我國鐵路貨車旁承技術(shù)綜述及發(fā)展建議

曹玉峰，邵文東，徐世鋒，李立東

(中車齊齊哈爾車輛有限公司，遼寧 大連 116052)

隨著鐵路貨車的技術(shù)進步，我國鐵路提速貨車上大量采用彈性旁承，提高了貨車運行的穩(wěn)定性和平穩(wěn)性，有效抑制了車輛搖頭、蛇行運動和緩沖側(cè)滾振動的發(fā)生，對保證車輛的運用性能起到了良好作用。隨著我國鐵路貨車修程修制改革的不斷深化和推廣，彈性旁承的運用技術(shù)狀態(tài)對保證車輛運行品質(zhì)越來越重要。車輛檢修時，彈性旁承的間隙調(diào)整、技術(shù)狀態(tài)與既有檢修規(guī)程及相關(guān)文件的符合性是彈性旁承能否發(fā)揮作用的關(guān)鍵要素。完善彈性旁承的檢修作業(yè)規(guī)范，準確識別彈性旁承技術(shù)狀態(tài)，規(guī)范彈性旁承的使用要求，改進控制彈性旁承實際工作載荷的檢修管理方式，能進一步提高彈性旁承的檢修質(zhì)量，使其更好地發(fā)揮作用。

1 我國鐵路貨車旁承技術(shù)發(fā)展

1.1 間隙旁承

運行速度不高的車輛一般采用間隙旁承，例如早期裝用轉(zhuǎn)8A型轉(zhuǎn)向架的60 t級貨車。新造車輛和檢修修竣車輛的車體上旁承磨耗板與轉(zhuǎn)向架下旁承不接觸，上下旁承面之間存在一定的間隙，車輛運用中同一轉(zhuǎn)向架兩側(cè)旁承間隙和的限度為2～20 mm。采用間隙旁承的車輛，直線上運行時車體通過心盤傳遞縱向、橫向和垂向載荷；在曲線上運行時，只有在車體與轉(zhuǎn)向架之間產(chǎn)生較大相對側(cè)滾位移時上下旁承才會相接觸以阻止車體進一步側(cè)滾。采用間隙旁承的車輛，其回轉(zhuǎn)阻力矩主要由心盤提供，重車心盤載荷較大，有足夠的回轉(zhuǎn)阻力矩保證車輛以較高速度運行；空車由于心盤載荷較小，車輛高速運行回轉(zhuǎn)阻力矩不足，所以采用間隙旁承的車輛空車運行速度一般較低。我國轉(zhuǎn)8A型轉(zhuǎn)向架用間隙旁承結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 間隙旁承結(jié)構(gòu)

1.2 彈性旁承

我國從1998年開始研制彈性旁承，先后研制了JC、JC-1、JC-2、JC-3型雙作用彈性旁承，BD型常接觸彈性旁承，CJC-1、CJC-2、CJC-3、CJC-4、CJC-5型和CZC-1、CBC-1型長行程彈性旁承。各典型彈性旁承結(jié)構(gòu)見圖2，其主要技術(shù)參數(shù)及裝用車型見表1，表1中E為車輛落成后上旁承磨耗板底面至支撐板或滾子頂面垂直距離(旁承間隙)。

表1 各型彈性旁承主要參數(shù)及裝用車型

圖2 各典型彈性旁承結(jié)構(gòu)圖

(1) JC系列雙作用彈性旁承。

我國第一批彈性旁承應(yīng)用于配裝轉(zhuǎn)K1、轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的P65型行包快運棚車，該車空重車最高試驗速度達到132 km/h，載重45 t的車輛最高商業(yè)運行速度為117 km/h。早期彈性旁承為旁承磨耗板兩側(cè)與旁承盒之間縱向定位，運用過程中磨耗板與旁承座接觸部位磨耗嚴重，影響旁承回轉(zhuǎn)阻力矩作用，同時滾子存在因定位不可靠而發(fā)生旋轉(zhuǎn)后卡阻的問題。

