接觸網定位器出現脫落的原因分析及解決措施研究

鄭 磊

（晉能控股煤業集團鐵路運營管理山西有限公司礦山鐵路分公司，山西 大同 037001）

0 引言

近年來，我國鐵路接觸網定位裝置從2013 年開始出現慣性失效，在2021 年年初就出現過兩次由定位器脫落引起的弓網失效。可以看出，定位器的脫落對列車的安全運行是一個巨大的危險隱患。通過對定位線夾和定位器的研究，通過實地調研，對定位器的脫扣現象進行了分析，并提出了相應的安裝驗收規范和問題的查找方法，為鐵路接觸網定位線夾的維修和生產技術進行了總結。

1 定位線夾、定位器結構及相關匹配關系

為了提升定位定位線夾和定位器之間的匹配關系，我國鐵路部門制定了一系列的規范標準，如TB/T 2075.3—2010、OCS-2、OCS-3 等，但在不同的規范中并沒有工藝尺寸詳細的說明，造成了設備與設備之間配合誤差較大，造成了設備在使用過程中具備較大的安全隱患。

1.1 定位線夾、定位器結構

定位線夾的構造類型具有多樣性的特點，根據造型的區別，主要可以分為兩種，有插銷式的定位線夾和非銷式的定位線夾。該定位線夾與定位器由一個固定銷套管相聯接，圖1 為定位線夾結構形式。

圖1 定位線夾結構形式

1.2 定位線夾、定位器相關參數

隨機抽取A、B 兩廠的定位線夾U 形銷釘進行參數測量，可以發現，銷釘直徑大多為4 mm，定位線夾孔徑為15.6 mm。但是，A 廠商生產的定位線卡孔直徑是4.44 mm，而B 廠商的定位線卡孔直徑是5.4 mm，二者相差1 mm。由A 廠商制造的U 形插頭，其內部間隔為10.97 mm，而B 廠商的內部間隔為11.89 mm，二者之間的差距接近1 mm。在連接相同定位器后，發現B 廠家生產的定位線夾U 形銷抖動較大。

本文選取了A 廠商不同時期生產的定位器和定位套筒以及技術資料，經過實際抽查發現：不同時期的元件公差的標準存在差異，定位線夾連接部位的直徑為16 mm，連接處的誤差范圍控制始終沒有改變。通過對某企業的實地檢查，確定了該公司的定位線夾與定位器之間的不符合。

定位線夾與U 形插銷、定位器之間有一定的配合，如果定位線夾的孔徑、U 形銷間距、定位器銷套的誤差控制不夠，則會造成U 形銷無法有效固定，定位線夾和定位器的結合也會出現問題。

2 定位器脫落原因分析

2.1 產品質量源頭問題

產品問題的根源表現在第一節中所闡述的各個制造廠商的制造標準不一致，各個零部件不能保證公差控制都在合格范圍內，U 形插銷不能有效固定，容易產生搖擺，加劇磨損。

2.2 安裝工藝問題

文章[1]針對U 形插銷沒有按照標準進行安裝，定位器安裝位置異常造成定位器脫落的現象進行了解釋，在此章節不再重復解釋。

2.3 定位器受力問題

當鐵路曲線較大的情況下，曲線力的值很小，在計算過程中可以忽略不記，則可以對接觸網的受力情況進行簡化，建立了“三點”模型，見圖2。

圖2 定位器受力計算模型

接觸網撐桿A、B、C，三個撐桿兩兩之間的間距為L1、L2，三個撐桿的拉出值分別為a1、a2、a3，Tj為接觸線張力大小。對撐桿B進行受力分析，則壓力F 的計算如下：

根據式（1）的計算方法，以一個運行6 年的線路為研究對象，在獲取到1C 探測波形圖和4C 圖片（見圖3、圖4）后，對定位裝置的受力較小的位置進行了分析。通過對184 km 長的鐵路進行了初步的研究，受力情況見表1。

