◇南京鐵道職業(yè)技術(shù)學院 吳詩雨 周 培 丁潤琪 李子晨 陳 凱

本文通過搜集現(xiàn)有資料，對25G型客車中的209P型轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件進行了分析研究，發(fā)現(xiàn)了如軸箱彈簧斷裂、安全吊裝結(jié)構(gòu)斷裂及丟失、車輪故障諸如此類會影響行車安全的關(guān)鍵部位故障，并且找出故障發(fā)生的主要原因，針對各故障原因提出了實際可行的檢修方法及改善措施。

在如今快速的經(jīng)濟發(fā)展下，鐵路客運運輸經(jīng)歷了無數(shù)次調(diào)圖調(diào)速，旅客列車提速后對客車的質(zhì)量要求愈加嚴格，在提速區(qū)段運行的25G型客車的平均運行速度也有了一定的提高。以往轉(zhuǎn)向架的設計結(jié)構(gòu)和檢修標準已經(jīng)很難適應長時間120km/h速度運行的要求，車輛運行中出現(xiàn)的故障越來越多，針對這種情況，在車輛的日常運用維護及檢修作業(yè)過程中采取相應的措施，減少故障發(fā)生，為旅客列車運行安全提供了保障。為此，對209P型轉(zhuǎn)向架的軸箱彈簧、搖枕安全吊裝結(jié)構(gòu)、車輪等易發(fā)生故障的關(guān)鍵部位進行了原因分析并且得出相應的改善措施。

1 轉(zhuǎn)向架的常見故障與分析

我國客運使用的主型轉(zhuǎn)向架為209P型，主要服務于國內(nèi)140km/h的鐵路干線，適用于25B、25G型客車以及其他部分特殊車型，其具有運營成本低、結(jié)構(gòu)簡單、運行性能優(yōu)良穩(wěn)定、易于維護等優(yōu)點。轉(zhuǎn)向架的常見故障主要存在車架和轉(zhuǎn)向架連接裝置、構(gòu)架、軸箱彈簧、安全吊及座和車輪處。

1.1 車架和轉(zhuǎn)向架連接裝置

由于中心銷承載過量的牽引力和垂直載荷，會導致出現(xiàn)裂紋、磨耗等問題，若應力集中處經(jīng)常產(chǎn)生裂紋，則會嚴重影響行車安全；轉(zhuǎn)向架能夠相對于車架進行轉(zhuǎn)動是靠著中心銷的關(guān)節(jié)軸承，關(guān)節(jié)軸承受長期摩擦是其磨動面磨耗的主要原因。旁承存在兩種迥然有別的結(jié)構(gòu)形式。一種是橡膠減震平面摩擦式，這種旁承存在摩擦板磨耗和橡膠減震彈簧彈性衰弱等一些損耗問題；另一種是09-32圓簧彈簧式，這種旁承會有摩擦板磨耗、圓形彈簧出現(xiàn)裂紋、液壓減振器失效等一系列現(xiàn)象。

1.2 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架常采用焊接構(gòu)架，但由于焊接技術(shù)、結(jié)構(gòu)設計、運用等方面存在一定不足，致使彎角處、吊座耳孔處以及焊縫等位置出現(xiàn)集中應力情況，導致往復動載荷的長時間作用下出現(xiàn)裂紋。構(gòu)架上的制動梁吊座耳孔和側(cè)梁導槽的接觸面會存在程度不同的磨耗；而構(gòu)架產(chǎn)生裂紋的原因主要有應力集中、焊接缺陷、以及焊接處理工藝不當?shù)取?/p>

1.3 軸箱彈簧

209P型轉(zhuǎn)向架軸箱彈簧為圓柱螺旋彈簧式，材質(zhì)為60Si2Mn。如圖1所示，分析軸箱彈簧斷裂的位置，得知此處斷裂是從彈簧與支撐圈的接觸部位開始的，彈簧的第一有效圈會出現(xiàn)疲勞裂紋，如果在交變載荷的繼續(xù)作用下會愈加嚴重。

