孫廷偉 上海鐵路局合肥車輛段

客車轉(zhuǎn)向架組裝中疊加效應(yīng)分析及應(yīng)對措施

孫廷偉 上海鐵路局合肥車輛段

介紹鐵路客車轉(zhuǎn)向架組裝的疊加效應(yīng)，分析疊加效應(yīng)產(chǎn)生的原理，及如何利用有益疊加和避免有害疊加帶來的危害。

鐵路客車；轉(zhuǎn)向架；組裝疊加效應(yīng)；有害疊加

鐵路客車是運輸旅客的載體，客車檢修規(guī)程等各種技術(shù)文件都會對客車配件檢修各類限度進(jìn)行明確，以確保配件性能良好，裝配配合性能良好。轉(zhuǎn)向架是客車運行的重要部件，由許多的配件裝配而成。在配件的裝配狀態(tài)中，有些配件是并聯(lián)的關(guān)系，有些是串聯(lián)的關(guān)系。不論配件之間的裝配關(guān)系如何，都存在著極限限度疊加的情況。如果單一考慮配件限度要求，不考慮它們之間的疊加效應(yīng)，就有可能產(chǎn)生明顯的偏差，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架的運行品質(zhì)下降，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

1 問題的提出

2015年8月23日，在合肥車輛段合肥檢修車間，落成YZ25B 030177（206G型轉(zhuǎn)向架）2位轉(zhuǎn)向架時，發(fā)現(xiàn)4位內(nèi)側(cè)搖枕吊片與吊環(huán)座之間有明顯透光現(xiàn)象，通過測量發(fā)現(xiàn)中部接觸部位懸空2 mm以上且長度達(dá)到30 mm。觀察同組外側(cè)搖枕吊片，發(fā)現(xiàn)該吊片可以在較大范圍自由轉(zhuǎn)動和串動。該位兩搖枕吊片處于內(nèi)側(cè)點接觸承載，外側(cè)不承載狀態(tài)。測量搖枕吊片，吊環(huán)座，搖枕吊座孔，搖枕吊銷均符合相關(guān)限度和選配技術(shù)要求，互換內(nèi)外側(cè)搖枕吊片后故障消除。究其原因，是由于配件之間的組裝疊加效應(yīng)造成。

2 疊加效應(yīng)產(chǎn)生的原因和危害

每頭206G轉(zhuǎn)向架（見圖1）的搖枕托梁和構(gòu)架之間是由8片搖枕吊片兩兩一組，構(gòu)成的四角支撐系統(tǒng)。分別通過上部的搖枕吊座孔、搖枕吊銷、吊環(huán)座和下部的托梁銷孔、搖枕吊銷、吊環(huán)座串聯(lián)連接。同時，每組的兩片結(jié)構(gòu)是并聯(lián)連接，從而全面支撐車輛的自重和載重。搖枕吊座孔與搖枕吊銷、搖枕吊銷與上吊環(huán)座、上吊環(huán)座與搖枕吊片上配合面、搖枕吊片下配合面與下吊環(huán)座，下吊環(huán)座與搖枕吊銷、搖枕吊銷與托梁銷孔等逐一配合。從上到下，每片搖枕吊片的連接有8處配合和9種限度要求，每組之間至少有16處配合及18種限度要求。雖然各處限度基本都較嚴(yán)格控制在磨耗0.5 mm-1 mm之間，但配合限度疊加之后，可能會產(chǎn)生疊加放大效果，也有可能是疊加相互抵消。該例中現(xiàn)象就是我們要注意避免的有害疊加造成的。

圖1 206G型客車轉(zhuǎn)向架（局部）

209 P（T）系列轉(zhuǎn)向架（見圖2）同樣存在類似的組裝疊加問題。209 P（T）轉(zhuǎn)向架的組裝是通過搖枕吊銷，把搖枕吊上部吊孔與構(gòu)架側(cè)梁及2塊支撐板連接；同側(cè)的2條搖枕吊下部吊孔與搖枕吊軸的兩端軸頸連接；在搖枕吊軸上托起彈簧托梁，彈簧托梁通過搖枕彈簧托起搖枕；搖枕通過心盤與車體底架連接，起主要承載作用。該轉(zhuǎn)向架每頭有4條搖枕吊，分裝轉(zhuǎn)向架兩側(cè)；每側(cè)2條搖枕吊共同托起1條搖枕吊軸，構(gòu)成的四角支撐系統(tǒng)。

