地铁车辆紧固件扭矩的确定和校核工艺研究

张大为

摘 要：随着科技和时代的发展，人们的生活水平也越来越高。人们的日常生活也越来越便捷，交通工具也发生了变化。地铁也成为很多大城市居民的主要出行方式之一，那么地铁的安全性就显得相当重要。地铁车辆紧固件扭矩的确定和校对，是保障地铁车辆安全的重要程序之一。地铁车辆对紧固件扭矩的确定和校核主要是在地铁大修的时候，用扳手来拧紧力矩，在采用紧固扭矩对扭力进行校核。紧固件扭矩确定和校核是地铁整个车辆和部件组成的检查中极其重要的一道工程，确定和校核的主要目的是为了确保螺纹连接件在紧固过程中和紧固后发生拧得过紧或是拧的过松等不合格的现象，以确保每一个螺栓都能够正常的工作。紧固件扭矩常用于连接方式中做紧固的作用，在连接中是必不可少的。关于地铁紧固件的拧紧扭矩，在欧美发达国家等都已经有了相应的行业规范。随着我国的铁路轨道的蓬勃发展，近年来我国也制定了相应的标准，但是由于我国城市的轨道交通发展参差不齐，对于轨道交通紧固件拧紧扭矩还尚未完善。

关键词：车辆；紧固件；扭矩；确定和校核；工艺研究

中图分类号：TG9 文献标识码：A

在我国，轨道交通发展得越来越快，让人们的生活变得越来越便捷。在轨道交通运营设备中大量的运用紧固件，这种紧固件在电气设备公司的屏柜产品以及电器产品中都有着很多的运用，在紧固件的运用中都有着扭力值的要求也就是对扭矩需要进行确定，确保紧固的质量。在许多的公司中采用了螺栓紧固方法，主要是利用原本设计中需要的预紧力得到与之相对应的螺栓紧固力矩，然后在使用扭扳手进行定扭。那么这种方法在地铁大修中都是可取的，本文将作为重点分析。由此可见地铁大修严谨性是相当重要的，紧固件直接关系着地铁的安全以及使用寿命。

一、目前我国地铁列车架大修中存在的问题

随着我国的社会科技的不断发展，人们的生活方式也越来越便捷，尤其是地铁的出现解决了很多人的出行问题，也缓解了城市交通拥堵的问题。但是在地铁的运行中也会存在着一定的，因此地铁大修显得尤为的重要。作为城市的重要交通工具之一，它关系到城市交通居民的安全问题。正常情况下，地铁公司是通过大修来维护、维修方式来排除隐患，保证地铁的正常运行。但是地铁维修中存在着一定的问题，比如地铁车辆维护成本较高就是一大原因。而且随着我国城市轨道交通线网化营运模式的建立，客流量不断增长，地铁公司面临着运营紧张以及由于越来越多车辆的投入使用，大修和架修等等维护的问题就变得越来越突出。不仅检修的工艺范围存制定不完善，比如对紧固件扭矩没有明确的要求，工作人员理解不到位的问题等现象出现，这就说明技术管理不到位。此外在检修范围存在漏检、漏修的情况，首先就是在工艺执行中存在不按工艺进行检修，单纯凭借以往的经验进行检修，以及探伤工作清洁度不够，没有严格执行探伤工作要求等。最后还存在着检修管理工作职能模糊以及检修技术设备不完善的办法问题。

二、如何判断紧固件扭矩是否正确

（一）拧紧力矩是否正确

在装配过程中，拧紧力矩是受多方面因素影响的，因此按照标准的数值来判断拧紧力矩是存在一定的偏差的。首先就存在二次紧固的可能，因为扭力扳手不能完全地保持平稳的用力，有可能就产生二次紧固。其次就是紧固件螺栓在开始的时候，是不容易转动的，这其中存在着一定的客观因素，是不可改变的，因此会产生偏差。以及螺栓何时转动时很难确定的，这就存在着一定的主观因素。还有就是紧固件螺栓转动的时候，要克服较大的摩擦力，但实际上实际的扭矩值肯定是大于安装时的扭矩值，所以测试值一般偏大。由此可见虽然操作简单，但是存在着很多的问题，还没有得到解决。

