接觸網(wǎng)定位器出現(xiàn)脫落的原因分析及解決措施研究

鄭 磊

（晉能控股煤業(yè)集團鐵路運營管理山西有限公司礦山鐵路分公司，山西 大同 037001）

0 引言

近年來，我國鐵路接觸網(wǎng)定位裝置從2013 年開始出現(xiàn)慣性失效，在2021 年年初就出現(xiàn)過兩次由定位器脫落引起的弓網(wǎng)失效。可以看出，定位器的脫落對列車的安全運行是一個巨大的危險隱患。通過對定位線夾和定位器的研究，通過實地調(diào)研，對定位器的脫扣現(xiàn)象進行了分析，并提出了相應的安裝驗收規(guī)范和問題的查找方法，為鐵路接觸網(wǎng)定位線夾的維修和生產(chǎn)技術(shù)進行了總結(jié)。

1 定位線夾、定位器結(jié)構(gòu)及相關(guān)匹配關(guān)系

為了提升定位定位線夾和定位器之間的匹配關(guān)系，我國鐵路部門制定了一系列的規(guī)范標準，如TB/T 2075.3—2010、OCS-2、OCS-3 等，但在不同的規(guī)范中并沒有工藝尺寸詳細的說明，造成了設備與設備之間配合誤差較大，造成了設備在使用過程中具備較大的安全隱患。

1.1 定位線夾、定位器結(jié)構(gòu)

定位線夾的構(gòu)造類型具有多樣性的特點，根據(jù)造型的區(qū)別，主要可以分為兩種，有插銷式的定位線夾和非銷式的定位線夾。該定位線夾與定位器由一個固定銷套管相聯(lián)接，圖1 為定位線夾結(jié)構(gòu)形式。

圖1 定位線夾結(jié)構(gòu)形式

1.2 定位線夾、定位器相關(guān)參數(shù)

隨機抽取A、B 兩廠的定位線夾U 形銷釘進行參數(shù)測量，可以發(fā)現(xiàn)，銷釘直徑大多為4 mm，定位線夾孔徑為15.6 mm。但是，A 廠商生產(chǎn)的定位線卡孔直徑是4.44 mm，而B 廠商的定位線卡孔直徑是5.4 mm，二者相差1 mm。由A 廠商制造的U 形插頭，其內(nèi)部間隔為10.97 mm，而B 廠商的內(nèi)部間隔為11.89 mm，二者之間的差距接近1 mm。在連接相同定位器后，發(fā)現(xiàn)B 廠家生產(chǎn)的定位線夾U 形銷抖動較大。

本文選取了A 廠商不同時期生產(chǎn)的定位器和定位套筒以及技術(shù)資料，經(jīng)過實際抽查發(fā)現(xiàn)：不同時期的元件公差的標準存在差異，定位線夾連接部位的直徑為16 mm，連接處的誤差范圍控制始終沒有改變。通過對某企業(yè)的實地檢查，確定了該公司的定位線夾與定位器之間的不符合。

定位線夾與U 形插銷、定位器之間有一定的配合，如果定位線夾的孔徑、U 形銷間距、定位器銷套的誤差控制不夠，則會造成U 形銷無法有效固定，定位線夾和定位器的結(jié)合也會出現(xiàn)問題。

2 定位器脫落原因分析

2.1 產(chǎn)品質(zhì)量源頭問題

產(chǎn)品問題的根源表現(xiàn)在第一節(jié)中所闡述的各個制造廠商的制造標準不一致，各個零部件不能保證公差控制都在合格范圍內(nèi)，U 形插銷不能有效固定，容易產(chǎn)生搖擺，加劇磨損。

2.2 安裝工藝問題

文章[1]針對U 形插銷沒有按照標準進行安裝，定位器安裝位置異常造成定位器脫落的現(xiàn)象進行了解釋，在此章節(jié)不再重復解釋。

2.3 定位器受力問題

當鐵路曲線較大的情況下，曲線力的值很小，在計算過程中可以忽略不記，則可以對接觸網(wǎng)的受力情況進行簡化，建立了“三點”模型，見圖2。

圖2 定位器受力計算模型

接觸網(wǎng)撐桿A、B、C，三個撐桿兩兩之間的間距為L1、L2，三個撐桿的拉出值分別為a1、a2、a3，Tj為接觸線張力大小。對撐桿B進行受力分析，則壓力F 的計算如下：

根據(jù)式（1）的計算方法，以一個運行6 年的線路為研究對象，在獲取到1C 探測波形圖和4C 圖片（見圖3、圖4）后，對定位裝置的受力較小的位置進行了分析。通過對184 km 長的鐵路進行了初步的研究，受力情況見表1。

