張亦煌

摘 要：翻板是普客車內的重要服務設備，是鐵路機車車輛工程中的一個重要設計部分，翻板作用良好與否，直接影響到列車運行安全性和上部服務設施品質。拉簧式翻板在實際運用中也多次暴露出嚴重質量問題，筆者針對2019—2020年間廣州車輛段深圳運用車間配屬客車拉簧式翻板故障進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)轉軸斷裂故障問題突出，現(xiàn)場反饋檢修困難，容易導致旅客墜落和影響到行車安全，給現(xiàn)場檢修帶來很大困擾。筆者通過深入分析查找故障原因，從運用檢修管理、源頭質量及作業(yè)卡控上提出了具體的防范措施，有助于減少實際使用中出現(xiàn)翻板轉軸故障的幾率，降低配件脫落導致途中列車被攔停的風險。

關鍵詞：鐵路機車車輛工程;翻板轉軸;斷裂;防范;減少

中圖分類號：U271 文獻標識碼：A

0 引言

隨著我國鐵路客車不斷改革發(fā)展，目前在運營的旅客列車正逐漸往統(tǒng)型化方向發(fā)展，25G型DC600V統(tǒng)型客車以其穩(wěn)定性、舒適性等特點，已逐漸承擔起我國鐵路旅客列車的重要運輸任務。為了滿足旅客在高站臺上下車，鐵路客車在車門處設置了翻轉踏板，其安全性能至關重要。拉簧式翻轉踏板裝置以其制造工藝簡單、檢修較為方便等優(yōu)勢成為25G型客車主要使用的翻板裝置之一。幾年來，筆者對拉簧式翻板裝置進行了跟蹤調查，發(fā)現(xiàn)在實際使用中存在不少問題，其中翻板轉軸折斷故障危害較大，容易出現(xiàn)人身傷害事故甚至危及行車安全，影響正常的鐵路運輸秩序。

1 客車拉簧式翻板轉軸折斷故障

2019年9—12月間，運行于貴陽—深圳—蘇州區(qū)間的旅客列車連續(xù)發(fā)生多起拉簧式翻板轉軸折斷的典型故障。2019年9月6日廣州車輛段某車間檢修K830次2組YW25G673769時發(fā)現(xiàn)1位翻板轉軸斷裂導致拉簧裝置脫開故障，9月24日又發(fā)現(xiàn)YZ25G350227的4位翻板轉軸斷，12月17日檢修人員又發(fā)現(xiàn)K34次3組YW25G674029的1位翻板轉軸斷導致拉伸彈簧裝置脫開故障（見表1）。

2 拉簧式翻板轉軸折斷原因分析

客車翻板轉軸部分在日常使用中，主要受到翻板裝置本身和旅客重力等產生的共同作用力。彈簧彈力過大、轉軸材質強度不足、旅客攜帶物品過重等因素都可能引起轉軸變形或產生裂紋甚至斷裂。根據(jù)筆者多次現(xiàn)場調查分析，認為轉軸材質不良是故障發(fā)生的主要原因。

筆者通過對YW25G674029、YW25G673769故障翻板裝置進行全面檢查分析，找出了故障發(fā)生的4個主要因素，具體如下：

（1）轉軸與軸套配合面缺油干磨。

（2）轉軸長期受到交變力矩的影響，從內部逐漸產生疲勞裂紋導致最后產生脆性斷裂。

（3）轉軸斷面基本面均為螺旋型斷面，材質不良。

（4）轉軸折斷處均發(fā)生在車下靠后支座處。即在轉軸與拉簧U型卡配合的軸肩部位，且起裂點均靠車端，具體位于車下腳蹬圍板與大線盒之間約130 mm寬狹窄空間內且靠里側，日常易被油垢、淤泥等覆蓋阻擋，日常檢車員很難直接觀察到隱患。

根據(jù)廠家提供的設計圖紙，該轉軸材質為圓鋼45號調制鋼。由于列車運行中，翻板大部分時間處于打下關閉狀態(tài)，轉軸受到與拉伸彈簧連接的U型鉤的扭轉力、轉軸座銷套摩擦和支撐力、旅客上下重力以及車體震動等長期交變內應力作用，再加上轉軸外露長期受到外界水汽、油垢腐蝕等因素影響，導致在U型鉤配合孔處的轉軸從內部產生疲勞裂紋并逐漸發(fā)展，材質強度逐漸下降，最后產生脆性折斷（見圖1），是問題發(fā)生的直接原因。

根據(jù)現(xiàn)場調查，翻板轉軸與U型鉤連接處折斷處新痕面積約占2/5，截面與軸線角度約45°、螺旋型。而U型鉤配合孔處的轉軸部分從孔內已開始斷裂，最深處約4 mm（見圖2）。另外斷口小部分為垂直于軸線的橫斷面。

根據(jù)材料力學金屬材料扭轉試驗顯示，45號鋼受到扭轉力斷裂時其斷口截面應為與軸線近垂直的平齊斷面，而鑄鐵材質斷口呈現(xiàn)沿著中心線45°呈螺旋狀。因此判斷故障轉軸材質為非45號鋼或45號鋼鑄造材質不良。