圖2 209T型客車轉(zhuǎn)向架

規(guī)章要求，同一轉(zhuǎn)向架4條搖枕吊有效長度差小于等于3 mm，同一側(cè)的2條搖枕吊有效長度差小于等于2 mm；搖枕吊軸的軸頸磨耗不超過11 mm（原型64 mm），同一吊軸兩端直徑差不超過3 mm，軸領(lǐng)磨耗剩余厚度不小于8 mm；搖枕吊銷磨耗不大于3 mm；支撐板孔徑磨耗不大于3 mm。

檢修良好的配件組裝時，同側(cè)的1位、3位搖枕吊，1位較3位長2 mm；該側(cè)搖枕吊軸軸頸兩端相差3mm；1位、3位搖枕吊銷同樣也只相差3 mm（1位磨耗3 mm，3位未磨耗為原型直徑）；1位支撐板磨耗3 mm，3位為原型尺寸。最極限的組裝情況可能是這樣的：1位端吊軸長2 mm，加上1位搖枕吊銷磨耗疊加3 mm，1位支撐板磨耗疊加3 mm，1位端的搖枕吊軸軸頸細(xì)疊加3 mm。這樣1位端就會比3位端在側(cè)架基礎(chǔ)上向下沉11 mm。對于搖枕托梁的某端的一側(cè)就會明顯偏斜。同樣，1位的搖枕吊軸軸頸基本在原型尺寸，2位搖枕吊軸兩端軸頸直徑接近在磨耗下限，較1位小11 mm，就會造成搖枕的多點偏斜。如選配的鋼彈簧因為剛度、載荷高也有部分疊加的話，就會造成更大的偏斜，從而影響搖枕和心盤，直接影響到車輛的偏斜和致使偏載。

圖3 搖枕吊（下端局部）

同時，偏斜組裝的配件會產(chǎn)生額外的配件損傷，如該端向下偏斜，搖枕吊軸會由內(nèi)而外沖抵搖枕吊吊孔內(nèi)側(cè)，形成方形擠壓痕（見圖3左側(cè)）。如果該端上翹，則會產(chǎn)生搖枕吊軸軸領(lǐng)磨耗吊孔外側(cè)形成圓形磨耗痕（見圖3右側(cè)）。磨耗達(dá)到2 mm及以上該搖枕吊即面臨報廢；偏斜還會嚴(yán)重磨耗搖枕吊軸一端軸領(lǐng)，使軸領(lǐng)變薄而報廢（見圖4）。而搖枕吊軸因軸領(lǐng)磨耗原因報廢，都是一端很薄，另一端基本沒有磨耗，屬于裝配偏斜造成的。

圖4 搖枕吊軸（軸頸局部）

3 結(jié)論及應(yīng)對措施

雖然，我們考慮疊加效應(yīng)的時候，假設(shè)的是最有害疊加，但該類疊加的可能性也是存在的，一旦產(chǎn)生該類疊加，將會造成嚴(yán)重后果。所以我們應(yīng)該在配件檢修、選配、組裝等過程中考慮該因素，最大限度地避免之。同樣，利用疊加效應(yīng)，使相互疊加的效果相互抵消，對配件組裝也是大有益處。

建議從配送和驗證兩個方面進(jìn)行有害疊加治理。配件選配好后，按照疊加抵消的原則進(jìn)行預(yù)組裝選配，涂打位數(shù)標(biāo)記，按位擺放，輛份配送到組裝臺位。利用疊加效應(yīng)不僅可以避免疊加效應(yīng)帶來的害處，通過對不同尺寸配件的疊加消除，還可以減少配件的選配浪費，提高配件的利用效率。轉(zhuǎn)向架組裝時，應(yīng)充分認(rèn)識有害疊加帶來的危害，嚴(yán)格按位組裝，相關(guān)崗位全面檢查核實，通過驗證，及時消除誤差帶來的有害疊加，保障行車安全和提高運行品質(zhì)。

責(zé)任編輯：宋 飛

來稿時間：2015-12-03