動(dòng)車組輪對(duì)軸端三孔絲扣損壞問(wèn)題的分析與處置措施

王赦丞 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海機(jī)輛段

1 事件概述

1.1 發(fā)現(xiàn)隱患

2021年7月6 日，配屬上海機(jī)輛段的CR200J-6008列動(dòng)力集中動(dòng)車組（以下簡(jiǎn)稱動(dòng)集）首次進(jìn)入檢修車間實(shí)施D3修，輪對(duì)外觀檢查作業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)13車2位車軸右側(cè)軸端三個(gè)螺紋孔有一螺紋孔通止規(guī)測(cè)試不通過(guò)，螺栓端頭處螺紋損壞，見圖1。

圖1 三孔及螺栓損傷情況

1.2 故障確認(rèn)

查閱《鐵路客車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》（規(guī)章編號(hào)：TG/CL 206-2013）：軸端螺栓孔須用螺紋塞規(guī)進(jìn)行檢查。用通端螺紋塞規(guī)測(cè)試時(shí)須旋合通過(guò)，螺紋長(zhǎng)度符合規(guī)定；用止端螺紋塞規(guī)測(cè)試時(shí)，檢修螺紋有損傷或滑扣時(shí)，累計(jì)不得超過(guò)2扣（不得連續(xù)），毛刺須清除；用止規(guī)測(cè)試，在距軸端面3扣以內(nèi)須止住，且止規(guī)不得有明顯晃動(dòng)（手試）。

該故障輪對(duì)螺紋孔內(nèi)部螺紋損壞約為8扣，已嚴(yán)重超出《輪規(guī)》要求范圍，輪對(duì)需報(bào)廢處理。因此確認(rèn)故障為：螺紋孔絲扣及螺栓螺紋損壞。

1.3 故障件信息

2021年7月10 日，上海機(jī)輛段相關(guān)專業(yè)工程師通知并要求主機(jī)廠售后服務(wù)部人員赴段調(diào)查故障原因，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地考察，對(duì)故障件產(chǎn)生原因展開追溯與分析。

裝用該輪對(duì)的動(dòng)集車號(hào)為：600813，轉(zhuǎn)向架架型PW-220K，為主機(jī)廠2018年12月組裝新造，D3修時(shí)運(yùn)行里程為657370公里，運(yùn)行期間軸溫?zé)o異常。輪對(duì)軸號(hào)：043-50103，輪對(duì)型號(hào)：RD3A1，制造時(shí)間為：2018年9月。輪對(duì)其余各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合《輪規(guī)》限度。

2 故障分析

2.1 故障輪軸組裝過(guò)程追溯

經(jīng)查閱追溯記錄，具體信息見表1，該輪對(duì)裝車車號(hào)、裝用軸承與D3修分解時(shí)一致，即確認(rèn)該輪對(duì)在車輛運(yùn)用過(guò)程中無(wú)臨修換輪等作業(yè)，該輪對(duì)為首次檢修。

表1 輪對(duì)軸承軸箱裝置組裝追溯性記錄

翻閱故障輪對(duì)在主機(jī)廠的組裝記錄，從軸箱組裝影像化留存可以看出該轉(zhuǎn)向架2位輪對(duì)3、4位軸端三孔螺栓安裝到位，螺栓螺紋均未見異常情況。故廠內(nèi)制造時(shí)外觀并無(wú)損壞，該輪對(duì)符合出廠標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 故障螺栓理化檢測(cè)結(jié)果

將故障螺栓送至主機(jī)廠試驗(yàn)檢測(cè)中心進(jìn)行理化試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果判定，可以排除因螺栓硬度問(wèn)題導(dǎo)致軸端螺栓孔絲扣損壞。其理化試驗(yàn)結(jié)果見圖2、圖3。

圖2 化學(xué)成分

圖3 硬度檢測(cè)

通過(guò)直讀光譜分析，該螺栓碳、硅、錳、磷、硫等各化學(xué)成分均符合標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)查閱Q/CR 703-2019《鐵路車輛滾動(dòng)軸承軸端緊固組件要求》，軸端螺栓采用35#鋼制造，其硬度要求為181HBW-225HBW，核對(duì)檢測(cè)結(jié)果硬度平均值為199HBW，裝用的軸端螺栓符合技術(shù)要求。

2.3 調(diào)查主機(jī)廠工藝要求及生產(chǎn)過(guò)程控制

（1）查閱主機(jī)廠《車軸半精車工藝》（PZS090-67-200）文件規(guī)定，新車軸在車削時(shí)按照每輛車抽查1根軸端3個(gè)螺紋孔的比例抽查三孔，使用止-通規(guī)檢查三孔螺紋，測(cè)量螺紋長(zhǎng)度，見圖4，所測(cè)結(jié)果必須符合工藝標(biāo)準(zhǔn)才可出廠。即主機(jī)廠并未對(duì)全部三孔螺紋進(jìn)行檢查。

圖4 車軸三孔止-通規(guī)檢查

（2）查閱主機(jī)廠《輪對(duì)交驗(yàn)工藝》（PZS090-67-207）文件規(guī)定，輪對(duì)交驗(yàn)時(shí)使用清洗劑對(duì)軸端中心孔、螺栓孔進(jìn)行清洗，用高壓風(fēng)槍清潔三孔內(nèi)部，三孔內(nèi)部需無(wú)油漬，灰塵等。

