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        淺析橫跨梁故障原因及危害

        2018-04-03 07:25:51
        福建質(zhì)量管理 2018年10期
        關(guān)鍵詞:重車拉桿螺栓

        (中鐵三局運(yùn)輸工程分公司 山西 晉中 030600)

        前言

        空重車自動(dòng)調(diào)整裝置主要依據(jù)車輛載重變化來(lái)調(diào)整車輛制動(dòng)力,在制動(dòng)時(shí)需要對(duì)車輛的載重情況進(jìn)行測(cè)量。車輛在載重發(fā)生變化后,其枕簧以上的部分相對(duì)于軌面將產(chǎn)生垂向位移,而枕簧以下部分相對(duì)于軌面的位置保持不變,因此在簧下部分安裝一橫跨梁,通過(guò)測(cè)量車體與橫跨梁間的相對(duì)位移,即可知道車輛載重情況。

        橫跨梁是車輛空重車自動(dòng)調(diào)整裝置的重要部件之一,是用5號(hào)槽鋼壓制而成,安裝在轉(zhuǎn)向架側(cè)架內(nèi)側(cè)制動(dòng)梁上方靠近搖枕并與其平行的位置,橫跨梁兩端支承在轉(zhuǎn)向架側(cè)架上的橫跨梁托上,其間設(shè)有磨耗墊板。磨耗墊板及橫跨梁托上有長(zhǎng)形孔而橫跨梁端頭上為圓形孔,定位螺栓穿過(guò)這些孔起定位作用。定位螺栓的槽形螺母并不緊固,留有3~5mm間隙,用開口銷鎖定,因此橫跨梁支撐在側(cè)架上可左右移動(dòng)。橫跨梁上設(shè)有安全吊鏈,橫跨梁中間的觸板起支承抑制盤的作用,當(dāng)車輛載重時(shí)抑制盤觸頭與橫跨梁接觸后抑制盤和橫跨梁的相對(duì)高度不變,作為載重時(shí)測(cè)重的基準(zhǔn),用來(lái)和傳感閥接觸用來(lái)感知貨物重量的,這樣就可以達(dá)到無(wú)極空重車調(diào)整的目的。

        隨著朔黃鐵路運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展,貨車車輛在高速、重載的運(yùn)行情況下,致使在貨車車輛在運(yùn)行中常有橫跨梁故障的發(fā)生,在一定程度上影響了運(yùn)輸安全生產(chǎn),存在著嚴(yán)重的安全隱患。在現(xiàn)場(chǎng)檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一些橫跨梁彎曲變形、橫跨梁折損、橫跨梁螺栓螺母丟失等故障,通過(guò)整理統(tǒng)計(jì)分析故障原因,并探究列檢對(duì)橫跨梁檢查的防范措施。

        一、橫跨梁故障原因分析

        我們從焊修工藝、鑄造缺陷、運(yùn)行環(huán)境、翻車作業(yè)等方面進(jìn)行剖析:

        1、上拉桿與橫跨梁發(fā)生配件干涉

        通過(guò)對(duì)橫跨梁彎曲部位的外觀和位置分析,發(fā)現(xiàn)橫跨梁彎曲變形多發(fā)生在上拉桿通過(guò)的地方,彎曲處有明顯摩擦、撞擊并有凹下去的痕跡,結(jié)合C80型鋁車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析,由于C80型鋁車的制動(dòng)裝置在車體上端,上拉桿與搖枕、橫跨梁距離較近,制動(dòng)過(guò)程中,固定在車體上的杠桿帶動(dòng)上拉桿向斜下方的方向運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致上拉桿不再處于水平位置,上拉桿桿頭與橫跨梁接觸,形成卡滯現(xiàn)象,上拉桿桿頭拉動(dòng)橫跨梁縱向位移,橫跨梁受到強(qiáng)烈沖擊,當(dāng)材質(zhì)所受應(yīng)力超過(guò)了材質(zhì)的屈服極限時(shí)就會(huì)發(fā)生彎曲變形,最終造成橫跨梁彎曲處受力彎曲變形,制動(dòng)、緩解過(guò)程中反復(fù)撞擊將導(dǎo)致橫跨梁斷裂。而變形往往也是產(chǎn)生裂紋和折損的先導(dǎo),在車輛運(yùn)行過(guò)程中,部件承受著交變振動(dòng),加速了裂紋源的出現(xiàn),加之橫跨梁彎曲變形后應(yīng)力受力狀態(tài)隨之發(fā)生變化,使應(yīng)力急劇上升,裂紋不斷擴(kuò)增因而造成裂紋和折損。

        2、翻車機(jī)作業(yè)造成橫跨梁材質(zhì)損壞

        車輛在港口進(jìn)行翻車作業(yè)時(shí),如遇C64K型貨車上拉桿脫槽現(xiàn)象,在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中,上拉桿將以其自重落下,造成與橫跨梁磕碰等,嚴(yán)重者導(dǎo)致橫跨梁發(fā)生嚴(yán)重彎曲變形等,屬不正常運(yùn)用而造成的。

        3、橫跨梁檢修工藝不符合要求

        整車落車作業(yè)時(shí),檢修人員未嚴(yán)格按照落成工藝要求作業(yè),導(dǎo)致橫跨梁基準(zhǔn)板與觸頭不正位,在車輛運(yùn)行過(guò)程中,由于振動(dòng)和交變載荷作用下以及超偏載情況下使得觸頭與基準(zhǔn)板偏離;橫跨梁螺栓螺母丟失故障也是檢修人員漏裝開口銷進(jìn)行鎖定或者開口銷折斷導(dǎo)致橫跨梁螺栓螺母在車輛運(yùn)行過(guò)程中由于車輛振動(dòng)和交變載荷的作用下丟失;而橫跨梁螺栓緊固異型故障是檢修人員錯(cuò)裝定位螺栓和槽形螺母造成的。

