南京地铁S8号线转向架线缆支架断裂原因分析

张晓明

摘要：南京地铁S8号线车辆转向架在运营初期状态良好，随着运营里程的增加，出现了速度传感器线缆支架断裂的故障。本文主要介绍了对故障件进行化学成分、金相组织等分析，查找断裂原因，彻底解決故障问题。

关键词：地铁车辆;转向架;支架断裂;原因分析

一、S8号线转向架使用概况

南京地铁S8号线车辆转向架采用的中车浦镇公司自主研发的PW120E型转向架，该转向架是充分消化吸收A型地铁转向架B25基础上，结合浦镇公司多年来在地铁转向架设计和制造丰富的经验，考虑120km/h地铁车辆的技术特点研发而成。

转向架每根车轴上装有WSP 防滑速度传感器，防止制动时车轮打滑。位于每辆车的1、4、5、8位轴端，速度传感器线缆固定在轴端支架上（见图一），支架材质为Q235B。

南京地铁S8号线自2014年8月1日开通运营以来，转向架系统状态一直比较稳定，但在2016年3月22日检修中，发现027028车027A2位轴端速度传感器线缆支架断裂的故障。对全部26列车进行普查，共有26个线缆支架有裂纹。

二、线路支架断裂原因分析

将断裂的故障件送检，进行金相组织、化学成分等分析，查找支架断裂的原因。

1、外观及断口情况

检查外观及断口发现：支架断裂位置发生在安装孔附近（见图二）。断裂形貌见图三，断口下部偏右侧为断裂起始位置，具备疲劳形态的海滩纹特征，断口有锈蚀。支架断口为高周低应力疲劳形态。

2、电镜分析

对支架断口进行扫描电镜分析，疲劳源区域低倍形貌见图四，疲劳扩展区可见因交变应力引起的疲劳条纹见图五。

3、化学成分分析

在支架断裂处附近上取样，进行化学成分分析，分析结果见下表：

从分析结果看，支架的材质符合GB/T700-2006标准中Q235B牌号结构钢化学成分范围。

4、金相检验

在支架断裂位置附近取样进行金相分析，支架的金相组织为珠光体+铁素体的热轧组织，但心部存在带状偏析现象，见图七、图八。

三、分析结果及措施

从以上各项检验的分析结果可以得出以下结论：

1、支架的材质符合 Q235B化学成分技术要求（GB/T700-2006）。

2、支架的金相组织没有异常，但心部存在轧制偏析带。

3、支架的断裂形式为疲劳断裂。支架断裂原因是：在使用过程中因载荷作用，支架断裂处在外力作用下萌生疲劳源并发展为疲劳裂纹，在继续的交变载荷作用下疲劳裂纹扩展，当支架有效截面抗力小于承载应力，支架最后断裂。

针对转向架线缆支架断裂的问题，浦镇公司非常重视，在断裂原因查清后，对南京地铁S8号线转向架线缆支架进行了重新设计（见图九）。

新的线缆支架于2016年6月装车试验后运营正常，7月份对S8号线全部的线缆支架进行了更换，运用至今状态良好。

参考文献

[1]周睿.城轨B型车辆转向架方案设计[J].机车车辆工艺，2004（3）

[2]黄沈阅、董静.地铁车辆转向架区域动态模拟试验电缆断裂分析及建议[J].电力机车与城轨车辆，2014（4）