高速鐵路接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)零部件防松技術(shù)的改善和研究

馬艷

（中鐵建電氣化局集團(tuán)軌道交通器材有限公司，江蘇 常州 213179）

隨著經(jīng)濟(jì)跨境、跨區(qū)域的快速發(fā)展，在人們生活水平逐步提升的基礎(chǔ)上，向鐵路運(yùn)輸提出了更高的要求，鐵路運(yùn)輸在不斷追求速度的同時(shí)，極大地滿足了人們生活中方方面面的需要。追求高速度、高效率是21世紀(jì)時(shí)代的特征，人們對(duì)鐵路行業(yè)的要求不僅只是提升速度的問(wèn)題，對(duì)技術(shù)的要求更高，相應(yīng)需要鐵路的發(fā)展與時(shí)代發(fā)展的規(guī)律相符合，逐步順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，通過(guò)對(duì)牽引供電系統(tǒng)中零部件防松技術(shù)的不斷改進(jìn)完善，促進(jìn)接觸網(wǎng)在安全上獲得更大的進(jìn)步，對(duì)鐵路運(yùn)輸安全具有非常大的推動(dòng)作用，進(jìn)一步推動(dòng)鐵路行業(yè)的發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，快速推動(dòng)著社會(huì)的進(jìn)步，跨境、跨區(qū)域的經(jīng)濟(jì)交流、旅游業(yè)也將進(jìn)一步得到發(fā)展，這得益于鐵路行業(yè)給予的安全運(yùn)行保障，而高速鐵路安全運(yùn)行離不開(kāi)必須保障牽引供電系統(tǒng)的安全性，必須提升其接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的零部件服役性能，通過(guò)強(qiáng)化牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理、加強(qiáng)其建設(shè)，將一些比較典型問(wèn)題諸如零部件耐腐性、吊弦等方面有效解決，完善提高運(yùn)營(yíng)管理水平，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效的目的。

1 接觸網(wǎng)防松技術(shù)分類

結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的接觸保護(hù)計(jì)數(shù)的要求及應(yīng)用對(duì)防松技術(shù)進(jìn)行分類，主要包括：（1）應(yīng)用于振動(dòng)頻繁的接觸網(wǎng)線夾上的螺栓螺母，因?yàn)榕c電力機(jī)車運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性息息相關(guān)，因此需要選擇便于操作的機(jī)械式螺栓，并且需要保證螺母防松機(jī)構(gòu)質(zhì)地輕薄，防松性能較好，有助于解決松動(dòng)問(wèn)題，并且在維護(hù)保養(yǎng)或拆解調(diào)整后，仍可以繼續(xù)投入應(yīng)用，進(jìn)而有效降低成本。該結(jié)構(gòu)的防松技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛。（2）應(yīng)用于腕臂、定位以及下錨裝置等結(jié)構(gòu)零部件的螺栓螺母。需要保證其防松性、防脫性、耐久性以及自鎖性能良好，具有較高的抗拉強(qiáng)度與緊固力矩。如果符合以上要求，便可以應(yīng)用于高速鐵路的接觸網(wǎng)中，能夠有效解決螺母松動(dòng)松脫問(wèn)題，并且維護(hù)保養(yǎng)成本較低，能夠保證高速鐵路接觸網(wǎng)的耐久度、安全性。

2 國(guó)內(nèi)接觸網(wǎng)防松技術(shù)及應(yīng)用

2.1 雙螺母

在接觸網(wǎng)腕臂底座固定、腕臂與絕緣子之間的固定連接中應(yīng)用廣泛，另外，也被應(yīng)用于接觸網(wǎng)各結(jié)構(gòu)間的固定與連接。對(duì)其防松措施進(jìn)行分析，主要為兩個(gè)螺母鎖緊后，相互間形成相對(duì)的反作用力，分別對(duì)螺栓的螺紋形成反方向的作用力，有效提高螺紋與螺紋間的摩擦力，防松作用顯著，但是，其防松功能并不完善。使用階段需要注意下述問(wèn)題：鎖緊作業(yè)進(jìn)行2次，操作復(fù)雜，導(dǎo)致工作人員工作量增加，高空作業(yè)難度較大，成本較高，整體效果不佳，易導(dǎo)致松動(dòng)問(wèn)題，免維護(hù)實(shí)施困難。

2.2 單螺母

單螺母主要包括螺母、彈墊以及平墊圈。在接觸網(wǎng)杯口螺栓固定中應(yīng)用廣泛，因?yàn)槭褂貌课徊⒎橇悴考l繁振動(dòng)部位，接觸網(wǎng)運(yùn)行階段出現(xiàn)松動(dòng)、松脫等風(fēng)險(xiǎn)較低。對(duì)其防松措施進(jìn)行分析，在緊固階段，通過(guò)彈簧墊片變形形成的彈力，使螺母和基體接觸面之間形成力，進(jìn)而有效避免螺母和基體間形成細(xì)微間隙導(dǎo)致夾緊力突然降低，保證防松效果。但是，實(shí)際應(yīng)用中也存在不足，只能延緩螺母松動(dòng)的時(shí)間，無(wú)法根本解決螺母松動(dòng)問(wèn)題。

