高速动车组转向架螺栓防松技术研究

穆彦华 张亚双

摘要：螺栓是高速动车整体结构中的重要组成部分，通过利用螺栓将不同结构进行连接可有效提升动车结构的稳定性，能够确保动车稳定运行，降低安全事故发生的概率。而螺栓在使用过程中最重要的功能就是保证动车组的转向架能够正常使用，如在使用中出现任何螺栓松动的情况都会对转向架甚至整个动车组的运行安全造成极大威胁，甚至出现严重交通事故，因此，本文对转向架螺栓使用过程中出现防松失效的主要原因及形式展开分析，并对相应防松技术的具体应用展开讨论，以期能够提升转向架作用，保证动车正常运行。

关键词：高速动车组；转向架；螺栓放松技术；应用方式

一、转向架螺栓放松出现失效的原因及形式

1.因连接面变形出现的失效现象

转向架中螺栓头必须与螺母进行联合使用才能保证转向架使用的稳定性，但当螺栓与螺母之间的支撑面在接触过程中产生较大压强时，会导致连接件受到压强的作用导致其表面刚度随之降低，而如果未能及时对此情况进行处理，在长期的压强的作用下致使其刚度降低到一定程度，导致连接面逐渐产生变形状态，导致螺栓在长期压制和紧固的情况下出现拉伸力降低的现象，而此时螺母受到压力作用不会再出现回转，导致预紧力逐渐减小，导致防松失效。

2.因螺母自动回转作用出现的失效现象

高速动车组在正常运行过程中由于动车自身运行特点、重量、转向架结构、螺栓在使用过程中受到的各种外力等方面的影响，导致转向架的螺栓因长期受到不同温度变化、压力、振动、冲击以及其他作用逐渐将其摩擦力缩小，摩擦系数逐渐产生变化，同时在螺栓的螺纹与螺母产生支撐的部位因摩擦力的减小或突然消失导致螺母出现自动回转现象，致使螺栓结构出现松动，出现防松失效现象。

二、高速动车组中转向架螺栓防松技术的具体应用

1.控制安装预紧力技术

绝大多数高速动车组转向架在进行稳定性、牢固性提升时多使用控制预紧力技术加强对螺栓的巩固，通过利用此方法能够大幅度提升螺栓连接结构的整体强度、可靠作用和抗疲劳强度，且有效提高其防松能力，保证整体转向架使用的安全性。在进行该技术方法应用时不需要对螺栓连接结构做出任何调整和改动，而使直接借助螺栓结构中螺纹的自锁特点，既能够有效降低放松失效现象出现概率，同时也具有节省成本、提高防松效率的作用。以CRH2动车组中转向架为例，在针对该转向架及各个连接部位的组装时，除了对管卡座进行组装之外，其余转向架及螺栓连接部位均需要使用控制预紧力技术，利用专用扭力扳手对其进行加紧，其技术具体应用方法如下：

（1）科学选择扭力扳手

通常情况下在针对转向架螺栓选择扭力扳手时需要对其量程等数值进行科学筛选。针对动车组实际需求，需要确保选择的扭力扳手的最大量程为50%-100%，当扭力扳手的指针指数处于20%以内时，此时扳手设备的内部结构中的弹簧部位已经开始产生形变，如在此时对其扭矩值进行确认不够精准，需要在其指针到达20%之后进行计算并选择，例如扳手的量程如果在320N.m内时，那么其扭矩值范围应当为320×20%-320N.m=64-320N.m。

（2）使用扭力扳手时的注意事项

第一，应在使用时严格控制使用方式。使用时确保螺栓的轴线与扭力扳手的手柄位置的方向保持垂直状态，将其垂度偏差控制在3°以内，而在扳动时确保其用力方向与手柄方向保持垂直状态，将其垂直度偏差控制在10°以内。

第二，严格控制扳手的施力方向。使用人员必须保证在施力时将用力的手放在扳手手柄的中心部位，同时在使用扳手进行施力时保证其施力匀速且保持平稳，以免对施力者产生伤害，保证其预紧力。