（二）是否存在松动

目前，大修中常存在着紧固件松动的情况，而之所以存在紧固件松动的情况，很多人认为紧固件松动是由于使用过度，简而言之就是疲劳强度，但是实验证明紧固件很少有因为使用过劳而松动。主要是由于地铁巨大的动力直接作用于紧固件及设备之上，就直接导致了紧固件损坏，一旦紧固件损坏后，设备就无法进一步正常的工作。在紧固件工作过程中，受到轴向力作用的紧固件，螺纹会受到破坏，进而螺栓可能会被拉坏。因此在装配过程中，就应该注意使用一些优质的防松动效果好的材料，才是解决紧固件松动的主要决定因素。

三、如何确定和校核地铁紧固件扭矩

（一）紧固件如何确定预紧力

在轨道交通大修中，在对上紧固件之前都要确定预紧力，没有个紧固件在连接过程中最为重要的目标值就是预紧力，众所周知，不可能绝对准确地测量出或是估算出预紧力，无论如何准确的计算，都会因为外在的因素出现或多或少的偏差。在这基础之上，在地铁车辆紧固中，转矩就是一个可以考量质量的特征值，为了保障地铁的安全，必须检查紧固件的扭矩和紧固的质量，并且将扭矩转入系统之中，进行评估。在实际中，在计算中存在着一定的关系，这个关系的数值取决于紧固件的几何形状以及摩擦系数，但是摩擦系数是无法避免的问题，并且目前的科技水平还无法解决，即使有办法解决，成本也是相当的高，并不适合试用到地铁中去。但是这个问题随着科技的发展和进步，终有一天会得到解决。由于摩擦系数的问题存在，因此在根据加转矩装配螺栓时，需要产生多大的预紧力是无法得出正确的结论的。

（二）紧固件的拧紧方法以及检查方法

根据我国目前的科技发展情况来看，在轨道交通运营设备中大量的运用紧固件，那么在地铁大修中紧固件拧紧就显得尤为的重要。在紧固过程中大部分以螺栓为主，螺栓和螺母是工业中最为常用的紧固件也是工业领域中最适合做紧固件的紧固元件，它们不仅可以经受高强度的工作还可以装卸和再利用。目前，在地铁大修中紧固件的主要拧紧方法就是力矩法。顾名思义力矩法就是指根据最先设计的预紧力，用相应的螺栓紧固值，最后用扳手拧就可以了。检测的方式就是增拧法，意思就是用扳手平稳的用力增加力矩，观察螺栓转动时的微小差距以及瞬时转动的扭矩值最大，不用停手继续转动，看扭矩回到短暂的稳定状态之中，此时就是检查得到的扭矩，这种方法相对比较简单，但是其也存在的一定的偏差，仅作为参考。此外这种方法还需要有非常熟练的经验才能够完成。

结语

随着我国的社会及科技的不断发展，人们的生活方式也越来越便捷，尤其是地鐵的出现解决了很多人的出行问题，也缓解了城市交通拥堵的问题。但是在地铁的运行中也会存在着一定的问题，因此地铁大修显得尤为的重要。作为城市的重要交通工具之一，它关乎着城市交通居民的安全问题。 在轨道交通运营设备中大量的运用紧固件，那么在地铁大修中紧固件拧紧就显得尤为的重要。紧固件的目的是为了能够达到预紧力，在通过扭矩达到预紧力，但是中间有很多的需要控制的因素，而且扭矩数值也存在的一定的差距。因此需要通过实验以及理论分析相结合的方法找到影响扭矩的数值的关键因素。在找到这些影响因素之后，在过程中进行控制，尤其是对一些关键性因素进行控制，能够做到将扭矩的范围应用于实际中。

参考文献

[1]吴国志.螺栓紧固应力与紧固扭矩计算[J].内燃机与动力装置，2012（1）：39-41.

[2]荣飞.螺栓紧固的扭矩系数与标准偏差[J].中国设备工程，2016（2）：42-44.

[3]郭新明.螺纹紧固件扭矩系数的实测比较与分析[J].机械工业标准化与质量，2013（4）：27-29.

[4]陈亭志.螺纹紧固件拧紧扭矩的确定方法研究[J].武汉职业技术学院学报，2013（1）：102-105.

[5]谭名强，殷君，孙正士.广州地铁车辆大修紧固件扭力校核研究[J].轨道交通装备与技术，2016（4）：23-25.

[6]裕莉莉，柴之龙，李琨，等.表面处理工艺对螺纹紧固件装配性能影响的研究[J].汽车工艺与材料，2016（1）：17-20.