CRH380型動車組轉向架玻璃鋼裙板掛鉤松動分析與解決方案

王意夫　王旨

【摘 要】本文根據現有CRH380型動車組運行過程中出現的轉向架玻璃鋼裙板掛鉤松動、脫落問題，對裙板掛鉤的結構進行了計算分析，同時對裙板安裝方式進行了論證，并針對分析結果制定了相關解決方案，通過數據統計及現場調研等途徑對解決方案實施后的效果進行了長期跟蹤驗證，在觀察實踐的基礎上提出了對方案進一步深入優化的建議。

【關鍵詞】 CRH380型動車組 玻璃鋼裙板 掛鉤松動 解決方案

1 引言

針對CRH380型動車組2014年至2015年3月份運營中出現的車體結構問題，其中轉向架處的玻璃鋼裙板掛鉤松動情況較為突出，裙板掛鉤在車組運行過程中起到二次防松作用，若出現松動情況不但會致使裙板二次防松功能失效，掛鉤裝置也存在松脫風險。通過對CRH380型動車組轉向架玻璃鋼裙板掛鉤結構的深入分析，明確了掛鉤松動問題的原因，對玻璃鋼裙板的安裝標準提出了相關要求，并通過實踐驗證，證明了安裝標準可有效降低玻璃鋼裙板掛鉤的故障率，同時在動車組運用維護方面提出了針對解決玻璃鋼裙板掛鉤松動問題的建議。

2 轉向架玻璃鋼裙板掛鉤松動問題經過

2014年至2015年3月份，CRH380型動車組在線運營期間共發現璃鋼裙板掛鉤松動情況8起，故障現象主要為玻璃鋼裙板掛鉤安裝螺栓與裙板連接處發生裂紋或預埋螺栓缺失。

3 轉向架玻璃鋼裙板掛鉤松動問題原因分析

3.1 CRH380動車組轉向架玻璃鋼裙板掛鉤安裝結構

CRH380動車組轉向架玻璃鋼裙板由裙板支架、裙板、二次放松掛鉤結構組成，裙板支座通過吊裝螺栓與車體吊裝連接，裙板通過裙板鎖螺栓與裙板支座緊固連接，裙板支座與裙板在裙板鎖結構下方各設置一個二次防松掛鉤，僅當裙板鎖結構松動時，裙板掛鉤起到二次防松作用。

3.2 裙板掛鉤結構分析

由于發生松脫裂紋部位均發生在裙板側的二次防松掛鉤區域，需要對裙板掛鉤處連接結構的受力情況及強度進行分析，連接結構主要包括預埋螺栓及焊板。過模擬裙板安裝，數據分析裙板玻璃鋼和雙螺柱板均能滿足靜態和交變載荷均滿足使用要求。

3.2.1雙螺柱焊接板的靜強度分析

雙螺柱焊接板所能承受最大靜拉壓載荷約為3000N，所能承受的最大靜態剪切載荷約為120N。

在極限氣壓載荷6000Pa的下，該處螺栓受到的拉力約為1300N，剪力為100N。結構承載能力滿足實際載荷情況，結構沒有問題。

3.2.2雙螺柱焊接板的疲勞強度分析

此處雙螺柱焊接板結構所能承受的最大疲勞拉壓載荷約為：± 1000N，該結構所能承受的最大靜態剪切載荷約為：±70N。

根據材料焊接影響區的屈服強度和疲勞強度換算得到在正常氣動載荷1500Pa左右，拉力約為± 325N，剪力為± 55N。

3.3裙板掛鉤安裝情況分析

在玻璃鋼裙板裝配過程中，車體、車體連接件、玻璃鋼三種部件在實際生產中會存在誤差，在裝車過程中三種部件之間又會存在安裝誤差，這些累計誤差均會造成玻璃安裝座和掛鉤之間的不匹配問題。實際裝車過程中通過增加墊片來調整裙板與車體連接件之間的間隙。增加墊片后，裙板鎖強制擰緊，導致裙板掛鉤受到車體方向的拉力F，裙板部分受到圖示方向扭矩。

通過對此種安裝情況的應力分析，模型計算把裙板鎖連接結構視為固定，把車體掛鉤的剛性視為無限大，取得的數值除以2，近似于實際結果。

4 轉向架玻璃鋼裙板掛鉤松動問題解決方案

由于轉向架玻璃鋼裙板掛鉤松動問題原因主要為掛鉤受到應力導致，可通過調整裙板安裝工藝，避免裙板預埋掛鉤（含螺栓）不與不裙板支座掛鉤接觸，具體為：

不銹鋼鎖座、預埋掛鉤安裝螺栓之間不允許接觸（間隙需≥0.1mm），以免產生應力。

不銹鋼鎖座掛鉤、裙板預埋掛鉤相互不能接觸，間隙需≥0.1mm。如發生接觸，可將圖示中防松螺母拆下，在預埋掛鉤和玻璃鋼本體之間加裝墊片，并使用全新的防松螺母，緊固力矩6Nm。

不銹鋼鎖座掛鉤與玻璃鋼本體之間不允許接觸，間隙需≥0.1mm。如發生接觸，由供應商對玻璃鋼裙板內側面進行打磨處理。

不銹鋼鎖座、裙板鎖螺母之間可使用墊片調整，每處墊片數量最多3個，總厚度不大于為6mm。

5 方案驗證及后續優化方案

通過對轉向架玻璃鋼裙板掛鉤調整后的車組進行跟蹤發現，調整后截止目前按照工藝標準進行調整后再次發生掛鉤裂紋1起，掛鉤接觸受力問題5起。

由于車組長期運行后玻璃鋼裙板發生形變導致調整后的裙板掛鉤再次發生接觸受力現象，通過統計分析再次出現問題的車組運行情況，可以看出裙板掛鉤調整方案調整后均可維持運行40萬公里以上。為繼續優化解決方案，降低車組故障率，可在原有裝配工藝優化的基礎上將玻璃鋼裙板掛鉤檢查調整工作納入二級修及各高級修程，或研究新型碰鎖結構。