        4、橫跨梁焊接質(zhì)量不符合要求

        從折損的橫跨梁故障可以看出,折損部位發(fā)生在基準(zhǔn)板與桿體的焊縫附近,由磨損程度和裂紋擴(kuò)展過(guò)程分析來(lái)看,折損部位為疲勞裂紋導(dǎo)致的,而應(yīng)力集中是產(chǎn)生疲勞裂紋的最主要原因,橫跨梁在焊接過(guò)程中焊縫及焊接熱影響區(qū)容易出現(xiàn)貝氏體、馬氏體等淬硬組織,導(dǎo)致焊縫的韌性降低,焊縫收縮受到周圍冷金屬的牽制作用,所以在焊縫內(nèi)必然存在殘余焊接應(yīng)力。由于焊縫處塑性和韌性較差,又有較大的焊接應(yīng)力,并且還有應(yīng)力集中現(xiàn)象,因此很容易產(chǎn)生裂紋。

        5、橫跨梁碾壓質(zhì)量不符合要求

        橫跨梁在碾壓之后內(nèi)部或表面存在一些缺陷是必然的,如氣孔、夾渣和縮松等,此缺陷可以看成是宏觀裂紋,宏觀裂紋的大小隨碾壓缺陷的狀態(tài)而定;由于宏觀裂紋的存在,造成了受力截面應(yīng)力分布不均勻,使得裂紋尖端的應(yīng)力增大,在碾壓缺陷部位形成應(yīng)力集中現(xiàn)象。缺陷越大,應(yīng)力集中現(xiàn)象也越嚴(yán)重,從而在較低載荷的情況下就能造成裂紋的擴(kuò)展。

        二、橫跨梁故障的危害

        空重車自動(dòng)調(diào)整裝置是保證車輛制動(dòng)力能否合理分配以及在空重車不同狀態(tài)下是否具有與之相適應(yīng)的制動(dòng)力的關(guān)鍵。橫跨梁直接影響空重車調(diào)整裝置穩(wěn)定地、準(zhǔn)確地分配車輛制動(dòng)力,列車中制動(dòng)力分配的合理與否直接關(guān)系到車輛的運(yùn)行品質(zhì),如果橫跨梁發(fā)生故障,將導(dǎo)致空重車調(diào)整裝置測(cè)重不準(zhǔn)確,列車中制動(dòng)力分配不合理,當(dāng)列車在施行制動(dòng)時(shí),如果制動(dòng)力過(guò)強(qiáng),容易將閘瓦與車輛抱死,使列車在鋼軌上滑行而擦傷車輪踏面;制動(dòng)力過(guò)小,導(dǎo)致制動(dòng)距離延長(zhǎng),容易引起列車冒進(jìn)等事故,危及行車安全。隨著重載列車編組輛數(shù)的提高,尤其是兩萬(wàn)噸鐵路貨車的開行以及列車運(yùn)行速度的不斷提高,這一問(wèn)題將更加突出。

        三、預(yù)防橫跨梁故障發(fā)生的防范措施

        1、對(duì)上拉桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,鑒于上拉桿在車輛運(yùn)行過(guò)程中與橫跨梁摩擦別勁的實(shí)際,為避免上拉桿拉桿頭與橫跨梁發(fā)生配件干涉,建議對(duì)上拉桿拉桿頭進(jìn)行改造,由面接觸改造成圓弧過(guò)渡接觸或者延長(zhǎng)上拉桿桿頭,避免上拉桿桿頭與橫跨梁發(fā)生配件干涉,消除安全隱患。

        2、杜絕裝卸站翻車機(jī)野蠻作業(yè),加強(qiáng)愛(ài)車培訓(xùn)教育。

        3、建議聯(lián)系橫跨梁制造廠家嚴(yán)格落實(shí)橫跨梁制造、檢修工藝要求。整車落成發(fā)生橫跨梁不符合工藝要求時(shí),及時(shí)進(jìn)行返工處理。在碾壓、煨彎、鉆孔、焊接過(guò)程中嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行作業(yè),保證質(zhì)量符合運(yùn)用要求。

        4、建議對(duì)橫跨梁配件進(jìn)行集中更換。由于橫跨梁配件無(wú)壽命管理要求,且屬于段制品,建議在生產(chǎn)橫跨梁時(shí)涂打制造日期,便于掌握配件使用時(shí)間,同時(shí)在車輛檢修作業(yè)過(guò)程中對(duì)使用年限較長(zhǎng)的橫跨梁進(jìn)行集中更換。運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)橫跨梁變形故障時(shí),及時(shí)更換新品。

        5、段修時(shí)加強(qiáng)焊修工藝:①焊前要預(yù)熱,進(jìn)行局部或全部加熱至250-300℃,預(yù)熱要均勻,可以有效地減少和消除因焊修熱影響區(qū)的激熱所造成的局部應(yīng)力集中及焊后的變形;②焊后要正火處理,可以有效地減少和消除焊件內(nèi)應(yīng)力,恢復(fù)焊件基體金屬組織及機(jī)械性能。

        6、列檢加強(qiáng)人機(jī)結(jié)合檢修作業(yè)質(zhì)量互控,對(duì)于發(fā)現(xiàn)的橫跨梁故障,要及時(shí)進(jìn)行修理,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法處理時(shí),須聯(lián)系扣修。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]蔡懷崇、閔行 材料力學(xué)[M]西安交通大學(xué)出版社,2004;

        [2]陳云祥 焊接工藝[M]北京 機(jī)械工藝出版社,2002;

        [3]劉志遠(yuǎn) 貨車車輛構(gòu)造與檢修 北京:中國(guó)鐵道出版社,2007年。

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