鐵路貨車用拉鉚銷組裝工藝及其應用研究

郭喜春

摘要：在鐵路貨車的整體結構中，車輛制動裝置是不允許存在質量問題的，但是在實際使用中，往往因為連接失效，導致基礎制動裝置產生脫落的情況，這對于行車安全是巨大威脅。所以，鐵路貨車的連接就顯得很關鍵。而在鐵路貨車連接中，拉鉚銷技術應用，可以將拉鉚技術和圓銷結構相結合，是目前鐵路貨車制動裝置連接中的一種新技術。在具體的拉鉚銷組裝中，需要做好研制過程的把握，做好結構尺寸設計，確保相關力學性能夠和技術要求相對應。對此，本文以鐵路貨車的拉鉚銷組裝工藝分析，研究這一組裝技術工藝和應用對策。

Abstract： In the overall structure of railway freight cars， the brake device of the vehicle is not allowed to have quality problems， but in actual use， the basic brake device often falls off due to the connection failure， which is a huge threat to driving safety . Therefore， the connection of railway freight cars is critical. In the connection of railway freight cars， the application of pull riveting pin technology can combine pull riveting technology and round pin structure. It is a new technology in the connection of the brake device of railway freight cars. In the specific assembly of pull riveting pins， it is necessary to grasp the development process and design the structural dimensions to ensure that the relevant mechanical properties can correspond to the technical requirements. In this regard， this article analyzes the assembly technology of the riveting pins of railway freight cars to study the assembly technology and application countermeasures.

關鍵詞：鐵路貨車;拉鉚銷;組裝工藝;應用

Key words： railway freight car;pull riveting pin;assembly process;application

中圖分類號：S776.36+3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）07-0028-02

0 ?引言

拉鉚技術是一種連接技術，基于虎克原理實現連接功能的。在這一技術應用中，需要專用鉚接工具將套環(huán)擠壓到鉚釘的環(huán)形槽中，屬于一種新型鉚接方式。這一技術應用，可以滿足要強度的連接要求，保證壓緊力一致性，確保其抗振性，且組裝便利，可以保證在連接后不松動。目前，在鐵路貨車、重型卡車以及礦山機械、電力鐵塔等建設設施和結構中，這一技術都有比較廣泛的應用。

1 ?拉鉚連接技術及其應用優(yōu)勢

1.1 拉鉚連接技術簡介

二戰(zhàn)時期，在航空母艦上降落的美國遠程作戰(zhàn)轟炸機中，螺栓導致降落中劇烈震動而松動，基于這一問題的解決，美國研制出第一代拉鉚釘。這種拉鉚連接優(yōu)勢顯著，所以在后續(xù)研究中，成為連接技術研究重點，獲得了較大的發(fā)展，對于解決大型結構件的連接強度、連接穩(wěn)固性等，也具有重要作用。

在拉鉚技術研究中，哈克公司的研究具有一定的代表性。該公司研究的拉鉚釘產品，在鐵路中應用，深受歡迎。就鐵路貨車產生振動的原因來看，最根本的原因是鋼軌接頭處不穩(wěn)固，所以，在這一問題應對上，可以盡量減少鋼軌接頭破損，而拉鉚釘使用是解決鐵路貨車連接問題的最有效方法。使用拉鉚釘后，發(fā)現鋼軌接頭破壞問題能夠得到明顯好轉，相關拉鉚連接技術在鐵路中應用也因此得到不斷推廣。

拉鉚技術最先應用在航空領域，而目前，全世界組裝飛機需要的全部堅固件中，已過將近50%的開始使用拉鉚技術。在一輛大型客機中，安裝的拉錨連接產品就有100多萬套。目前，拉鉚連接在大型金屬結構、重型汽車、船舶、鐵路貨車中都有很廣泛的應用。這一技術通過拉鉚槍夾緊兩個組合件后，將套入的環(huán)狀套環(huán)金屬進行壓縮，獲得一個多條環(huán)狀溝槽的鉚釘鎖緊固結構，通過金屬永久變形操作，用套環(huán)將鉚釘緊固在一起，達到永久緊固的效果。這種緊固連接方式可以在栓、銷的連接中應用。

1.2 拉鉚連接技術優(yōu)勢

就拉鉚連接技術應用來看，其具備的技術應用優(yōu)勢主要體現在以下幾點：

第一，采用環(huán)形槽設計。拉鉚釘結構中，使用環(huán)形槽，這種結構設計是針對振動問題導致的連接件松動問題開展的，且拉鉚釘本身有高壓緊力，抗剪切力也比較強，所以可以實現很強的緊固效果，相對于焊接方式，這種連接模式更可靠。

