貨車中梁裂紋研究及防止漏檢分析

葛云龍

摘要：貨車中梁是車輛的重要構件，當其發生裂紋且得不到及時修理時，就有可能引起中梁裂斷，構成行車大事故，從而給國家造成嚴重的經濟損失。本文對某型貨車中梁裂紋故障進行深入分析，找出了產生裂紋的要因，并提出了整改方案。

關鍵詞：貨車;中梁裂紋;優化方案

一、情況分析

貨車中梁裂損是車輛部門重大事故隱患之一，近年來由于中梁折斷造成的經濟損失和對行車安全的影響已很突出。例如：某年3月1日，2614次貨物列車運行到毛壩至高灘間399km+977m處，其中C50562243（中梁為450工字鋼）中梁折斷造成重大事故，損失萬余元。同年11月24日，1737次貨物列車運行到廟溝至張茅間（13。5%的坡度）出了山洞約有500m左右，其中C50538759（中梁為450工字鋼）中梁折斷，險些造成重大事故。

某城市在某年進行了調查，貨車中梁斷裂有379輛<段修發現296輛，列檢發現83輛）其中敞車367輛，占96.83%;棚車4輛，占1.06%3;罐車4輛，占1.06%，其他型車5輛，占1.32%。在367輛敞車中，C50型敞車333輛，占敞車中梁斷裂的90.74%。根據車輛段的調查資料統計，冬季發生中梁裂損較多。從發生中梁裂損事故統計資料中可看出，在線路坡度較大，運行速變較高的區段所占的比重較高。中梁裂損部位一般發生在中梁與枕橫梁結合處，中梁下蓋板端頭處，特別是燕尼部位;中梁主管孔和杠桿孔邊緣處，以及橫梁穿過中梁腹板的穿孔處;鉚結構下蓋板末端第一、二鉚釘孔處;中梁兩端上心盤的中梁內隔板處。

二、中梁裂紋的原因

（一）結構設計不合理。車體鋼結構設計是否合理，對中梁裂紋有很大的影響。尤其是對中梁、牽引梁、忱梁及心盤座節點這些應力較大、悍縫集中的部位。因其長期處于拉、彎、扭的大應力狀態。如果結構設計不合理，強度不足，則會造成局部應力集中，極易產生裂紋損傷。

C50型敞車屬底架承載結構，中梁承受載荷的比例較大。用450工字鋼制作的中梁底架，在中梁下蓋板燕尾處經常出現裂紋，并延及中梁工字鋼翼板及腹板成為車輛慣性故障。雖然檢修時在燕尾部裂紋處兩側對稱加焊了長條平鋼板或在燕尾根部裂紋處悍裝馬蹄形補強板，但是經-段時期運用后，加焊補強板處大部分又重新開裂或出現新的裂紋，甚至連補強板也產生裂紋。更甚者由于補強板斷裂面引起了中梁上、下翼板也產生裂紋。此外，在運用中還發現450工字鋼中梁要比550，560工字鋼中梁易產生裂紋。這主要是由于450工字鋼強度偏弱燕尾形蓋板結構設計不合理所致。這種結構的中梁上蓋板比下蓋板短，而且沒有延伸到枕梁上蓋板，因而此處中梁斷面沒有形成箱型結構，使下蓋板受到較大載荷作用，在圓弧及燕尾處產生裂紋。同時，又由于上蓋板短而造成中梁內積水，下蓋板嚴重夾銹。銹蝕后不但使蓋板變弱，而且還引起蓋板變形鼓起，進一步削弱了承載能力，促使下蓋板產生裂紋，進而擴展乃至延及中梁腹板。后來設計制造的C50型敞車結構比較合理，較好地解決了這個問題，裂紋發生率大為減少。

部分C50型敞車中梁腹板的移動杠桿周圍因為較大的開孔削弱了中梁斷面，造成此處的應力集中而產生裂紋。后來修改了基礎制動裝管的設計，將移動杠桿改到中梁的一側，就不需要在中梁上開孔了，從而避免了此種裂紋的產生。