針對早期彈性旁承出現(xiàn)的問題，在研制轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架時對彈性旁承結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計：優(yōu)化了旁承磨耗板及縱向定位結(jié)構(gòu)，彈性旁承兩側(cè)增加縱向彈性定位，消除了磨耗板與旁承盒磨耗問題；優(yōu)化了滾子安裝結(jié)構(gòu)，由原來的滾子直接放入旁承座的結(jié)構(gòu)改為先將滾子安裝在滾子軸上再整體安裝在旁承座的定位凹槽中的結(jié)構(gòu)，提高了滾子的定位可靠性。優(yōu)化后的彈性旁承定型為JC型彈性旁承，是我國主型旁承，廣泛應(yīng)用于60 t級、70 t級通用貨車和80 t級專用敞車，至今已裝車約75萬余輛，共計300余萬套(不包括壽命到期更換的旁承)，占我國旁承應(yīng)用數(shù)量的95%以上。圖3、圖4分別為早期及JC型彈性旁承結(jié)構(gòu)。

為適應(yīng)不同自重的長定距車輛及轉(zhuǎn)8A型轉(zhuǎn)向架提速改造的使用要求，研發(fā)了JC-1、JC-2、JC-3型彈性旁承，其主要結(jié)構(gòu)與JC型旁承相同。JC-2型彈性旁承應(yīng)用于SQ6型小汽車運輸車、GY95SK型罐車等車輛定距較長或自重較大的車型；JC-3型彈性旁承應(yīng)用于X6K型集裝箱平車等自重較小的車型；JC-1型彈性旁承適應(yīng)用于旁承盒縱橫向尺寸較小的轉(zhuǎn)8AG、轉(zhuǎn)8G、轉(zhuǎn)8AB、轉(zhuǎn)8B型轉(zhuǎn)向架，其剛度、旁承間隙與JC型旁承相同，采用低摩擦因數(shù)的尼龍支撐磨耗板代替滾子。

1.調(diào)整墊板；2.彈性旁承體；3.旁承磨耗板； 4.墊板；5.旁承座；6.滾子；7.墊片。

1.調(diào)整墊板；2.彈性旁承體組成；3.墊板； 4.旁承座；5.滾子；6.滾子軸；7.墊片。

圖5為JC-1型彈性旁承結(jié)構(gòu)。

1.墊片；2.調(diào)整墊板；3.墊板；4.彈性旁承體組成；5.旁承座；6.支撐磨耗板。

(2) BD型常接觸彈性旁承。

BD型彈性旁承應(yīng)用于配裝轉(zhuǎn)K4、轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架的車輛，至今裝車約3萬輛，共計約12萬套，其結(jié)構(gòu)見圖6。

1.彈性旁承體下部；2.橡膠；3.彈性旁承體上部； 4.旁承磨耗板；5.調(diào)整墊板；6.鎖緊斜鐵。

(3) CJC系列長行程彈性旁承。

為滿足我國27 t、30 t軸重貨車技術(shù)發(fā)展的需求，在既有JC系列彈性旁承基礎(chǔ)上研發(fā)了CJC系列彈性旁承。與JC系列彈性旁承相比，CJC系列旁承的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：彈性旁承體剛度對橡膠蠕變的敏感度降低約36.4%，減小了彈性旁承體的永久變形對旁承載荷變化的影響，檢修中在彈性旁承體與旁承座之間加裝同樣厚度墊板時，采用CJC系列旁承的車輛空車因旁承垂向載荷過大引起心盤懸空的概率較采用JC系列旁承的車輛低；改進滾子支撐結(jié)構(gòu)，采用小摩擦因數(shù)支撐板限位結(jié)構(gòu)，提高了承載能力，滿足車輛軸重增加的要求；采用具有自補償功能的自鎖楔塊設(shè)計結(jié)構(gòu)，旁承座與旁承盒縱向無間隙；優(yōu)化了彈性旁承的安裝和定位結(jié)構(gòu)，改善了側(cè)面彈性體的受力狀態(tài)，提高了彈性旁承縱向定位的可靠性。CJC系列彈性旁承的設(shè)計參數(shù)覆蓋了不同定距、自重、載重的各型鐵路貨車的使用要求。