第二，夾緊力和抗剪力強。拉鉚釘夾緊力要比一般規(guī)格螺栓高出1.5倍，相對于國內直徑較大的高強度螺栓而言，扭力一定的情況下，這種螺栓緊固力高達20噸以上，比同等規(guī)則螺栓金股利高出30%以上。此外，拉鉚釘連接中，抗剪力設計比夾緊力更高。

第三，抗腐蝕性好。拉鉚釘產品在出廠前，都會進行必要的防腐處理，在具體的防腐處理上，也可以結合具體的安裝部位需要，設計針對性的防腐處理方案，保證拉鉚釘在使用中不會產生腐蝕的情況。

第四，噪音小。拉鉚釘連接方式在安裝中比較簡單，無需多次沖擊，這就大大降低了應用中噪聲產生的可能性。在具體的安裝中，也沒有有害氣體產生，可以優(yōu)化加工環(huán)境，提升使用效益。

第五，有效降低人為誤差。在拉鉚釘的連接安裝中，都需要借助鉚槍來實施，在具體組裝中，相關人員只要稍稍培訓，就可以達到組裝技術要求，且鉚槍的使用可以有效減少安裝過程中的人為誤差，保證連接效果。

第六，成本低。拉鉚釘在使用中，其壓緊力比較大，也有比較強的防松功效，在完成安裝后，不需要進行后續(xù)的維修和養(yǎng)護，所以可以減少維護維修的費用。在鉚接后，可以通過目測的方法來判斷鉚釘和套環(huán)壓緊痕跡是否到位，也能夠降低設計檢測成本。

2 ?拉鉚連接技術在鐵路貨車中的應用

上世紀七十年代，美國鐵路車輛連接中，開始嘗試使用拉鉚釘技術，且這一技術逐漸向端墻結構以及側墻結構等連接中發(fā)展，現階段，在美國的鐵路貨車中，拉鉚釘連接技術已經實現普遍應用。

而在我國，鐵路貨車的發(fā)展歷程和鋼結構連接技術發(fā)展幾乎是同步進行的，我國的鐵路貨車和鋼結構材料、技術等發(fā)展保持著高度的統(tǒng)一性，可以說，鋼結構發(fā)展是鐵路貨車發(fā)展的趨勢和現實。在早期的C62B以及C64級中，鐵路貨車鋼結構連接中，多使用螺栓連接或者是熱鉚接技術，發(fā)展到70噸級的時候，鐵路貨車需要承受的拉力更大了，這種拉鉚釘連接方式的優(yōu)勢也開始突顯。目前，已經發(fā)展到80噸級貨車，這類貨車連接中，已經全部應用拉鉚連接技術。這種拉鉚釘連接體現在鐵路貨車連接的側柱和側梁間、體現在板坐和中梁間，體現在沖擊座和端梁之間，等等，這些貨車車輛在相應連接部位的零部件更換和檢修中，安裝專用拉鉚釘，可以實現高強度的連接，保證連接穩(wěn)固有效。

我國的拉鉚釘連接技術在鐵路火車中試用是在2003年，通過車體靜強度試驗、裝貨運行試驗等，已經積累了很多的經驗。針對拉鉚釘技術在鐵路貨車中的應用，我國已經制定了相關的試用文件，對于技術進行了具體規(guī)范和要求。讓鐵路貨車在連接中，具體應該選擇什么樣的制造和組裝技術，有了規(guī)范文件參考。

可以看到的是，目前在我國鐵路貨車中，拉鉚釘連接組裝技術應用比較普遍，對于新貨車生產和舊貨車改造，都有很大的實用性、拉鉚釘這種新型連接方式的應用，對于我國鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

3 ?鐵路貨車拉鉚組裝技術要點

3.1 做好拉鉚銷連接后的間隙控制

在鐵路貨車相關連接操作中，拉鉚銷連接間隙是為了確保鉚接件在鉚接成型的情況下，可以在安裝孔中實現自由轉動，避免卡阻的情況出現。一般在連接中，出現間隙，一是因為拉鉚銷J值影響，還有一個因素是鉚接件的尺寸影響。所以，要實現間隙的控制，一方面需要做好J值的選擇，一般應該比鉚接件厚度高出2-6mm。其次，做好拉鉚銷的尺寸確認，一般需要結合具體的尺寸等級來進行合理的規(guī)格選擇。外購鉚接件的情況下，需要把握鉚接件的具體大小，完成全部統(tǒng)計歸納后，做好規(guī)格的調整。