圖1 軸箱彈簧斷裂位置及斷裂源點

1.4 搖枕安全吊裝

在詳細分析了該轉(zhuǎn)向架安全吊座斷裂情況后，發(fā)現(xiàn)安全吊及座的裂紋根源在于吊座表面、螺栓孔邊緣部位，裂紋嚴重時則會發(fā)生斷裂，在吊座上部螺栓孔處出現(xiàn)斷裂，且位置較為聚集；而安全吊的裂紋根源在于其表面、螺栓孔邊緣處，裂紋擴大會導致下部螺栓孔斷裂。

主要原因有以下兩點：①配件質(zhì)量問題。剖開出現(xiàn)初始裂紋的安全吊，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在安全缺陷，如凹坑、裂紋等，對螺栓孔探查后，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)壁表面有裂紋。②組裝質(zhì)量問題。針對安全吊座折斷的情況，某車輛廠曾對廠修的客車安全吊座的尺寸測量情況進行相關(guān)檢查，發(fā)現(xiàn)安全吊穩(wěn)固后與座有摩擦別勁的情況，存在較為嚴重的安全隱患，甚至同一安全吊上的兩個吊座橫向錯位尺寸超過10mm。

1.5 車輪

車輪裂損包括翻皮、非金屬夾雜等制造缺陷，這些是造成車輪裂損的原因所在，嚴重破壞車輪內(nèi)部材質(zhì)的各項性能，導致車輪產(chǎn)生疲勞裂紋，甚至出現(xiàn)早期的脆性斷裂。

除了上述原因外，車輪故障還有軋制尺寸誤差、輻板表面凹陷、輪轂及輻板厚度不均勻等，這些缺陷或因尺寸超限報廢車輪，或未超限但在運用中使車輪產(chǎn)生過大附加作用力，或在輪轂及輻板過薄處過早產(chǎn)生疲勞損壞。

2 改善措施

2.1 軸箱彈簧

（1）增強地面檢測能力。在列車進入庫檢咽喉處增設地面檢測系統(tǒng)，對位移、振動等參數(shù)進行采集、分析與監(jiān)測。將同一車輪滾動圓直徑之差大于0.3mm，不同車輪兩輪對直徑之差≤1mm的車輪信息收集完成后反饋給庫檢人員，由工作人員進行重點檢查，來確認軸箱彈簧是否有裂紋。

（2）優(yōu)化彈簧材料及工藝。制造軸箱彈簧，可選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或耐候鋼；優(yōu)化鋼材的冶煉工藝、彈簧熱處理工藝及卷制工藝，避免出現(xiàn)表面脫碳層、非金屬夾雜物等現(xiàn)象。

（3）施行彈簧壽命管理。軸箱彈簧出廠配裝時錄入客車履歷管理系統(tǒng)并建冊登記。檢修時除了進行常規(guī)探傷確認彈簧無裂紋，還要對使用年限達到 一次廠修期或公里數(shù)達到60萬km的客車軸箱彈簧進行強制報廢，更換新彈簧，以確保壽命未到限。

2.2 搖枕安全吊裝

（1）改善材質(zhì)，加裝墊片。將安全吊座結(jié)構(gòu)的材質(zhì)更換為Q345D，在確保安全吊整體結(jié)構(gòu)不變的情況下，在安全吊及吊座、螺栓與螺母配合處各增加1塊5mm厚墊片。

（2）完善安全吊裝結(jié)構(gòu)焊裝工藝。在焊接前應保證安全吊座、安全吊的零件尺寸符合圖紙要求，并根據(jù)組裝圖紙上的尺寸對安全吊座的安裝位置作準確標記，以保證安裝誤差在允許公差范圍內(nèi)，使安裝搖枕安全吊后，焊縫所受的附加力矩較小。焊接完成后，對焊縫進行磁粉探傷，確認有無裂紋及超標缺陷。

3 結(jié)論

對209P型轉(zhuǎn)向架的客車軸箱彈簧斷裂、安全吊裝結(jié)構(gòu)斷裂及丟失、車輪故障的嚴格把控等相關(guān)問題的改進，是防止事故發(fā)生的重要措施，通過對各種故障的研究得到相應的檢修流程和改進方法，并加以不斷完善，進而降低25G型客車轉(zhuǎn)向架各關(guān)鍵部件在運用過程中故障的發(fā)生頻率，對提高旅客列車安全出行效率有重大意義。