(中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东 青岛 266111)
摘要:转向架作为轨道列车的重要组成部分,其性能的稳定性直接决定了列车运行的安全。目前我国的轨道列车的转向架往往采用螺栓连接,依靠螺纹连接将零部件固定到焊接构架上,所以螺栓的防松技术直接影响了零部件与焊接构架的连接关系。本文针对转向架上螺栓防松技术进行浅析,为转向架螺栓防松技术提供参考。
关键词:转向架,螺纹连接,螺栓防松
一、引言
随着轨道行业的蓬勃发展,列车制造质量的提升也在持续进行,作为列车走行部的转向架其质量好坏也受到了大家的广泛关注。转向架是支撑整个车体并将电能转化为动力的关键部件,其在运行过程中受到多维度的振动,尤其是轮轨间的作用产生的振动对转向架各零部件的螺纹配合是个严峻的考验。转向架上承载的螺纹连接的零部件一般有基础制动装置单元,踏面清扫器单元,减振器单元,驱动电机单元等,如图1所示。此些零部件均由螺栓进行螺纹紧锢。本文基于转向架螺栓螺纹连接失效形式入手,分析现阶段转向架出现的几类典型的防松方式,希望对转向架螺栓防松技术提供参考。
图1 转向架组成
二、螺纹连接失效形式
1、螺纹连接面变形
紧锢螺栓导致螺栓头、螺母与支撑面的产生较大压力,或者由于联接件的表面刚度较小,接触面由于较大压力挤压产生塑性变形。螺栓在紧固长度内的拉伸力减小,导致螺母不回转,联接的预紧力降低后螺纹连接失效。
2、螺母自动回旋
转向架在运行过程中振动剧烈且多维度载荷作用,螺栓受长期载荷、振动、冲击等影响,在长期工作状态下各种环境变化左右可能导致在某瞬间螺栓存在连接作用力瞬间消失的状态,导致螺母出现自动回旋,使螺纹连接失效。
三、防松技术的分析应用
目前防松技术一般包括三中:摩擦防松,机械防松以及永久防松。为确保转向架零部件可以进行保养维修,所以防松一般选用可拆卸防松方式。
1、弹簧垫片
利用弹簧垫片收口的弹力压紧旋合的螺纹产生接触面的压力,增大接触面的摩擦,阻止螺旋钢的相对转动,弹簧垫片如图1所示。弹簧垫片结构简单,成本低廉,是较为传统的防松方式,效果明显,在转向架防松上应用广泛。
图2 弹簧垫片
2、止转垫片
止转垫片是利用垫片的不规则性进行防松。传统的止转垫片具有伸出的“舌头”,利用“舌头”限制螺栓的螺母转动,可以有效的确保螺纹的旋合状态,止转垫片如图2所示。止转垫片可以根据结构所需设计不同的形状,使用起来方便快捷,但制造成本高。
图3 止转垫片
3、Hard Lock螺母
Hard Lock螺母又被称为“凹凸螺母”,其主要利用两个不同的加工螺母配合产生防松作用。其中一个螺母由于凸台偏心圆的原因与另一个凹螺母产生相对作用力,增加连接面的摩擦力。Hard Lock螺母如图4所示。
图4 Hard Lock螺母
自锁螺母根据不同的原理有不同的形式,本文仅以Hard Lock螺母为例进行说明。由于自锁螺母由于设计结构复杂,制作工序复杂,所以价位居高不下。
4、NORD-LOCK垫片
NORD-LOCK垫片由两片的垫圈组成一套,每片的上、下面带有不同锯齿。当发生振动时,螺母发生转动时垫片的锯齿会抬升螺母,使连接面产生大的压力增大摩擦力抑制螺母旋转,使之不能松动,如图5所示。
图5 NORD-LOCK垫片
四、总结
转向架在运行过程中由于要受到多维度的振动,这对转向架上的螺纹连接是个严峻的挑战。本文通过对常见的几种螺纹防松方式如弹垫防松,止转垫片防松,Hard Lock螺母防松,NORD-LOCK垫片防松等进行分析,提出其优缺点。当然,螺纹防松不局限于本文所提出的防松方式,比如经常使用的铁丝防松。使用铁丝防松与本文提出的防松方式结合可以进一步的提升螺纹防松能力,且铁丝可以更直观的表现出防松状态是否被破坏。现如今各种螺纹锁固剂的出现使螺纹防松有了更高的技术,采用组合防松形式多层次、多保障的进行螺纹防松已在动车组螺纹防松上运用的很成熟,希望在此基础上有更好的螺纹防松技术的发展。
参考文献
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论文作者:徐华祥 王泽庆 于雷
论文发表刊物:《知识-力量》2018年6月下
论文发表时间:2018/7/16
标签:转向架论文; 螺母论文; 螺纹论文; 垫片论文; 螺栓论文; 技术论文; 多维论文; 《知识-力量》2018年6月下论文;