3.2 做好鉚接件成型尺寸控制

在鐵路貨車的拉鉚連接中，拉鉚銷連接的成型遲鈍和拉鉚銷質量以及鉚接系統(tǒng)有一定的關聯(lián)。所以，在設計中，拉鉚銷組裝，需要強化尺寸、硬度以及拉斷力的核驗，保證拉鉚銷質量。在現階段的拉鉚銷系統(tǒng)中，多采取拉鉚槍以及配套液壓站工作，在具體連接中，應該做好相應型號、規(guī)格的選擇，保證同一工位的不同規(guī)則拉鉚銷連接有效，減少拉鉚槍和液壓站之間的接頭拔插的頻率。這對于延長鉚接使用壽命，促進液壓站鉚槍系統(tǒng)完善也具有重要作用。

3.3 做好拉鉚銷組裝順序把握

在拉鉚組裝技術應用中，拉鉚銷制動管路中，組裝制動配件選擇中，需要將鉚接空間因素考慮在內。傳統(tǒng)鐵路貨車的制動系統(tǒng)中，多采用半光圓銷連接，這樣相關連接配件需要的空間不大，且對于組裝先后順序沒有嚴格要求。而使用拉鉚組裝技術，要確保槍頭作用位置有效，需要做好組裝順序的有效把握。

3.4 強化技術人員培訓

在鐵路貨車的拉鉚連接組裝中，相關操作人員自身的技術水平對于鉚接效果和效率都有一定的影響。雖然拉鉚組裝中，對于技術人員的專業(yè)技術要求不是特別高，相關人員也需要在培訓后才可以上崗。且相關連接人員需要把握鐵路貨車相關連接技術規(guī)范，了解貨車的技術要求等，要通過有效的技術人員培訓，確保所有人員都能夠達到技術要求。

4 ?總結

鐵路貨車基礎制動裝置在鐵路貨車中具有重要影響，對于鐵路車輛的安全行車有著重要影響。拉鉚連接技術屬于一種新型鐵路貨車連接技術，這種技術應用優(yōu)勢突出，將拉鉚組裝技術應用到鐵路貨車的相關部位連接中，整體連接強度比較高，抗振性能也很好，采用這一連接技術，可以實現連接部位永不松動的目標。在鐵路貨車中，拉鉚連接技術現階段的應用普及率不斷提升，應用效果顯著，所以被大力推廣。就這一連接技術應用來看，要確保連接效果，需要把握一些關鍵組裝要點，確保車輛連接效果。

參考文獻：

[1]王現平，白瑾，李艷濤，馬志文.鐵路貨車信息化系統(tǒng)在貨車專用產品運用試用考核中的應用[J].鐵道技術監(jiān)督，2019，47（12）：28-31，39.

[2]劉文勝，李若凡.鐵路貨車基礎制動裝置緩解不良原因分析及解決措施探討[J].鐵道車輛，2019，57（06）：35-36，5.

[3]魏周江.既有鐵路貨車換裝轉K2型轉向架改造中存在的質量問題與改進措施[J].鐵道車輛，2019，57（06）：40-41，5.

[4]馮新平.鐵路貨車車輪踏面圓周磨耗及輪緣磨耗的原因分析及改進措施[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2016（07）：86-88.

[5]李鋒偉.鐵路貨車KZW-A型空重車自動調整裝置常見故障分析及改進建議[J].中國高新技術企業(yè)，2016（08）：95-96.

[6]孟敬偉.鐵路貨車轉K6型轉向架交叉桿雙耳墊圈止耳斷裂的問題分析[J].科技視界，2015（23）：70-71.

[7]張浩.鐵路貨車廠修制動組裝流水作業(yè)工藝初探——以南方匯通股份有限公司為例[J].技術與市場，2012，19（06）：33-34.

[8]熊小青.關于KZW系列空重車自動調整裝置檢修試驗中的故障分析及改進建議[J].商場現代化，2012（26）：318.

[9]馬清波，黃顯鋒，韓景茹，黃君輝，李程.熱輸入對苛刻環(huán)境鐵路貨車用鋼粗晶區(qū)組織與性能的影響[J].電焊機，2020，50（12）：92-95，107，112-113.