截至目前，CJC-1、CJC-2、CJC-3型彈性旁承已大批量裝車使用，分別裝用于3 700輛C80E型通用敞車、70輛C96型敞車、240輛KM98型煤炭漏斗車，共計16 040套。運用20萬km后，分解檢查結(jié)果顯示，旁承整體狀態(tài)良好、橡膠無裂損，旁承磨耗板磨耗輕微，滿足運用要求。圖7為CJC-1型長行程雙作用彈性旁承結(jié)構(gòu)，圖8為CJC-2、CJC-3、CJC-4、CJC-5型長行程雙作用彈性旁承結(jié)構(gòu)。

1.彈性側(cè)板組成；2.彈性旁承體組成；3.墊板； 4.調(diào)整墊板；5.旁承座；6.支撐板組成；7.擋塊。

1.擋塊；2.支撐板組成；3.旁承座；4.調(diào)整墊板；5.墊板；6.彈性旁承體組成。

(4) CZC-1型長行程彈性旁承。

CZC-1型旁承在BD型旁承基礎(chǔ)上優(yōu)化了彈性旁承體，同時采用了滾子限位結(jié)構(gòu)，目前已小批量裝用于C80EH型敞車、C96H型敞車、KM98AH型煤炭漏斗車，其結(jié)構(gòu)見圖9。

1.滾子；2.滾子軸；3.調(diào)整墊板；4.彈性旁承體上部； 5.磨耗板；6.橡膠；7.彈性旁承體下部；8.縱向鎖緊斜鐵。

1.3 間隙旁承及彈性旁承的作用及對比分析

鐵路貨車車體與轉(zhuǎn)向架之間主要采用心盤和旁承連接結(jié)構(gòu)，運行速度較低、性能要求不高的鐵路車輛通常采用間隙旁承。隨著重載運輸技術(shù)的發(fā)展，為進一步提高鐵路貨車的運行穩(wěn)定性和可靠性，研制了常接觸彈性旁承。常接觸彈性旁承可有效提高車體與轉(zhuǎn)向架間的回轉(zhuǎn)阻力矩、緩沖側(cè)滾振動，對提高空重車尤其是空車的動力學性能作用顯著。

(1) 提供回轉(zhuǎn)阻力矩。

采用間隙旁承的鐵路貨車，車體與轉(zhuǎn)向架之間的回轉(zhuǎn)阻力矩由心盤提供，旁承一般不提供回轉(zhuǎn)阻力矩。采用彈性旁承時，一部分心盤載荷通過車體上旁承壓縮下旁承彈性體分擔到兩側(cè)旁承上，此時，車輛的回轉(zhuǎn)阻力矩由心盤和兩側(cè)旁承共同提供。彈性旁承提供的回轉(zhuǎn)阻力矩與旁承載荷、兩旁承之間的距離及旁承磨耗板的摩擦因數(shù)有關(guān)，旁承載荷與旁承剛度、工作行程有關(guān)；心盤提供的回轉(zhuǎn)阻力矩隨著心盤載荷的增加而增大，并與心盤的等效半徑、心盤摩擦因數(shù)有關(guān)[1]。

我國通用貨車轉(zhuǎn)向架的旁承間距為定值(1 520 mm)，尼龍旁承磨耗板的摩擦因數(shù)為0.3～0.4，彈性旁承運用中可能變化的參數(shù)僅有垂向剛度和工作行程。整車落成后，如果不考慮重車情況下枕梁微小變形等的影響，彈性旁承的工作行程就是定值，空重車狀態(tài)下由彈性旁承提供的回轉(zhuǎn)阻力矩是相同的。空車心盤載荷較小，其回轉(zhuǎn)阻力矩主要由旁承提供，在保證空車動力學性能尤其是高速穩(wěn)定性方面，彈性旁承起到關(guān)鍵作用；重車心盤載荷較大，回轉(zhuǎn)阻力矩能夠滿足重車運行要求。

