南京地鐵S8號線轉(zhuǎn)向架線纜支架斷裂原因分析

張曉明

摘要：南京地鐵S8號線車輛轉(zhuǎn)向架在運(yùn)營初期狀態(tài)良好，隨著運(yùn)營里程的增加，出現(xiàn)了速度傳感器線纜支架斷裂的故障。本文主要介紹了對故障件進(jìn)行化學(xué)成分、金相組織等分析，查找斷裂原因，徹底解決故障問題。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;轉(zhuǎn)向架;支架斷裂;原因分析

一、S8號線轉(zhuǎn)向架使用概況

南京地鐵S8號線車輛轉(zhuǎn)向架采用的中車浦鎮(zhèn)公司自主研發(fā)的PW120E型轉(zhuǎn)向架，該轉(zhuǎn)向架是充分消化吸收A型地鐵轉(zhuǎn)向架B25基礎(chǔ)上，結(jié)合浦鎮(zhèn)公司多年來在地鐵轉(zhuǎn)向架設(shè)計和制造豐富的經(jīng)驗(yàn)，考慮120km/h地鐵車輛的技術(shù)特點(diǎn)研發(fā)而成。

轉(zhuǎn)向架每根車軸上裝有WSP 防滑速度傳感器，防止制動時車輪打滑。位于每輛車的1、4、5、8位軸端，速度傳感器線纜固定在軸端支架上（見圖一），支架材質(zhì)為Q235B。

南京地鐵S8號線自2014年8月1日開通運(yùn)營以來，轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)狀態(tài)一直比較穩(wěn)定，但在2016年3月22日檢修中，發(fā)現(xiàn)027028車027A2位軸端速度傳感器線纜支架斷裂的故障。對全部26列車進(jìn)行普查，共有26個線纜支架有裂紋。

二、線路支架斷裂原因分析

將斷裂的故障件送檢，進(jìn)行金相組織、化學(xué)成分等分析，查找支架斷裂的原因。

1、外觀及斷口情況

檢查外觀及斷口發(fā)現(xiàn)：支架斷裂位置發(fā)生在安裝孔附近（見圖二）。斷裂形貌見圖三，斷口下部偏右側(cè)為斷裂起始位置，具備疲勞形態(tài)的海灘紋特征，斷口有銹蝕。支架斷口為高周低應(yīng)力疲勞形態(tài)。

2、電鏡分析

對支架斷口進(jìn)行掃描電鏡分析，疲勞源區(qū)域低倍形貌見圖四，疲勞擴(kuò)展區(qū)可見因交變應(yīng)力引起的疲勞條紋見圖五。

3、化學(xué)成分分析

在支架斷裂處附近上取樣，進(jìn)行化學(xué)成分分析，分析結(jié)果見下表：

從分析結(jié)果看，支架的材質(zhì)符合GB/T700-2006標(biāo)準(zhǔn)中Q235B牌號結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分范圍。

4、金相檢驗(yàn)

在支架斷裂位置附近取樣進(jìn)行金相分析，支架的金相組織為珠光體+鐵素體的熱軋組織，但心部存在帶狀偏析現(xiàn)象，見圖七、圖八。

三、分析結(jié)果及措施

從以上各項(xiàng)檢驗(yàn)的分析結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

1、支架的材質(zhì)符合 Q235B化學(xué)成分技術(shù)要求（GB/T700-2006）。

2、支架的金相組織沒有異常，但心部存在軋制偏析帶。

3、支架的斷裂形式為疲勞斷裂。支架斷裂原因是：在使用過程中因載荷作用，支架斷裂處在外力作用下萌生疲勞源并發(fā)展為疲勞裂紋，在繼續(xù)的交變載荷作用下疲勞裂紋擴(kuò)展，當(dāng)支架有效截面抗力小于承載應(yīng)力，支架最后斷裂。

針對轉(zhuǎn)向架線纜支架斷裂的問題，浦鎮(zhèn)公司非常重視，在斷裂原因查清后，對南京地鐵S8號線轉(zhuǎn)向架線纜支架進(jìn)行了重新設(shè)計（見圖九）。

新的線纜支架于2016年6月裝車試驗(yàn)后運(yùn)營正常，7月份對S8號線全部的線纜支架進(jìn)行了更換，運(yùn)用至今狀態(tài)良好。

參考文獻(xiàn)

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