209T(206G)型轉向架制動梁安全吊折斷原因分析及改進建議

王德明

(中國鐵路總公司 車輛部 客車處 北京 100844)

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運用與檢修

209T(206G)型轉向架制動梁安全吊折斷原因分析及改進建議

王德明

(中國鐵路總公司 車輛部 客車處 北京 100844)

為防止制動梁脫落引發客車脫軌事故，209T(206G)型轉向架上均裝用安全吊用于制動梁脫落后的防護，該安全吊為鐵制帶狀環形封閉結構，通過螺栓與構架連接安裝(見圖1)。該型安全吊在實際運用中經常發生裂紋、折斷，甚至發生折斷后脫落問題，危及客車運行安全。

1 原因分析

經統計，2008年、2009年僅沈陽鐵路局共發生53起制動梁安全吊折斷故障、一起安全吊折斷脫落事故，折斷處均集中在安全吊螺栓安裝孔部位和安全吊上彎角處(見圖2)。

圖1 安全吊結構

經分析，安全吊折斷的主要原因是安全吊僅上端固定在構架上且為剛性連接，空間自由度較大。由于安全吊質量較大，列車運行時車輛振動引起安全吊沿車體縱向振蕩，由于安全吊自身不能有效衰減振蕩，長期振蕩下的交變載荷造成安全吊根部或彎角處疲勞裂紋而最終折斷。

圖2 安全吊折斷部位

2 結構設計

為從根本上解決安全吊剛性連接、空間自由度大問題，借鑒25 K型客車橫向控制桿防脫結構特點，使用鋼絲繩總成代替鐵制安全吊。鋼絲繩柔度大，能有效衰減列車運行時的振蕩。

2.1 結構組成

鋼絲繩總成主要由上連接板、環形鋼絲繩、下夾板組成等組成(結構示意圖見圖3)。上連接板固定在構架吊座上，下夾板組成固定在制動梁上，上連接板和下夾板組成通過環形鋼絲繩連接成一個整體。環形鋼絲繩與上連接板間通過耐磨塑料連接，為固定狀態；環形鋼絲繩與下夾板組成間通過緩沖套連接，為自由滑動狀態。

圖3 鋼絲繩總成結構示意圖

鋼絲繩為不銹鋼材質，規格φ9-7×19×7-1 670，編制接頭為鋁管壓式固結，最小破斷拉力≥15 kN。由于構架外側吊座與橫梁內側吊座安裝結構不同，內、外側環形鋼絲繩長度不同，壓制成環形后，外側直徑φ230 mm、內側直徑φ190 mm。連接板材料采用ZG270-500，襯套和緩沖套分別采用聚氨酯、尼龍6。

2.2 工作原理

當車輛制動時，制動梁產生橫向移動，下夾板組成與制動梁同時橫向移動，下夾板組成的橫向移動量外側為±240 mm，內側為±190 mm，不影響制動梁制動、緩解作用。當制動梁發生脫落時，上連接板通過環形鋼絲繩作用使閘瓦托及制動梁體不墜地。

3 理論計算

3.1 鋼絲繩強度計算

鋼絲繩承受最大載荷應為制動梁總成質量與斷裂下落沖擊載荷的和，制動梁質量32.2 kg，閘瓦托質量8.13 kg，閘瓦質量10 kg，閘瓦托吊4.6 kg?？傎|量m=54.93 kg。參考原鐵道部科教裝[2001]21號文《200 km/h及以上速度級鐵道車輛強度設計及試驗鑒定暫行規定》中7.1.1.2構架上的懸吊載荷節“懸吊于構架上的重大設備應考慮在懸吊處施加懸吊重量X倍的集中載荷，其中懸吊重量與X的值根據懸吊方式確定，X為2.5-4.5.”計算最大載荷P=2 422.41 N,兩端鋼絲繩圓環相當于4根鋼絲繩承載，每根鋼絲繩承受最大載荷為P/4=605.6 N，遠小于鋼絲繩最小破斷拉力(≥15 kN)，安全系數足夠。

3.2 安全距離計算

在自重條件下，閘瓦托最下端距軌面理論高度：新輪220 mm、磨耗輪180 mm。鋼絲繩環近似直徑230 mm，在制動梁脫落鋼絲繩環被拉成直線時，最大伸長長度為131 mm，小于閘瓦托距軌面高度，安全距離足夠。

4 安裝工藝

4.1 料件準備

料件名稱、規格及數量見表1。

4.2 安裝順序

(1) 使用扳手松開固定安全吊的M20螺母及螺栓，取下安全吊。

表1 轉K7型轉向架輪對徑向裝置連接間隙實測表

(2) 將構架吊座處清理干凈。使用鋼絲刷將制動梁安裝下夾板組成對應部位污垢清理干凈(寬約100mm)，制動梁安裝表面狀態不良時，可用浸底漆白布將制動梁清理過的部分包裹一圈。

(3) 用M20×65螺栓和M20防松螺母將上連接板固定到構架上，使用扭矩扳手對安裝力矩進行校驗，扭矩310～320 N·m。

(4) 使用M10×35螺栓和M10防松螺母將下夾板卡座安裝到制動梁上，螺栓安裝時應從下向上穿，安裝后應保證上下夾板之間有間隙。使用扭矩扳手校驗安裝力矩，緊固力矩20～25 N·m。

4.3 安裝效果(見圖4)

5 運用驗證

5.1 首輛試裝情況

2010年3月29日，在沈陽鐵路局長春車輛段配屬的YW22B665573進行了試裝，并編掛在長春—牡丹江2167/8次列車運用，經過3個月運用試驗，狀態良好，鋼絲繩總成未發生任何質量問題。

5.2 批量裝用情況

從2010年下半年，沈陽鐵路局的沈陽、長春車輛段陸續將209T(206G)型轉向架制動梁安全吊改裝為鋼絲繩結構，經過4年多的運用，尚未有鋼絲繩總成發生故障的報告。

6 結束語

目前，全路裝用209T(206G)型轉向架的25B、25G型客車仍在大量運用，將制動梁安全吊改裝為鋼絲繩結構后，不但安全防護功能可靠，而且從根本上消除了安全吊折斷脫落隱患。

圖4 安全鋼絲繩安裝示意圖

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??)男，高級工程師(

2015-05-06)

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10.3969/j.issn.1008-7842.2015.03.18