2.3 尼龍嵌件螺母

在接觸網(wǎng)接觸定位器限位支座部位應(yīng)用廣泛。對(duì)其防松措施進(jìn)行分析，主要為在螺母內(nèi)側(cè)上端鑲嵌尼龍圈，尼龍圈具備良好的彈性，同螺栓的螺紋產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦阻力，對(duì)螺母擰緊時(shí)，螺栓的螺紋牙會(huì)對(duì)尼龍圈內(nèi)側(cè)形成破壞，產(chǎn)生與螺栓螺紋貼合的螺紋，有效提高尼龍圈的摩擦力，避免螺母發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而防松效果較好。但是，該方法的防松效果具有局限性，重復(fù)性不強(qiáng)，使用過(guò)一次便會(huì)導(dǎo)致其防松效果下降，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)困難。

2.4 錐壓抱緊式防松螺母

在低速重載或者載荷穩(wěn)定的零部件中應(yīng)用較為廣泛。對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，上部與下部分別為鎖緊螺母與主螺母，前者內(nèi)側(cè)的主要形式為錐面形式，錐面對(duì)下部主螺母的錐形臺(tái)形成徑向壓力導(dǎo)致其發(fā)生收縮，螺桿抱緊，在鎖緊螺母斜面的作用下使主螺母位于收口，防松效果良好。但是，也存在諸多不足，主要為操作復(fù)雜，需要進(jìn)行2次鎖緊作業(yè)，導(dǎo)致工作人員工作量增加，高空作業(yè)困難，無(wú)法重復(fù)應(yīng)用。其最大問(wèn)題為鎖緊螺母的防松性能較差，如果發(fā)生松動(dòng)變化失去作用。

2.5 止動(dòng)片

止動(dòng)片主要包括螺母、彈墊和止動(dòng)片。在接觸網(wǎng)關(guān)鍵零部件的防松中應(yīng)用廣泛。在彈墊形成彈力作用的過(guò)程中，止動(dòng)片利用變形折彎的作用對(duì)螺母?jìng)?cè)邊實(shí)施位置限定，對(duì)螺母發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行阻礙，進(jìn)而達(dá)到一定的防松作用。但是，該方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也存在不足，主要體現(xiàn)在止動(dòng)片的類型較多，導(dǎo)致其與零部件的配套設(shè)計(jì)不合理，如果零部件的尺寸較大或者止動(dòng)片的翼片體積較小，翼片難以倍折彎，因此，止動(dòng)片不具備任何作用。另外，該結(jié)構(gòu)不適用于夜間作業(yè)，重復(fù)性較差，易導(dǎo)致塑性形變，整體效果不佳。

3 接觸網(wǎng)防松技術(shù)的改善措施

高速鐵路接觸網(wǎng)是電力機(jī)車的外輸電線路，易受到其他因素的影響，如電力機(jī)車動(dòng)態(tài)載荷作用以及其他自然因素，導(dǎo)致零部件發(fā)生松動(dòng)脫落問(wèn)題，因此，對(duì)接觸網(wǎng)防松技術(shù)進(jìn)行改善具有重要意義。

通過(guò)應(yīng)用柔性防松技術(shù)能夠有效強(qiáng)化防松作用，該項(xiàng)技術(shù)利用彈簧的柔性彈力，確保螺母與螺栓鎖緊時(shí)通過(guò)彈簧式的防松環(huán)形成軸向包緊力，對(duì)振動(dòng)及沖擊形成的松脫力進(jìn)行地址，有效解決螺紋松動(dòng)問(wèn)題。因?yàn)槁菽负蛷椈蓪儆诮M合結(jié)構(gòu)，該結(jié)果部分使用彈簧和螺桿外螺紋結(jié)合形式，部分使用螺母內(nèi)螺紋與螺桿外螺紋結(jié)合形式，能夠有效增加螺紋的受力面積，并且彈簧的彈性包緊力較好，如果螺母出現(xiàn)松動(dòng)，徑向與軸向均具備一定的阻力，避免其振動(dòng)時(shí)發(fā)生松動(dòng)。通過(guò)利用該項(xiàng)技術(shù)能夠從根源處解決螺母振動(dòng)導(dǎo)致的松脫問(wèn)題，具有非常強(qiáng)的抗振性能與持久穩(wěn)定的防松性能，能夠?qū)崿F(xiàn)免維護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速鐵路接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)零部件防松技術(shù)的合理應(yīng)用能夠有效解決螺母松動(dòng)問(wèn)題，采用柔性防松技術(shù)效果理想，能夠降低成本，重復(fù)性較強(qiáng)，防松作用顯著，為高速鐵路的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。