（3）查閱主機(jī)廠《軸承測(cè)量選配工藝》（PZS090-67-211）文件規(guī)定，軸承組裝前使用清洗劑對(duì)軸頸、防塵板座進(jìn)行清洗，見圖5，要求清潔后無(wú)銹斑、污物等缺陷存在，軸端螺栓孔目視無(wú)磕碰等損傷。多種渠道基本可以排除因異物導(dǎo)致軸端三孔螺紋損壞。

圖5 車軸軸端三孔清洗及使用工具

（4）查閱主機(jī)廠《軸端布置及軸箱蓋組裝工藝》（PZS090-67-017）文件規(guī)定：軸端螺栓先使用智能組合扭力扳手預(yù)緊，預(yù)緊力矩為200 N·m，再使用扭力扳手緊固，緊固力矩為230 N·m。智能組合扭力扳手校驗(yàn)合格，基本排除因機(jī)器問(wèn)題導(dǎo)致的螺紋孔絲扣及螺栓螺紋損壞。

2.4 追溯制造過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

通過(guò)追溯主機(jī)廠制造過(guò)程中的影像記錄，發(fā)現(xiàn)在組裝作業(yè)時(shí)軸端螺栓會(huì)偶爾現(xiàn)不能入扣或入扣后不能正常旋合的情況。對(duì)前后工序跟蹤和分析，發(fā)現(xiàn)造成這種情況的原因一是因?yàn)橹鳈C(jī)廠用軸端三孔的墊鐵三爪根部有凸起，因墊鐵制造工藝是三爪根部焊接，焊縫處凸起部位在壓裝時(shí)與三孔外螺紋接觸相互擠壓，使三孔外邊緣形變；二是墊鐵三爪端頭處在進(jìn)入三孔時(shí)和螺紋磕碰劃傷，使孔內(nèi)螺紋發(fā)生形變。

為避免這種情況，經(jīng)過(guò)與主機(jī)廠方面溝通，決定重新設(shè)計(jì)壓裝墊鐵，將墊鐵和三爪連接更換為螺紋連接，避免三爪根部焊接處有突出部位，三爪端頭進(jìn)行了圓滑處理，防止進(jìn)入螺紋產(chǎn)生磕碰。新墊鐵設(shè)計(jì)見圖6。

圖6 新結(jié)構(gòu)軸端墊鐵

3 分析結(jié)論

動(dòng)集輪對(duì)軸端三孔及配合螺栓滑扣問(wèn)題排除列車在運(yùn)行時(shí)或者入段檢修時(shí)產(chǎn)生的可能性，故障原因確定為主機(jī)廠進(jìn)行輪對(duì)壓裝時(shí)，軸端墊鐵放置在軸端，軸端墊鐵三爪頂端和軸端三孔內(nèi)部螺紋扣發(fā)生磕碰，造成三孔內(nèi)部螺紋發(fā)生形變與劃傷。在軸端螺栓組裝緊固過(guò)程中，螺栓和螺紋形變部位強(qiáng)行發(fā)生咬扣，造成螺紋損壞。主機(jī)廠作業(yè)人員后續(xù)使用智能組合扭力扳手預(yù)緊時(shí)，也未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)螺紋扣損壞，使得輪對(duì)流出。

4 故障措施

主機(jī)廠方面：為了防止再次出現(xiàn)此故障，段方技術(shù)人員與主機(jī)廠協(xié)調(diào)后，主機(jī)廠技術(shù)部門已經(jīng)完善《輪對(duì)壓裝工藝》（PZS090-67-205）要求，發(fā)布《關(guān)于增加160公里動(dòng)力集中車軸端三孔檢查的相關(guān)事宜》的通知：在C1002工位輪對(duì)交驗(yàn)之前，增加一道工序，對(duì)每條輪對(duì)軸端三孔均使用M22-6H止-通規(guī)進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)通規(guī)不通過(guò)時(shí)進(jìn)行過(guò)扣處理。

上海機(jī)輛段段修方面：在未來(lái)動(dòng)集D3修輪對(duì)檢修時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)重點(diǎn)注意是否還有類似故障，提高警覺(jué)性。相關(guān)技術(shù)人員日后還需加強(qiáng)輪對(duì)檢修工藝與主機(jī)廠生產(chǎn)制造工藝的結(jié)合與管控，力爭(zhēng)做到從主機(jī)廠源頭到入段檢修全程把控，每道工序精確化、數(shù)字化管理，確保在輪對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)溯源，精準(zhǔn)掌握問(wèn)題原因所在，以便持續(xù)優(yōu)化檢修與生產(chǎn)工藝，形成日益精進(jìn)地工藝改進(jìn)的良性循環(huán)。

5 總結(jié)與展望

動(dòng)力集中動(dòng)車組D3修是上海機(jī)輛段新發(fā)展史上的新起點(diǎn)，而輪對(duì)檢修工作更是重中之重，職工要秉承“輪軸無(wú)小事”的思想，在目標(biāo)上齊心，在安全上細(xì)心，在質(zhì)量上用心，不弛于空想、不鶩于噓聲，以“交通強(qiáng)國(guó)、鐵路先行”為己任，深化“強(qiáng)基達(dá)標(biāo)、提質(zhì)增效”工作主題，在加快建設(shè)成為全路一流機(jī)輛段征程上砥礪奮進(jìn)。