CRH380型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板掛鉤松動(dòng)分析與解決方案

王意夫　王旨

【摘 要】本文根據(jù)現(xiàn)有CRH380型動(dòng)車組運(yùn)行過程中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板掛鉤松動(dòng)、脫落問題，對(duì)裙板掛鉤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算分析，同時(shí)對(duì)裙板安裝方式進(jìn)行了論證，并針對(duì)分析結(jié)果制定了相關(guān)解決方案，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研等途徑對(duì)解決方案實(shí)施后的效果進(jìn)行了長(zhǎng)期跟蹤驗(yàn)證，在觀察實(shí)踐的基礎(chǔ)上提出了對(duì)方案進(jìn)一步深入優(yōu)化的建議。

【關(guān)鍵詞】 CRH380型動(dòng)車組 玻璃鋼裙板 掛鉤松動(dòng) 解決方案

1 引言

針對(duì)CRH380型動(dòng)車組2014年至2015年3月份運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的車體結(jié)構(gòu)問題，其中轉(zhuǎn)向架處的玻璃鋼裙板掛鉤松動(dòng)情況較為突出，裙板掛鉤在車組運(yùn)行過程中起到二次防松作用，若出現(xiàn)松動(dòng)情況不但會(huì)致使裙板二次防松功能失效，掛鉤裝置也存在松脫風(fēng)險(xiǎn)。通過對(duì)CRH380型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板掛鉤結(jié)構(gòu)的深入分析，明確了掛鉤松動(dòng)問題的原因，對(duì)玻璃鋼裙板的安裝標(biāo)準(zhǔn)提出了相關(guān)要求，并通過實(shí)踐驗(yàn)證，證明了安裝標(biāo)準(zhǔn)可有效降低玻璃鋼裙板掛鉤的故障率，同時(shí)在動(dòng)車組運(yùn)用維護(hù)方面提出了針對(duì)解決玻璃鋼裙板掛鉤松動(dòng)問題的建議。

2 轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板掛鉤松動(dòng)問題經(jīng)過

2014年至2015年3月份，CRH380型動(dòng)車組在線運(yùn)營(yíng)期間共發(fā)現(xiàn)璃鋼裙板掛鉤松動(dòng)情況8起，故障現(xiàn)象主要為玻璃鋼裙板掛鉤安裝螺栓與裙板連接處發(fā)生裂紋或預(yù)埋螺栓缺失。

3 轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板掛鉤松動(dòng)問題原因分析

3.1 CRH380動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板掛鉤安裝結(jié)構(gòu)

CRH380動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板由裙板支架、裙板、二次放松掛鉤結(jié)構(gòu)組成，裙板支座通過吊裝螺栓與車體吊裝連接，裙板通過裙板鎖螺栓與裙板支座緊固連接，裙板支座與裙板在裙板鎖結(jié)構(gòu)下方各設(shè)置一個(gè)二次防松掛鉤，僅當(dāng)裙板鎖結(jié)構(gòu)松動(dòng)時(shí)，裙板掛鉤起到二次防松作用。

3.2 裙板掛鉤結(jié)構(gòu)分析

由于發(fā)生松脫裂紋部位均發(fā)生在裙板側(cè)的二次防松掛鉤區(qū)域，需要對(duì)裙板掛鉤處連接結(jié)構(gòu)的受力情況及強(qiáng)度進(jìn)行分析，連接結(jié)構(gòu)主要包括預(yù)埋螺栓及焊板。過模擬裙板安裝，數(shù)據(jù)分析裙板玻璃鋼和雙螺柱板均能滿足靜態(tài)和交變載荷均滿足使用要求。

3.2.1雙螺柱焊接板的靜強(qiáng)度分析

雙螺柱焊接板所能承受最大靜拉壓載荷約為3000N，所能承受的最大靜態(tài)剪切載荷約為120N。

在極限氣壓載荷6000Pa的下，該處螺栓受到的拉力約為1300N，剪力為100N。結(jié)構(gòu)承載能力滿足實(shí)際載荷情況，結(jié)構(gòu)沒有問題。

