209T(206G)型转向架制动梁安全吊折断原因分析及改进建议

2015-03-07王德明

铁道机车车辆 2015年3期

关键词：闸瓦构架夹板

王德明

(中国铁路总公司车辆部客车处北京 100844)

运用与检修

209T(206G)型转向架制动梁安全吊折断原因分析及改进建议

王德明

(中国铁路总公司车辆部客车处北京 100844)

为防止制动梁脱落引发客车脱轨事故，209T(206G)型转向架上均装用安全吊用于制动梁脱落后的防护，该安全吊为铁制带状环形封闭结构，通过螺栓与构架连接安装(见图1)。该型安全吊在实际运用中经常发生裂纹、折断，甚至发生折断后脱落问题，危及客车运行安全。

1 原因分析

经统计，2008年、2009年仅沈阳铁路局共发生53起制动梁安全吊折断故障、一起安全吊折断脱落事故，折断处均集中在安全吊螺栓安装孔部位和安全吊上弯角处(见图2)。

图1 安全吊结构

经分析，安全吊折断的主要原因是安全吊仅上端固定在构架上且为刚性连接，空间自由度较大。由于安全吊质量较大，列车运行时车辆振动引起安全吊沿车体纵向振荡，由于安全吊自身不能有效衰减振荡，长期振荡下的交变载荷造成安全吊根部或弯角处疲劳裂纹而最终折断。

图2 安全吊折断部位

2 结构设计

为从根本上解决安全吊刚性连接、空间自由度大问题，借鉴25 K型客车横向控制杆防脱结构特点，使用钢丝绳总成代替铁制安全吊。钢丝绳柔度大，能有效衰减列车运行时的振荡。

2.1 结构组成

钢丝绳总成主要由上连接板、环形钢丝绳、下夹板组成等组成(结构示意图见图3)。上连接板固定在构架吊座上，下夹板组成固定在制动梁上，上连接板和下夹板组成通过环形钢丝绳连接成一个整体。环形钢丝绳与上连接板间通过耐磨塑料连接，为固定状态；环形钢丝绳与下夹板组成间通过缓冲套连接，为自由滑动状态。

图3 钢丝绳总成结构示意图

钢丝绳为不锈钢材质，规格φ9-7×19×7-1 670，编制接头为铝管压式固结，最小破断拉力≥15 kN。由于构架外侧吊座与横梁内侧吊座安装结构不同，内、外侧环形钢丝绳长度不同，压制成环形后，外侧直径φ230 mm、内侧直径φ190 mm。连接板材料采用ZG270-500，衬套和缓冲套分别采用聚氨酯、尼龙6。

2.2 工作原理

当车辆制动时，制动梁产生横向移动，下夹板组成与制动梁同时横向移动，下夹板组成的横向移动量外侧为±240 mm，内侧为±190 mm，不影响制动梁制动、缓解作用。当制动梁发生脱落时，上连接板通过环形钢丝绳作用使闸瓦托及制动梁体不坠地。

3 理论计算

3.1 钢丝绳强度计算

钢丝绳承受最大载荷应为制动梁总成质量与断裂下落冲击载荷的和，制动梁质量32.2 kg，闸瓦托质量8.13 kg，闸瓦质量10 kg，闸瓦托吊4.6 kg。总质量m=54.93 kg。参考原铁道部科教装[2001]21号文《200 km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》中7.1.1.2构架上的悬吊载荷节“悬吊于构架上的重大设备应考虑在悬吊处施加悬吊重量X倍的集中载荷，其中悬吊重量与X的值根据悬吊方式确定，X为2.5-4.5.”计算最大载荷P=2 422.41 N,两端钢丝绳圆环相当于4根钢丝绳承载，每根钢丝绳承受最大载荷为P/4=605.6 N，远小于钢丝绳最小破断拉力(≥15 kN)，安全系数足够。

3.2 安全距离计算

在自重条件下，闸瓦托最下端距轨面理论高度：新轮220 mm、磨耗轮180 mm。钢丝绳环近似直径230 mm，在制动梁脱落钢丝绳环被拉成直线时，最大伸长长度为131 mm，小于闸瓦托距轨面高度，安全距离足够。