表1 某鐵路線路定位器受力情況分析

按照《鐵路接觸網運行維修規則》規定，定位裝置在張緊（拉力≥80 N）時，重點檢查表1 中11 個受力小于80 N 的定位裝置。結果表明，11 個定位針U 形銷都有不同程度的磨損，最嚴重的一個已經磨損了50%以上，定位器定位鉤處也有很大的磨損[2]。

根據前期檢查的結果，對T 形定位器的定位線夾進行了更換和不受力定位器的專項檢查，以保證車輛的正常運營。對1000 個配線夾進行了替換，在替換中發現了存在的問題：定位線夾與定位器連接處有1～3 mm 的空隙，U 形插頭由于受到高頻率的振動而產生了一定的磨耗，這種磨損與定位器的受力有很大的相關性，也就是說，當定位器受到足夠的載荷時，定位器的U 形插頭基本上不會受到損傷。在不受到外力作用時，定位器的U 形卡扣出現了較大的損耗[3]。

2.4 定位器與定位管間隙不足

通過檢查測量，T 形定位器和定位管之間空隙過小，在30 mm 以內，T 形定位器出現了磨損。對U 形插頭的磨損情況進行檢查，發現該部位已經出現明顯磨損痕跡，定位鉤處也明顯可見磨損痕跡。

實踐研究表明，下述的一些流程把控不嚴可能會造成接觸網定位器脫落：沒有從源頭上對采購的零件進行質量管控，各生產廠家的產品不能充分互換，不同廠家生產的零件在公差工藝上有著較大的差別，和圖樣的要求有一定的差距；裝配技術不合格，主要表現為定位線夾的安裝問題，一方面使線夾沒有安裝到位，另一方面使雖然線夾安裝到位，但是安裝過程重由于公差配合問題造成較大變形和磨損，變形后的U形插頭雖然能夠插入孔，但是已經造成了零件的形變，在長期高頻振動的工況下，脫落的概率大大提升；定位器不受力，實踐表明，定位線夾與定位器之間有1～3 mm 的空隙，當定位器受到較大的載荷時，如果定位器的受力不良，定位器將長期受到嚴重的磨損，最后造成定位器的脫落；定位器與定位管之間的空隙不夠，使定位器與定位管產生摩擦，使兩個連接件同時出現磨損現象[4]。

3 解決措施

1）確保部件來源于正規渠道。對于每一批次采購的零部件，都需要符合TB/T 20770、TB/T 2074、TB/T 2075 標準，該標準中對于零部件的標準合檢驗技術進行了明確的規定，鐵路部門在進行采購時，需要對零部件進行尺寸檢查和誤差檢查，保證產品的實際公差滿足標準，搜集不同廠商零件的可替代性；在更換定位線夾時，應選用非銷式的定位線線夾；僅更換U形插頭時，應使用原廠的U 形插頭，嚴禁使用不同廠商的產品，各廠商應該在生產的商品上做好清晰的品牌標識，避免出現不同廠家的零件混合使用的情況；定位器和定位線夾的使用要配套，產品不配套會導致間隙配合不當，加劇磨損速度，甚至會造成安全隱患。

2）規范現場施工流程合驗收標準。嚴禁在工地上敲打U 形銷釘，并嚴格按照有關的技術規范進行施工；在驗收時對定位線夾與定位裝置的接頭進行逐個測量，保證間隙在1～3 mm 以內。檢查U 形插頭的外形，如有擊打痕跡，應及時更換，防止U 形插頭因變形而造成故障，從而縮短其工作壽命。使用手動搖動的方法對定位器的受力進行檢測，以保證定位器的受力狀況。檢查T 形定位器與定位管之間的間距，保證其間距不低于50 mm。

3）做好運行管控。基于1C、4C 數據，對應力較低的定位器、定位器進行在線檢測，并同步調整相應的拉出量，以保證定位器的受力滿足規范的要求。

4 結語

鐵路接觸網定位器一旦出現脫落現象，將嚴重影響鐵路的安全穩定運行，通過分析鐵路定位線夾、定位器結構及相關匹配關系，精準定位在成接觸網定位器脫落的關鍵因素，并總結了解決措施，以期通過綜合應用這些措施，能有效防治鐵路接觸網定位器脫落故障，更好地保障了鐵路接觸網的安全連續穩定運行。