表1 某鐵路線路定位器受力情況分析

按照《鐵路接觸網(wǎng)運行維修規(guī)則》規(guī)定，定位裝置在張緊（拉力≥80 N）時，重點檢查表1 中11 個受力小于80 N 的定位裝置。結(jié)果表明，11 個定位針U 形銷都有不同程度的磨損，最嚴重的一個已經(jīng)磨損了50%以上，定位器定位鉤處也有很大的磨損[2]。

根據(jù)前期檢查的結(jié)果，對T 形定位器的定位線夾進行了更換和不受力定位器的專項檢查，以保證車輛的正常運營。對1000 個配線夾進行了替換，在替換中發(fā)現(xiàn)了存在的問題：定位線夾與定位器連接處有1～3 mm 的空隙，U 形插頭由于受到高頻率的振動而產(chǎn)生了一定的磨耗，這種磨損與定位器的受力有很大的相關(guān)性，也就是說，當定位器受到足夠的載荷時，定位器的U 形插頭基本上不會受到損傷。在不受到外力作用時，定位器的U 形卡扣出現(xiàn)了較大的損耗[3]。

2.4 定位器與定位管間隙不足

通過檢查測量，T 形定位器和定位管之間空隙過小，在30 mm 以內(nèi)，T 形定位器出現(xiàn)了磨損。對U 形插頭的磨損情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)該部位已經(jīng)出現(xiàn)明顯磨損痕跡，定位鉤處也明顯可見磨損痕跡。

實踐研究表明，下述的一些流程把控不嚴可能會造成接觸網(wǎng)定位器脫落：沒有從源頭上對采購的零件進行質(zhì)量管控，各生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品不能充分互換，不同廠家生產(chǎn)的零件在公差工藝上有著較大的差別，和圖樣的要求有一定的差距；裝配技術(shù)不合格，主要表現(xiàn)為定位線夾的安裝問題，一方面使線夾沒有安裝到位，另一方面使雖然線夾安裝到位，但是安裝過程重由于公差配合問題造成較大變形和磨損，變形后的U形插頭雖然能夠插入孔，但是已經(jīng)造成了零件的形變，在長期高頻振動的工況下，脫落的概率大大提升；定位器不受力，實踐表明，定位線夾與定位器之間有1～3 mm 的空隙，當定位器受到較大的載荷時，如果定位器的受力不良，定位器將長期受到嚴重的磨損，最后造成定位器的脫落；定位器與定位管之間的空隙不夠，使定位器與定位管產(chǎn)生摩擦，使兩個連接件同時出現(xiàn)磨損現(xiàn)象[4]。

3 解決措施

1）確保部件來源于正規(guī)渠道。對于每一批次采購的零部件，都需要符合TB/T 20770、TB/T 2074、TB/T 2075 標準，該標準中對于零部件的標準合檢驗技術(shù)進行了明確的規(guī)定，鐵路部門在進行采購時，需要對零部件進行尺寸檢查和誤差檢查，保證產(chǎn)品的實際公差滿足標準，搜集不同廠商零件的可替代性；在更換定位線夾時，應選用非銷式的定位線線夾；僅更換U形插頭時，應使用原廠的U 形插頭，嚴禁使用不同廠商的產(chǎn)品，各廠商應該在生產(chǎn)的商品上做好清晰的品牌標識，避免出現(xiàn)不同廠家的零件混合使用的情況；定位器和定位線夾的使用要配套，產(chǎn)品不配套會導致間隙配合不當，加劇磨損速度，甚至會造成安全隱患。

2）規(guī)范現(xiàn)場施工流程合驗收標準。嚴禁在工地上敲打U 形銷釘，并嚴格按照有關(guān)的技術(shù)規(guī)范進行施工；在驗收時對定位線夾與定位裝置的接頭進行逐個測量，保證間隙在1～3 mm 以內(nèi)。檢查U 形插頭的外形，如有擊打痕跡，應及時更換，防止U 形插頭因變形而造成故障，從而縮短其工作壽命。使用手動搖動的方法對定位器的受力進行檢測，以保證定位器的受力狀況。檢查T 形定位器與定位管之間的間距，保證其間距不低于50 mm。

3）做好運行管控?；?C、4C 數(shù)據(jù)，對應力較低的定位器、定位器進行在線檢測，并同步調(diào)整相應的拉出量，以保證定位器的受力滿足規(guī)范的要求。

4 結(jié)語

鐵路接觸網(wǎng)定位器一旦出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，將嚴重影響鐵路的安全穩(wěn)定運行，通過分析鐵路定位線夾、定位器結(jié)構(gòu)及相關(guān)匹配關(guān)系，精準定位在成接觸網(wǎng)定位器脫落的關(guān)鍵因素，并總結(jié)了解決措施，以期通過綜合應用這些措施，能有效防治鐵路接觸網(wǎng)定位器脫落故障，更好地保障了鐵路接觸網(wǎng)的安全連續(xù)穩(wěn)定運行。