以60 t級通用敞車為例，裝用間隙旁承和彈性旁承車輛的車體與轉(zhuǎn)向架間回轉(zhuǎn)阻力矩的理論計算及實際檢測值見表2。

表2 裝用間隙旁承和彈性旁承車輛的車體與 轉(zhuǎn)向架間的回轉(zhuǎn)阻力矩

(2) 緩沖側(cè)滾振動。

當車體與轉(zhuǎn)向架之間發(fā)生相對側(cè)滾位移時，間隙旁承僅在車輛側(cè)滾位移超過一定數(shù)值時起抑制側(cè)滾振動作用，且車體與旁承接觸瞬間形成剛性沖擊，不利于緩沖側(cè)滾載荷；而彈性旁承始終與車體接觸并具有一定的彈性，可緩沖側(cè)滾振動載荷作用并將側(cè)滾載荷實時傳遞到減振裝置，通過減振裝置提供的減振阻尼吸收側(cè)滾產(chǎn)生的振動能量。合理匹配彈性旁承與減振裝置的性能參數(shù)能夠有效緩沖和抑制車體的側(cè)滾振動，有利于提高車輛的抗傾覆性能，保證車輛安全通過曲線。

2 彈性旁承防誤裝措施

對于結(jié)構(gòu)類似的系列旁承，為避免誤裝，在旁承體與旁承座之間、旁承座與旁承盒之間設(shè)計了防誤裝結(jié)構(gòu)，同時旁承體金屬外露顏色也各不相同，便于組裝時確認彈性旁承型號，避免誤裝。表3為不同型號彈性旁承防誤裝措施。圖10和圖11分別為JC系列旁承座防誤裝卡槽和防誤裝擋銷。

表3 不同型號彈性旁承防誤裝措施

圖10 JC系列旁承座卡槽

圖11 防誤裝擋銷

3 彈性旁承的調(diào)整

3.1 彈性旁承關(guān)鍵尺寸調(diào)整

3.1.1 彈性旁承體工作行程

彈性旁承體自由高C1直接影響旁承的工作行程及最大行程B，是控制旁承組裝質(zhì)量的關(guān)鍵尺寸之一。運用后的彈性旁承體存在永久變形，可通過更換旁承磨耗板或在旁承體底部加裝墊板的方式調(diào)整C1，使最大行程B滿足表1要求。圖12為與旁承體工作行程有關(guān)的部分關(guān)鍵尺寸示意圖。圖12中，D為上旁承磨耗板下平面至上心盤下平面垂直距離；C為下旁承磨耗板上平面至下心盤上平面垂直距離。只有確保旁承體工作行程符合要求才能保證回轉(zhuǎn)阻力矩在有效范圍內(nèi)，車輛落成后，彈性旁承的工作行程無法直接測量，只能通過預先測得的最大行程B和旁承間隙E作差間接獲取。

圖12 與旁承體工作行程有關(guān)的部分關(guān)鍵尺寸示意圖

(1) 下旁承磨耗板上平面至下心盤上平面垂直距離C。轉(zhuǎn)向架落成時應(yīng)按要求對C進行測量，該尺寸調(diào)整準確可有效減少整車落成時旁承間隙調(diào)整次數(shù)。

(2) 上旁承磨耗板下平面至上心盤下平面垂直距離D。該尺寸與C的尺寸相匹配，在車輛結(jié)構(gòu)尺寸方面，D可有效控制旁承間隙進而控制旁承實際工作行程在合理范圍內(nèi)。D若調(diào)整不當，易引起心盤懸空，檢修過程中應(yīng)重點關(guān)注。

(3) 旁承間隙E。該尺寸對于旁承的使用性能及車輛檢修尤為重要，實際旁承的工作行程是通過調(diào)整旁承間隙來控制的。旁承間隙過大即工作行程不足會影響車輛的高速運行穩(wěn)定性，過小會影響車輛的曲線通過性能，因此在車輛新造及檢修過程中應(yīng)嚴格控制。