（3）做好紧固与防松标识，科学使用润滑产品

第一，由于转向架中螺栓连接结构数量较多，因此在进行控制预紧时需要在每进行并结束一次预紧后使用颜色较为明显的油漆笔对该处做好明显标识，确保在进行其他螺栓拧紧过程中不会出现混乱现象，避免对已经进行预紧后的螺栓进行再次拧紧或出现遗漏等现象。如在最终进行加固后则需要对已经进行防松的位置进行标记；第二，可根据具体预紧状况选择对一定部位使用润滑材料，例如润滑油脂等，利用其润滑作用对螺栓连接部位的螺纹及接触面进行保护，同时也能够减小一部分扳手在施力时产生的力矩，保证预紧技术的作用及效果。

2.摩擦防松技术

（1）弹簧垫圈的摩擦防松应用

螺母拧紧后，压平垫圈产生的弹性反力使旋合螺纹间压紧，同时垫圈斜口的尖端抵住螺母与被联接件间的支承面，也起到防松的作用，此方法结构简单，使用方便，在转向架螺栓联接中应用广泛，但缺点是垫圈弹力不均，在受到重载、交变载荷冲击下，防松效果一般。因此一般还附加弹性钢丝辅助防松。

（2）双螺母的防松应用

双螺母处于上下状态，当两个螺母在进行对顶拧紧后其螺纹间因其契合度高使其在拧紧状态下始终保持固定摩擦力并存在附加压力，而当双螺母在运行工作中出现载荷力变化时也不会对其摩擦力改变许多，且处于下方的螺母存在受力较小，因此能够保证其整体拧紧状态不便，可有效提升其防松作用。该方式具有简单化的特点，可用于位置较为平稳且承载力较大的转向架结构内，但在整体拆卸过程中存在拆卸负责、占用面积较大等特点，因此多数动车组转向架对该技术的应用概率较低。

3.机械防松技术

第一，在放松技术中主要使用止转垫片作为其增加摩擦力的主要材料，包括舌簧垫圈和止动垫圈等，通过利用该材料提升螺母和螺栓之间接触摩擦力，可有效减少其转动作用力，但这种垫片多为一次性材料，需要多次更换；第二，借助钢丝进行串联。将低碳钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺栓串联，使其相互制动，从而预防松动。钢丝防松结构简单，可直接通过检查铁丝的状态来判断螺栓是否松动，转向架上一般采用串联钢丝与弹簧垫圈组合的防松方式，以确保螺栓在安装后长期运行中的可靠性。

4.科学使用螺纹锁固定剂

螺纹锁固定剂是一种外用固定剂，在使用前需要将螺母、螺栓以及接触面进行全面清理，将油渍、灰尘等杂质去除，并利用固定胶剂在螺纹的连接部位进行均匀涂抹随后将螺纹拧紧，当胶状液体逐渐凝固后产生一定作用力能够保证螺纹接触面保持摩擦且具有加固作用，通常在后期进行拆卸且尺寸规格较小的螺栓结构中使用，我国多数地铁等转向架均使用该方法，其效果较为显著。

三、结语

通过以上分析我们可知，保证高速动车组中转向架稳定性是维护动车稳定运行水平、保证乘客及共组人员生命安全的关键因素，该结构在动车组中具有至关重要的作用。而为了进一步提升其结构稳定性，降低螺栓放松失效概率，则需要借助各种有效防松技术，并针对其具体特点和需求科学选择技术类型，严格遵循技术要点和应用方法，提升转向架整体安全性，进一步为我国居民提供更加安全、舒适且便捷的出行条件。

参考文献

[1]端木伟，姜建东，于孟，etal.高速动车组转向架螺栓防松技术研究[J].黑龙江科学，2013，4（8）.

[2]陈经纬，王东星，曹舜，etal.转向架轴端端盖螺栓的防松脱解决措施[J].铁道运营技术，2018（3）.

（作者单位：中车唐山机车车辆有限公司）