轉向架螺栓螺紋防松技術研究

賢業飛 李新 張鵬

摘 要：轉向架作為軌道列車的走行部，組裝質量直接關系到列車運行的安全性與穩定性。轉向架搭載的零部件眾多，裝配關系復雜，且各零部件組裝均依靠螺栓螺紋連接，螺栓連接質量決定了轉向架質量。本文針對轉向架螺栓連接現狀，分析討論螺栓防松技術，為轉向架組裝質量提升提供參考。

關鍵詞：轉向架；螺栓連接；防松技術；質量提升

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.032

1 研究背景

隨著軌道行業的飛速發展，列車運行的速度也在不斷攀升，尤其是近些年復興號的推廣更加速了這一進程。轉向架作為車輛車下運行最重要的組成部分，主要由焊接構架，驅動裝置，制動裝置，懸掛裝置等部分組成，各零部件的組裝質量決定了列車運行的安全性。作為車輛的核心部件，轉向架起到了承載列車重量，提供車輛運行的驅動力及制動力，以及轉向架自有的轉向作用等功能。為了轉向架各項功能的穩定實現，轉向架各零部件組裝質量必須得到有效保證。

2 螺紋聯接類型

螺紋緊固件多為標準件常用的為螺栓，雙頭螺柱，螺釘等。根據是否擰緊分為緊聯接與松連接。轉向架上各零部件通過螺栓螺紋緊固到焊接構架的組裝接口處，與焊接構架形成一個整體，隨列車一起運行，所以轉向架上各螺栓連接均為緊聯接，螺栓均為擰緊狀態。擰緊聯接能增強連接的剛性、緊密型以及防松能力。對于受拉螺栓聯接，可以提高螺栓的疲勞強度；對于受剪螺栓聯接，有利于增大連接中的摩擦力。

3 螺紋連接失效形式

3.1 螺紋連接面變形

螺栓緊固過程中由于施加的緊固力較大，導致螺栓頭、螺母與支撐面的產生較大壓力，接觸面由于壓力較大擠壓產生塑性變形。螺栓在緊固長度內的拉伸力減小，導致螺母不回轉，聯接的預緊力降低后螺紋連接失效。

3.2 螺母自動回旋

轉向架在車下作業，運行環境惡劣，振動劇烈。螺栓長期受載荷、振動、沖擊等影響可能導致在某瞬間螺栓存在連接作用力瞬間消失的狀態，導致螺母出現自動回旋，致使螺紋連接失效。

3.3 螺栓斷裂

轉向架在運行過程中，由于運行速度過快導致飛石濺起擊打到螺栓處導致螺栓斷裂，或者由于螺栓長期高負荷使用過程中，螺栓桿體出現疲勞斷裂導致螺栓連接失效。

4 防松技術的分析應用

防松技術一般包括三種：摩擦防松，機械防松以及永久防松。摩擦防松和機械防松因為螺栓可進行拆卸再次使用，所以稱之為可拆卸防松，而永久防松使用后螺栓不可再用，且拆除過程復雜易損壞零部件，所以稱為不可拆卸防松。由于轉向架的零部件需要經常進行拆卸保養維修，所以一般選擇可拆卸的防松技術。本文結合防松技術應用情況介紹討論幾種可拆卸防松技術。

4.1 彈簧墊片

彈簧墊片是最常見的螺栓防松方法，利用彈簧墊片收口的彈力壓緊旋合的螺紋產生接觸面的壓力，增大接觸面的摩擦，阻止螺旋副的相對轉動可有效起到防松作用，如圖1所示。彈簧墊片成本低，防松效果優良，使用簡單，在轉向架上被廣泛得到應用。

4.2 防松鐵絲

利用螺栓頭部的防松鐵絲空，將防松鐵絲傳入，相鄰螺栓連接成8字防松鐵絲，可以有效的利用鐵絲的拉力使螺栓保證一定的拉緊力，不會產生旋動。防松鐵絲除去能夠起到防松作用外，還能夠有效的體現出列車運行過后螺栓是否出現松動。且值得一提的是防松鐵絲的運用與大多數防松方法不產生沖突，在轉向架上得到充分應用。

4.3 自鎖螺母

自鎖螺母形式多樣，原理也各有差異，但是都是圍繞著防止螺旋副的轉動，通常使用對頂螺母進行自鎖的比較多，可以有效的防止螺紋失效。但是自鎖螺母由于設計結構復雜，要求精度高，所以價位居高不下，轉向架上僅特殊部位使用。

4.4 NORD-LOCK墊片

NORD-LOCK墊片是近些年使用較為廣泛的防松墊片之一，該墊片由兩片的墊圈組成一套，每片的上、下面帶有不同鋸齒。當發生振動時，螺母發生轉動時墊片的鋸齒會抬升螺母，使連接面產生大的壓力增大摩擦力抑制螺母旋轉，使之不能松動，如圖2所示。

4.5 螺紋鎖固劑

在螺紋連接處涂抹螺紋鎖固劑，待螺栓緊固后，螺紋鎖固劑如同膠水一般將螺紋副粘連到一起，能夠有效的阻礙螺栓回旋。

5 總結

螺栓螺紋連接作為轉向架各零部件連接的主要形式，連接質量關乎轉向架的行車安全。本文通過對螺栓螺紋連接形式及失效形式進行分析，提出能夠有效防止螺栓連接失效的防松方法：使用彈簧墊片，使用自鎖螺母，使用防松鐵絲，使用防松墊片，使用螺紋鎖固劑等，當然，在不沖突的情況下，建議使用多種防松技術并行的方式防松。希望通過本文的介紹能夠為螺栓防松研究提供參考。

參考文獻：

[1]丁寶平.緊固件標準化現狀和發展動向[J].機械工業標準化與質量，2008（01）：162-164.

[2]趙增闖.軌道車輛轉向架防松、防脫技術措施探討.[J]技術與市場，2017，24（11）.