3.1.2 彈性旁承縱向間隙

圖13為JC型旁承座與搖枕旁承盒縱向間隙F示意圖。彈性旁承組裝后放置到搖枕旁承盒中，F(xiàn)是保證旁承提供的回轉(zhuǎn)阻力矩能夠充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵要素之一，F(xiàn)值越小，彈性旁承提供的回轉(zhuǎn)阻力矩損失越小，對保證車輛較高速度運行穩(wěn)定性越有利；F值過大，當車體與轉(zhuǎn)向架之間發(fā)生相對回轉(zhuǎn)時，彈性旁承與旁承盒之間的縱向相對錯動會造成車輛的回轉(zhuǎn)阻力矩損失，甚至可能造成空車較高速度運行時因旁承回轉(zhuǎn)阻力矩不足而導致車輛失穩(wěn)。

圖13 JC型旁承座與搖枕旁承盒縱向間隙F示意圖

CJC系列、CZC-1型長行程彈性旁承和BD型彈性旁承均采用縱向自補償楔塊結(jié)構(gòu)，可自動調(diào)整旁承座與搖枕旁承盒縱向間隙。JC系列彈性旁承采用在搖枕旁承盒內(nèi)端面加焊墊片的方式調(diào)整縱向間隙，當縱向間隙超過1 mm時，加焊相應(yīng)厚度的墊片調(diào)整。

3.2 彈性旁承的調(diào)整

表4為車體上旁承允許加裝調(diào)整墊板厚度，表5為旁承座與搖枕旁承盒間加裝調(diào)整墊板數(shù)量及厚度，表6為彈性旁承的關(guān)鍵接口尺寸。

表4 車體上旁承允許加裝調(diào)整墊板厚度

表5 旁承座與搖枕旁承盒間加裝調(diào)整墊板數(shù)量及厚度

表6 彈性旁承的關(guān)鍵接口尺寸

3.2.1 新造貨車彈性旁承調(diào)整

組裝彈性旁承時，按照選用的旁承型號組裝旁承座及旁承滾子或旁承支撐板，測量彈性旁承的最大工作行程B值，確保其符合表1的要求。

組裝車體時，通過調(diào)整車體上旁承墊板厚度使D滿足表6的要求；轉(zhuǎn)向架落成時，可通過調(diào)整彈性旁承與搖枕旁承盒間調(diào)整墊板厚度使C值滿足表6的要求；整車落成時，可通過調(diào)整彈性旁承與搖枕旁承盒間調(diào)整墊板厚度使旁承間隙E滿足表1的要求。

3.2.2 檢修貨車彈性旁承調(diào)整

根據(jù)現(xiàn)行的檢修規(guī)程，車輪磨耗后可根據(jù)車鉤高的調(diào)整要求在下心盤與搖枕心盤面之間加裝心盤調(diào)整墊，以保證旁承間隙E符合表1的規(guī)定。在旁承座與搖枕旁承盒間加裝調(diào)整墊板的數(shù)量及厚度要求參照表5規(guī)定。當彈性旁承與搖枕旁承盒調(diào)整墊板總厚度小于或等于規(guī)定值且C滿足規(guī)定時，需將D調(diào)整至符合表6的規(guī)定值，再通過調(diào)整彈性旁承與搖枕旁承盒間調(diào)整墊板厚度使旁承間隙E符合表1的規(guī)定。

裝用轉(zhuǎn)8B(轉(zhuǎn)8AB)、轉(zhuǎn)K2、轉(zhuǎn)K4、轉(zhuǎn)K5、轉(zhuǎn)K6、轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架時，如果彈性旁承與搖枕旁承盒間調(diào)整墊板厚度達到最大值(30 mm)時旁承間隙E仍超上限，應(yīng)在車體上旁承增加使實測旁承間隙與規(guī)定旁承間隙差值相接近的上旁承墊板，再重新調(diào)整下旁承調(diào)整墊板厚度使旁承間隙E符合表1的規(guī)定；如果彈性旁承與搖枕旁承盒間調(diào)整墊板厚度達到最大值(30 mm)時C值仍不符合規(guī)定，應(yīng)選擇合適厚度的上旁承調(diào)整板對車體上旁承進行調(diào)整，再通過調(diào)整彈性旁承與搖枕旁承盒間調(diào)整墊板厚度使旁承間隙E符合表1的規(guī)定。