綜合上述調查分析認為，斷裂處轉軸材質不良強度不足，是造成轉軸斷裂的根本原因。

3 客車段修規(guī)定

根據(jù)《鐵路客車段修規(guī)程（試行）》（鐵總運〔2014〕349號）有關規(guī)定，段修時對于翻板轉軸檢修要求為“轉軸注潤滑脂，磨耗大于1 mm時更換”，未明確探傷要求。實際使用中轉軸由于受到較復雜的交錯應力及表面長期受到雨水污水等綜合因素的影響，容易產生變形或從內部產生疲勞裂紋并逐漸擴展，導致材質強度逐漸下降，最終產生脆性斷裂。

4 拉簧式翻板轉軸折斷故障處理及對策

4.1 故障的處理

運用檢修中發(fā)現(xiàn)轉軸或U型鉤存在腐蝕變形、裂紋等異常情況的，一律按作業(yè)指導書工藝要求更新處理，同時對翻板裝置磨耗部位全數(shù)油潤處理，并重點做好運行跟蹤工作。

4.2 廠段修預防措施及建議

（1）從嚴管控配件質量。主機廠嚴格審核翻板轉軸生產廠家資質，加強轉軸入廠驗收工作，采取抽樣測試強度等方式，從源頭材料方面入手，確保配件材質、強度符合規(guī)定。

（2）加強作業(yè)卡控。建議主機廠結合廠段修施修，全數(shù)分解檢查翻板裝置。由于段修規(guī)程規(guī)定“轉軸注潤滑脂，磨耗大于1 mm時更換”，實際為狀態(tài)修。根據(jù)實際使用以及45號鋼國內制造工藝水平參差不齊的情況，部分轉軸無法維持一個段修周期，建議A2修或者A3修程時即更新轉軸裝置或全數(shù)落地進行探傷。另外，轉軸組裝、裝車時嚴格按照作業(yè)指導書工藝要求，減少裝配誤差。從廠段修源頭嚴格落實安裝工藝方面入手，提高轉軸的可靠度，確?？蛙囘\用安全。

（3）建議可結合廠段修施修時將該型翻板改造成液壓撐桿式翻板。從運用檢修和故障統(tǒng)計來看，拉簧式翻板裝置車下轉軸、U型鉤等配件運用檢查難度非常大，容易漏檢，而液壓撐桿式翻板故障率明顯較低，具有配件少，且液壓桿具備緩沖特性，轉軸在使用中受沖擊力較小，檢修維護方便，因此建議可結合A4修以上修程將拉簧式翻板改造成液壓撐桿式翻板。

4.3 運用檢修措施及建議

（1）掌握故障特點，重視動態(tài)、靜態(tài)的檢查。日常運用車間檢車員作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)：一是翻板開啟彈起角度大于90°能自動鎖定的，應及時調整拉簧彈力以減少對轉軸的作用力;二是翻板開啟彈力不足或翻板面錯位的，應重點檢查轉軸特別是車下與轉軸相連裝置，必要時拆解檢查，發(fā)現(xiàn)有腐蝕變形、異常磨耗、裂紋等異?，F(xiàn)象時一律更新處理。

（2）定期進行翻板專項維修檢查。開展定期翻板裝置專項檢查，做好車上車下翻板裝置檢查，并對轉軸銷套等磨耗部位油潤處理;A1修施修時加強對轉軸、U型鉤與轉軸配合處等配件的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

（3）做好旅客列車181故障交接制度。對乘務員反映的翻板彈力不足、彈力過大、翻板面錯位等故障，應引起高度重視，必須及時進行全面檢查處理，確保列車運行安全。

5 總結

分析了拉簧式翻板轉軸故障發(fā)生的原因，從源頭質量、運用檢修管理及作業(yè)卡控上提出了具體的防范故障排查措施，進一步提高檢修效率，降低實際使用中出現(xiàn)翻板轉軸故障的幾率。

幾項總結：

（1）拉簧式翻板裝置受制于結構因素，轉軸在承受拉簧扭轉拉伸力矩的同時，又受到銷套摩擦力和支撐力、旅客上下重力、開啟翻板時撞擊鎖座受到的反作用力等交變力矩作用，容易從內部發(fā)生疲勞裂紋導致材質強度逐漸降低并最終發(fā)生折斷故障。

（2）由于翻板轉軸加工、組裝存在誤差，使用過程中產生移位增大轉動同軸度誤差，進一步增大了轉軸受力的復雜度。

（3）結合廠段修施修，更換成優(yōu)化過的液壓撐桿式翻板裝置，這種裝置經(jīng)實踐證明故障率明顯較低。

（4）安裝新翻板轉軸時，注意在轉軸座銷套內加注油脂，另外建議對轉軸與U型鉤連接處點焊加固處理，降低折斷的幾率。

（5）加強日常維護保養(yǎng)。及時對磨耗部進行油潤，調整拉簧拉伸力，清除油污等，減少因保養(yǎng)不到位造成的轉軸問題。

參考文獻：

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