高速鐵路接觸網結構零部件防松技術的改善和研究

馬艷

（中鐵建電氣化局集團軌道交通器材有限公司，江蘇 常州 213179）

隨著經濟跨境、跨區域的快速發展，在人們生活水平逐步提升的基礎上，向鐵路運輸提出了更高的要求，鐵路運輸在不斷追求速度的同時，極大地滿足了人們生活中方方面面的需要。追求高速度、高效率是21世紀時代的特征，人們對鐵路行業的要求不僅只是提升速度的問題，對技術的要求更高，相應需要鐵路的發展與時代發展的規律相符合，逐步順應社會的發展，通過對牽引供電系統中零部件防松技術的不斷改進完善，促進接觸網在安全上獲得更大的進步，對鐵路運輸安全具有非常大的推動作用，進一步推動鐵路行業的發展。科學技術的迅猛發展，快速推動著社會的進步，跨境、跨區域的經濟交流、旅游業也將進一步得到發展，這得益于鐵路行業給予的安全運行保障，而高速鐵路安全運行離不開必須保障牽引供電系統的安全性，必須提升其接觸網結構中的零部件服役性能，通過強化牽引供電系統運行維護管理、加強其建設，將一些比較典型問題諸如零部件耐腐性、吊弦等方面有效解決，完善提高運營管理水平，以達到實現提質增效的目的。

1 接觸網防松技術分類

結合國內外現有的接觸保護計數的要求及應用對防松技術進行分類，主要包括：（1）應用于振動頻繁的接觸網線夾上的螺栓螺母，因為與電力機車運行的安全性與穩定性息息相關，因此需要選擇便于操作的機械式螺栓，并且需要保證螺母防松機構質地輕薄，防松性能較好，有助于解決松動問題，并且在維護保養或拆解調整后，仍可以繼續投入應用，進而有效降低成本。該結構的防松技術在國內應用廣泛。（2）應用于腕臂、定位以及下錨裝置等結構零部件的螺栓螺母。需要保證其防松性、防脫性、耐久性以及自鎖性能良好，具有較高的抗拉強度與緊固力矩。如果符合以上要求，便可以應用于高速鐵路的接觸網中，能夠有效解決螺母松動松脫問題，并且維護保養成本較低，能夠保證高速鐵路接觸網的耐久度、安全性。

2 國內接觸網防松技術及應用

2.1 雙螺母

在接觸網腕臂底座固定、腕臂與絕緣子之間的固定連接中應用廣泛，另外，也被應用于接觸網各結構間的固定與連接。對其防松措施進行分析，主要為兩個螺母鎖緊后，相互間形成相對的反作用力，分別對螺栓的螺紋形成反方向的作用力，有效提高螺紋與螺紋間的摩擦力，防松作用顯著，但是，其防松功能并不完善。使用階段需要注意下述問題：鎖緊作業進行2次，操作復雜，導致工作人員工作量增加，高空作業難度較大，成本較高，整體效果不佳，易導致松動問題，免維護實施困難。

2.2 單螺母

單螺母主要包括螺母、彈墊以及平墊圈。在接觸網杯口螺栓固定中應用廣泛，因為使用部位并非零部件頻繁振動部位，接觸網運行階段出現松動、松脫等風險較低。對其防松措施進行分析，在緊固階段，通過彈簧墊片變形形成的彈力，使螺母和基體接觸面之間形成力，進而有效避免螺母和基體間形成細微間隙導致夾緊力突然降低，保證防松效果。但是，實際應用中也存在不足，只能延緩螺母松動的時間，無法根本解決螺母松動問題。

2.3 尼龍嵌件螺母

在接觸網接觸定位器限位支座部位應用廣泛。對其防松措施進行分析，主要為在螺母內側上端鑲嵌尼龍圈，尼龍圈具備良好的彈性，同螺栓的螺紋產生相應的摩擦阻力，對螺母擰緊時，螺栓的螺紋牙會對尼龍圈內側形成破壞，產生與螺栓螺紋貼合的螺紋，有效提高尼龍圈的摩擦力，避免螺母發生轉動，進而防松效果較好。但是，該方法的防松效果具有局限性，重復性不強，使用過一次便會導致其防松效果下降，實現免維護困難。

2.4 錐壓抱緊式防松螺母

在低速重載或者載荷穩定的零部件中應用較為廣泛。對其結構進行分析，上部與下部分別為鎖緊螺母與主螺母，前者內側的主要形式為錐面形式，錐面對下部主螺母的錐形臺形成徑向壓力導致其發生收縮，螺桿抱緊，在鎖緊螺母斜面的作用下使主螺母位于收口，防松效果良好。但是，也存在諸多不足，主要為操作復雜，需要進行2次鎖緊作業，導致工作人員工作量增加，高空作業困難，無法重復應用。其最大問題為鎖緊螺母的防松性能較差，如果發生松動變化失去作用。

2.5 止動片

止動片主要包括螺母、彈墊和止動片。在接觸網關鍵零部件的防松中應用廣泛。在彈墊形成彈力作用的過程中，止動片利用變形折彎的作用對螺母側邊實施位置限定，對螺母發生轉動進行阻礙，進而達到一定的防松作用。但是，該方法在實際應用過程中也存在不足，主要體現在止動片的類型較多，導致其與零部件的配套設計不合理，如果零部件的尺寸較大或者止動片的翼片體積較小，翼片難以倍折彎，因此，止動片不具備任何作用。另外，該結構不適用于夜間作業，重復性較差，易導致塑性形變，整體效果不佳。

3 接觸網防松技術的改善措施

高速鐵路接觸網是電力機車的外輸電線路，易受到其他因素的影響，如電力機車動態載荷作用以及其他自然因素，導致零部件發生松動脫落問題，因此，對接觸網防松技術進行改善具有重要意義。

通過應用柔性防松技術能夠有效強化防松作用，該項技術利用彈簧的柔性彈力，確保螺母與螺栓鎖緊時通過彈簧式的防松環形成軸向包緊力，對振動及沖擊形成的松脫力進行地址，有效解決螺紋松動問題。因為螺母和彈簧屬于組合結構，該結果部分使用彈簧和螺桿外螺紋結合形式，部分使用螺母內螺紋與螺桿外螺紋結合形式，能夠有效增加螺紋的受力面積，并且彈簧的彈性包緊力較好，如果螺母出現松動，徑向與軸向均具備一定的阻力，避免其振動時發生松動。通過利用該項技術能夠從根源處解決螺母振動導致的松脫問題，具有非常強的抗振性能與持久穩定的防松性能，能夠實現免維護。

4 結語

綜上所述，高速鐵路接觸網結構零部件防松技術的合理應用能夠有效解決螺母松動問題，采用柔性防松技術效果理想，能夠降低成本，重復性較強，防松作用顯著，為高速鐵路的安全穩定運行提供保障。