為進一步保證達速運行貨車的安全，段修調(diào)整旁承間隙時需二次起車復檢旁承間隙，確保旁承間隙符合要求。復檢時，可參照表7所示旁承檢修限度，根據(jù)實際情況更換旁承磨耗板，或者在旁承體與旁承座之間加裝2～5 mm的墊板，或者在旁承座和搖枕旁承盒內(nèi)增減調(diào)整墊板以調(diào)整旁承的最大行程和間隙。

表7 旁承檢修限度

4 彈性旁承運用中的故障及改進建議

4.1 典型故障

2015年2月，在豐臺車輛段石樓檢修車間對TPDS聯(lián)網(wǎng)積分80及以上的34輛貨車(廠修9輛，段修25輛)進行了調(diào)研，其中有7輛車定檢到(過)期并已在1月份經(jīng)過檢修，實際調(diào)研27輛，包含棚車、敞車、罐車、集裝箱平車、糧食車等6個車種，共20個車型。分解檢查了其中26輛車所裝用的104套JC型彈性旁承，檢查結(jié)果顯示，旁承調(diào)整不當、檢修質(zhì)量不良等典型故障主要表現(xiàn)為旁承間隙超差、旁承體工作行程偏差較大、旁承縱向間隙超限、旁承墊板調(diào)整不合理造成心盤懸空等等。

(1) JC型彈性旁承間隙超限。

有20輛車JC型彈性旁承的旁承間隙超過段修限度(C80型車為6±1 mm，其他車型為5±1 mm)，共計44套(超上限37套，超下限7套)，占104套調(diào)研旁承總數(shù)的42.3%。

車輛落成時，上下心盤密貼后旁承間隙E應(yīng)為確定值，在運用過程中心盤磨耗盤磨耗量普遍較小，對旁承間隙變化的影響較小，即使有影響也是使旁承間隙減小，如果初始旁承間隙調(diào)整正確，應(yīng)不隨車輛使用時間的增加而增大，但有個別車輛枕梁產(chǎn)生上翹變形使旁承間隙增加的情況。檢修過程中沒有正確調(diào)整旁承間隙是運用中旁承間隙超上限的主要原因。因此，造修過程中應(yīng)加強對旁承間隙的調(diào)整控制。

建議在整車落成時逐位檢測下旁承最大行程B、下旁承調(diào)整墊板厚度、旁承間隙E等數(shù)值，詳細記錄后一車一檔做好備案。同時規(guī)范檢測要求，數(shù)據(jù)檢測時不得使用通止規(guī)，需使用可測得具體數(shù)值的量具。

(2) JC型彈性旁承體工作行程偏差較大。

旁承體產(chǎn)生永久變形后，如不超過限度檢修時可通過在彈性旁承體與旁承座之間加裝墊板的方式調(diào)整旁承最大行程B，使其滿足段修限度的要求。旁承體在運用中將進一步產(chǎn)生永久變形，尺寸減小，運用一段時間后永久變形量基本穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，要保證旁承工作行程在檢修周期內(nèi)符合要求，正確調(diào)整旁承間隙是關(guān)鍵因素。因此，段修時應(yīng)加強對旁承最大行程段修限度和旁承間隙調(diào)整的控制。

建議在檢修過程中摸索彈性旁承工作載荷的檢測方法，在保證檢修效率的前提下實現(xiàn)對彈性旁承工作載荷的控制，減小旁承產(chǎn)生永久變形后旁承剛度的變化對旁承載荷的影響。同時，應(yīng)提高旁承質(zhì)量，進一步減小運用中彈性旁承體的永久變形量。