3.2.2雙螺柱焊接板的疲勞強(qiáng)度分析

此處雙螺柱焊接板結(jié)構(gòu)所能承受的最大疲勞拉壓載荷約為：± 1000N，該結(jié)構(gòu)所能承受的最大靜態(tài)剪切載荷約為：±70N。

根據(jù)材料焊接影響區(qū)的屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度換算得到在正常氣動(dòng)載荷1500Pa左右，拉力約為± 325N，剪力為± 55N。

3.3裙板掛鉤安裝情況分析

在玻璃鋼裙板裝配過程中，車體、車體連接件、玻璃鋼三種部件在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)存在誤差，在裝車過程中三種部件之間又會(huì)存在安裝誤差，這些累計(jì)誤差均會(huì)造成玻璃安裝座和掛鉤之間的不匹配問題。實(shí)際裝車過程中通過增加墊片來(lái)調(diào)整裙板與車體連接件之間的間隙。增加墊片后，裙板鎖強(qiáng)制擰緊，導(dǎo)致裙板掛鉤受到車體方向的拉力F，裙板部分受到圖示方向扭矩。

通過對(duì)此種安裝情況的應(yīng)力分析，模型計(jì)算把裙板鎖連接結(jié)構(gòu)視為固定，把車體掛鉤的剛性視為無(wú)限大，取得的數(shù)值除以2，近似于實(shí)際結(jié)果。

4 轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板掛鉤松動(dòng)問題解決方案

由于轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板掛鉤松動(dòng)問題原因主要為掛鉤受到應(yīng)力導(dǎo)致，可通過調(diào)整裙板安裝工藝，避免裙板預(yù)埋掛鉤（含螺栓）不與不裙板支座掛鉤接觸，具體為：

不銹鋼鎖座、預(yù)埋掛鉤安裝螺栓之間不允許接觸（間隙需≥0.1mm），以免產(chǎn)生應(yīng)力。

不銹鋼鎖座掛鉤、裙板預(yù)埋掛鉤相互不能接觸，間隙需≥0.1mm。如發(fā)生接觸，可將圖示中防松螺母拆下，在預(yù)埋掛鉤和玻璃鋼本體之間加裝墊片，并使用全新的防松螺母，緊固力矩6Nm。

不銹鋼鎖座掛鉤與玻璃鋼本體之間不允許接觸，間隙需≥0.1mm。如發(fā)生接觸，由供應(yīng)商對(duì)玻璃鋼裙板內(nèi)側(cè)面進(jìn)行打磨處理。

不銹鋼鎖座、裙板鎖螺母之間可使用墊片調(diào)整，每處墊片數(shù)量最多3個(gè)，總厚度不大于為6mm。

5 方案驗(yàn)證及后續(xù)優(yōu)化方案

通過對(duì)轉(zhuǎn)向架玻璃鋼裙板掛鉤調(diào)整后的車組進(jìn)行跟蹤發(fā)現(xiàn)，調(diào)整后截止目前按照工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整后再次發(fā)生掛鉤裂紋1起，掛鉤接觸受力問題5起。

由于車組長(zhǎng)期運(yùn)行后玻璃鋼裙板發(fā)生形變導(dǎo)致調(diào)整后的裙板掛鉤再次發(fā)生接觸受力現(xiàn)象，通過統(tǒng)計(jì)分析再次出現(xiàn)問題的車組運(yùn)行情況，可以看出裙板掛鉤調(diào)整方案調(diào)整后均可維持運(yùn)行40萬(wàn)公里以上。為繼續(xù)優(yōu)化解決方案，降低車組故障率，可在原有裝配工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上將玻璃鋼裙板掛鉤檢查調(diào)整工作納入二級(jí)修及各高級(jí)修程，或研究新型碰鎖結(jié)構(gòu)。