C50型敞車雖屬全鋼側壁承載結構，但由于設計時過多地強調了減輕自重，中枕梁節點上部無蓋板，枕梁上蓋板也不連續，只與中梁上蓋板對接，蓋板又窄，而鐵地板厚度僅有5mm。使C50型敞車的中梁強度不足。又由于載重為65t，超載情況比較嚴重，因而造成心盤座及枕梁處的中梁內隔板焊縫起點附近產生裂紋現象。同時，不少枕梁在與中梁結合處的腹板產生裂紋，尤其是當枕梁腹板與中梁上翼板連接處存在者方形中玉缺口時。夾角部位產生應力集中，裂紋由此開始向腹板延伸。進而延及中梁翼板。

（二）不嚴格執行工藝

在車輛制造或修理過程中，如果不按工藝規程進行操作，材質、下料、組裝不合工藝要求，這樣在中枕梁節點，縱橫焊縫交點等結構工藝較復雜部位。就會造成工藝缺陷和弊病，象埠角不夠、煤縫過短、未焊透、起弧或滅弧處存在缺陷、焊接不規范。焊接順序不當或燁接熱影響區的殘余應力未能消除以及采取不適當的冷調等。會使鋼績構各構件之間的連接強度不足、應力集中，內應力過大。這樣在運用中受超載偏載。過大沖擊等因索的影響，就會使結構產生變形或裂紋。

（三）運用時間久，材質收勞

車輛投入運用時間過長，結構本身變形過大及各連接焊縫處發生的腐蝕到一定程度后會判弱中梁的強度或剛度，這也是使用期長的車輛在目前運用中中梁產生裂紋的主要原圍之一。

三、防止中梁裂紋漏檢措施

目的，防止車輛大部件析裂是車輛部門的重點I作“三防“（防燃、防切、防斷、防脫）之一，因此，在貨車定檢及運用檢查過程中加強對中梁裂紋的檢查并及時正確地排除故障顯得尤為重要。我們可以從以下幾方面予以重視。

（一）列檢檢查

各列檢所進行列車技術檢查時應認真按照作業程序加強對中梁的檢查。可采用一探身，二抬頭的30字檢查方法。即：順線有重點（即穿梁孔邊緣處。中梁下蓋板鉚釘孔處。橫梁與中梁埠接處），各孔看邊緣，鉚釘裂兩端，牽引看從板，三線細判斷（即中梁上彎角、下彎角、立彎角結合處）。

（二）定檢檢查

車輛段在對定檢施修的車輛進行技術檢查時，應嚴格按照規定加強對貨車中梁的預檢和中間檢查I作。可采用“三檢（預檢、質檢、工長必檢）、“三重點"（對心盤座處、中枕梁連接處、應力集中處進行重點檢在）、“三多"（對難以發現的部位多看一眼、多照一下、多敲一錘）的控制方法，及時發現裂紋。檢在裂紋通常可采用以下幾種方法：

（1）強光交叉觀察法。當用強光對裂紋進行照射時，裂紋分界線會十分明顯，因而對中梁易發生裂紋的主要部位用強光進行多次交叉照射即能發現裂紋。（2）除塵振動法。對灰塵多有油污的地方可先用金屬刷除去灰塵，然后用鏡子擊打或用鉚槍振動被檢直部位，這樣在強光的交叉照射下，原被從塵覆蓋的裂紋就會顯現出來。（3）乙塊焰供烤法。當用前兩種方法難以判斷時，可用乙炔焰烘烤可疑裂紋周圍，待移去火焰金屬冷卻后，再用強光交叉照射，裂紋處會因熱脹玲縮而使裂紋顯現。（4）敢大鏡及光纖內窺鏡檢查法，對一些細小的裂紋，可使用放大鏡放大后確認。而對于心盤座處兩中梁內隔板間難以觀察到的中梁部位。建議制作一種與醫學上光學纖維內窺鏡作用原理及效果相同并稍加改善的光纖內窺鏡。從心盤銷孔或隔板孔伸進去。可檢查兩隔板間中梁是否出現裂紋。

四、結語

總之，貨車中梁是車輛的主要受力部件之一。貨車中梁裂紋已成為目前制動梁脫落的最大隱患之一，這種問題如不徹底解決將會造成貨車顛覆，嚴重危及行車安全。

參考文獻：

[1]孫景樂，制動梁支柱產生裂紋的原因分析及改進措施[J]， 鐵道機車車輛工人，2003，（4）.

（作者單位：中車齊車集團貨車分廠）