(3) 旁承座與旁承盒縱向間隙超限。

有21輛貨車的46套JC型旁承縱向間隙超限，占調(diào)研旁承總數(shù)的44.23%。旁承座與旁承盒縱向間隙最小為0，最大為5 mm，平均值為1.16 mm。

檢修中，當旁承縱向間隙超限時需調(diào)整墊片厚度使縱向間隙不大于1 mm。車輛運用過程中墊片的磨耗會導致間隙增加，個別車4個旁承縱向間隙均超過2 mm，最大達到5 mm。該問題是檢修過程中對旁承縱向間隙重視不足、沒有調(diào)整旁承座與旁承盒之間墊片所致。

(4) 旁承墊板調(diào)整不合理造成心盤懸空。

在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)車號為3501456的P65型行包快運棚車的1位心盤懸空。檢查發(fā)現(xiàn)，心盤磨耗盤只中間部位存在磨耗，1位下心盤墊板厚度為8 mm，但兩側(cè)下旁承調(diào)整墊板厚度分別達22 mm和18 mm。

旁承體運用后普遍存在永久變形，當變形量較大時，需要在旁承體與旁承座之間加裝墊板調(diào)整，而運用后旁承體的剛度也有所增加，若旁承體的工作行程不變，那么旁承體的工作載荷勢必增大。當4個旁承的工作載荷之和大于或等于車體自重時，空車心盤將不承受載荷，甚至出現(xiàn)心盤懸空的現(xiàn)象。以上述P65型棚車為例，該車車體自重為17.43 t，當旁承體剛度大于或等于3.6 MN/m且調(diào)整后的最大行程為上限時，4個旁承的載荷超過了車體自重，造成心盤懸空。

心盤懸空的一個重要特征就是下旁承調(diào)整墊板的厚度明顯大于心盤墊板的厚度，這是因為檢修后的旁承體剛度過大時，正常落車情況下旁承間隙一般超過上限，此時為保證旁承間隙符合規(guī)定，操作者會習慣性地在旁承座與旁承盒之間不斷加裝調(diào)整墊板直至旁承間隙合格。而此時很可能出現(xiàn)下旁承調(diào)整墊板的厚度明顯大于心盤墊板厚度造成心盤懸空的情況。

建議在檢修中增加旁承體垂向剛度檢測項目。JC型旁承體垂向剛度超過3.6 MN/m時，旁承體的永久變形一般也較大，可直接報廢。同時加強心盤加墊時轉(zhuǎn)向架C尺寸的預檢測，以判斷旁承座墊板厚度是否合理。

4.2 其他故障

(1) JC系列旁承側(cè)面彈性體脫膠、開裂。

JC系列雙作用彈性旁承自2003年研發(fā)成功并投入運用以來，裝車已超過300萬套，通過持續(xù)改進，已經(jīng)能夠滿足我國各型通用及專用貨車裝車使用的要求。由于既有結(jié)構(gòu)限制，雖然經(jīng)過金屬表面處理及控制硫化制造工藝等措施，仍側(cè)面彈性體脫膠、開裂的問題仍未徹底解決，如圖14所示。

圖14 側(cè)面彈性體脫膠、開裂

為進一步解決JC系列彈性旁承側(cè)面橡膠脫膠、開裂等問題，降低側(cè)面橡膠體的應(yīng)力，提高彈性旁承的運用可靠性，對JC型旁承體結(jié)構(gòu)進行改進，在保持既有旁承大體結(jié)構(gòu)和接口尺寸不變的基礎(chǔ)上在側(cè)面彈性體中部增加隔板，試驗證明該方案可將彈性旁承體的使用可靠性提高13%，JC型旁承體改進結(jié)構(gòu)如圖15所示。

圖15 JC型旁承體改進結(jié)構(gòu)

