浅析城轨转向架螺纹紧固质量控制

浅析城轨转向架螺纹紧固质量控制

祁跃辉夏超卢海超

（中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛266111）

摘要：随着各个城市对城轨车辆需求量的增加，转向架的质量控制受到广泛重视。转向架作为列车的走行部，其搭载了驱动装置，基础制动装置，悬挂装置，牵引装置等多个重要部件，直接影响了城轨列车的运行稳定性。转向架上各零部件的连接均为螺纹联接，所以螺纹联接的质量控制尤为重要。本文基于现行城轨转向架的螺纹联接方式进行研究，浅析不同螺纹联接方式对质量控制的影响，为转向架质量提升提供参考。

关键词：城轨转向架，螺纹联接，质量控制

1.引言

随着地上道路的拥挤，城市轨道交通以其高速、稳定、不拥堵等优势正在受到各个城市的追捧。转向架作为重要的零部件，其承载了列车驱动，制动，牵引等多项重要功能。转向架各零部件联接均采用螺纹联接的方式进行，故螺纹联接的性能直接左右了各零部件的性能保证，本文基于转向架螺纹联接方式进行浅析，为转向架质量提升提供参考。

2.城轨转向架一般形式

城轨车辆运行速度一般在80km/h~120km/h之间，根据是否具有驱动电机及齿轮箱分为动车转向架及拖车转向架两种。城轨车辆转向架其组成主要由焊接构架、轮对轴箱组成、弹性悬挂装置、基础制动装置等部分组成，如图1所示。由于环境及需求不同，转向架在整体设计形式上也不尽相同。根据节点定位形式的不同分为转臂式定位及层叠橡胶堆定位方式；根据牵引形式的不同分为“Z”字形拉杆牵引形式和单牵引拉杆牵引形式；根据制动方式的不同分为踏面制动和盘式制动等。城轨转向架形式多种多样，但是零部件联接形式多采用螺纹进行联接。螺纹联接具有成本低，操作简单，标准明确，拆卸便捷等优势被广泛用于转向架零部件联接组装。

图1城轨转向架

3.螺栓联接的拧紧

转向架上各零部件均为螺栓紧固联接，拧紧联接能增强连接的刚性、紧密型以及防松能力。对于受拉螺栓联接，如图2所示，还可以提高螺栓的疲劳强度；对于受剪螺栓联接，如图3所示，有利于增大连接中的摩擦力。

图2受拉螺栓图3受拉螺栓

拧紧螺母时，需要克服螺纹副的螺纹力矩T1，以及螺母的承压面力矩T2，因此螺栓的拧紧力矩为：

T=T1+T2

4.螺纹连接的防松

在静载荷条件下，螺栓本身在设计上就具有防松的自锁条件，但由于转向架在运行过程中受到多维度的力的作用，尤其转向架受到轮轨冲击导致整个运行过程中的振动不断，所以多转向架螺纹连接的防松极具挑战性。防松的根本问题在于解决螺纹副的相对转动，一般分为摩擦防松，直接锁住防松以及破坏螺纹副关系防松三种。

4.1摩擦防松

摩擦防松指的是利用摩擦是螺纹副中存在不随连接载荷变化而变化的压力，始终有摩擦力矩的存在阻碍螺纹副的相对转动。目前常见的利用摩擦防松的有对顶螺母防松，自锁螺母防松以及弹簧垫片防松等，如图4，图5所示。

图4对顶螺母防松图5弹簧垫片防松

4.2直接锁住防松

直接锁住防松指的是利用金属原件将螺栓与螺母的相对位置进行约束，阻碍螺纹副的相对运动。目前转向架上所采用的直接锁住防松一般为开口销与槽型螺母配合的组合形式，止动垫片以及防松铁丝等方法，如图6所示。

图6直接锁住防松

4.3破坏螺纹副关系

破坏螺纹副关系指的是将螺纹副转变为不可相对转动的配合关系，从而杜绝了螺纹副的相对转动。由于转向架在全生命周期中需要进行多次的检修作业，所以零部件需要经常拆卸，破坏螺纹副关系会妨碍检修作业的进行，所以城轨转向架上往往不采用此类防松方式。

5.总结

城轨转向架在运行过程中长期处于振动、变力的作用，零部件的螺栓紧固质量需要着重关注。本文针对螺栓螺纹联接方式以及螺纹副的作用力及螺纹防松的一般形式进行浅析，认为螺栓螺纹联接利用摩擦防松与直接锁住防松双重防松措施才能够更好的满足螺纹的防松要求，希望本文的分析可以为转向架螺栓螺纹质量提升提供参考。

参考文献

[1]赵增闯.轨道车辆转向架防松、防脱技术措施探讨.[J]技术与市场.2017年第24卷第11期.

[2]姚敏茹.螺纹连接防松技术的研究应用与发展[J].新技术新工艺.2006（6）：26-28.