时容易疏忽或上错扭矩。

  建议对已按规定上扭矩的螺栓进行复检,并要求在24小时内以原扭矩值的90%复检。

  5.划线不规范

  紧固件的划线是后期检查紧固件是否松动的重要凭证,广州地铁目前采用红色漆油笔在螺栓头部划线,要求螺栓、螺母划线时,优先采用垂直方向划线方式,其次采用水平方向划线方式;螺栓、螺母的划线须便于检查,清晰可见,不要在隐蔽处划线;重复划线、螺纹处划线、螺栓头侧面未划线、螺栓头全划线等都是错误的划线。

  建议统一划线标准,培训作业人员熟悉划线标准,避免漏划线和错划线等情况的发生。

  三、结语

  地铁车辆的紧固件由于其所处环境的苛刻和安全运营的需要,使其标准和使用要求都较高,因此三号线B1型车的走行部的架大修作业中须综合考虑紧固件的失效形式,处理和预防好紧固件问题,才能保障车辆运营的安全与舒适。

  参考文献

  中国南车集团株洲电力机车有限公司.广州地铁三号线维修手册 [Z].湖南:中国南车集团株洲电力机车有限公司.2005.

  濮良贵,纪名刚.机械设计 [M].8版.北京:高等教育出版社,2006.

  刘惠民.铁道车辆构造检修及装备 [M].北京:中国铁道出版社,2000.

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