(2) 少量JC型旁承體永久變形量較大。

彈性旁承使用后旁承體存在一定的永久變形，對1 095套不同使用時間的JC型彈性旁承體運用后的永久變形量的檢測結(jié)果如表8所示。從表8中可以看出：變形量平均值為2.28 mm；永久變形量以小于4 mm為主，占比為96%，大于4 mm的僅占總數(shù)的4%；初始的永久變形較大，隨運用時間增長，變形量增加不明顯。

表8 JC型彈性旁承運用后永久變形量及其旁承數(shù)量統(tǒng)計表

(3) 少量JC型旁承體垂向剛度增加較多。

彈性旁承體運用后垂向剛度普遍增大，對259套不同使用時間的JC型彈性旁承運用后垂向剛度的檢測結(jié)果如表9所示。從表9中可以看出：垂向剛度平均值與名義剛度(2.2 MN/m)相比增大約11.2%，最多增加47.7%。

表9 JC型彈性旁承運用后垂向剛度及其旁承數(shù)量統(tǒng)計表

(4) BD型常接觸彈性旁承橡膠體裂損。

BD型彈性旁承為剪切型旁承，應(yīng)用于轉(zhuǎn)K4、轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架，已經(jīng)累計裝用約12萬套。BD型旁承橡膠體受力較為惡劣，同時橡膠體的自由釋放空間小，運用中以橡膠體裂損故障為主。由于BD型旁承為整體式結(jié)構(gòu)，檢修過程中發(fā)現(xiàn)橡膠體裂損、橡膠與金屬脫膠或永久變形超限時整套旁承報廢并整體更換。

(5) 長行程彈性旁承需密切關(guān)注。

對于長行程彈性旁承，已經(jīng)累計裝車約5 500輛。配裝27 t軸重DZ1、DZ2、DZ3型轉(zhuǎn)向架和30 t軸重DZ4、DZ5型轉(zhuǎn)向架的貨車均裝用長行程彈性旁承。對配裝長行程彈性旁承的C80E型敞車進行分解檢查，結(jié)果顯示，長行程彈性旁承運用后技術(shù)狀態(tài)良好，能夠滿足運用要求。但目前這些C80E型敞車已逐步進入段修期，各研制單位應(yīng)密切關(guān)注旁承運用后的技術(shù)狀態(tài)，并完善其檢修限度及標準。

5 彈性旁承檢修管理建議

(1) 進一步優(yōu)化彈性旁承的設(shè)計結(jié)構(gòu)。

建議各檢修單位在運用及檢修過程中加強彈性旁承運用、檢修大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，例如增加彈性旁承體垂向剛度及工作載荷的檢測，對實際運用故障進行分類并細化記錄內(nèi)容，充分共享HMIS平臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)，定時向研發(fā)、制造單位推送運用信息。研制單位對彈性旁承實際應(yīng)用的大數(shù)據(jù)進行分析，提高制造質(zhì)量，并優(yōu)化既有的檢修及管理方法，改進設(shè)計結(jié)構(gòu)。

(2) 進一步加強旁承檢修及調(diào)整質(zhì)量。

加強旁承檢修方法的學習，熟練掌握對旁承間隙的調(diào)整、彈性旁承體與旁承座間調(diào)整墊板的調(diào)整、旁承座與旁承盒間調(diào)整墊板與心盤墊板的匹配使用技術(shù)，提高旁承調(diào)整質(zhì)量。

(3) 進一步完善既有彈性旁承工作載荷檢修標準。

當前的彈性旁承檢修標準以尺寸控制為核心，不考慮運用過程中彈性旁承體老化、蠕變及運用中彈性旁承體剛度變化情況。建議對該檢修標準進一步完善、優(yōu)化，研制簡單便捷的彈性旁承工作載荷檢測設(shè)備，同時制定與之相匹配的旁承間隙及工作行程的調(diào)整方法，有效控制彈性旁承的工作載荷。

(4) 進一步研究彈性旁承檢修限度。

彈性旁承體運用后存在一定的永久變形量和剛度變化量，建議通過分析研究彈性旁承體運用、檢修大數(shù)據(jù)，提出更為經(jīng)濟、合理的檢修和報廢限度。