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高速铁路接触网零部件防松措施探析

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：孙阳

[导读] 摘要：科技与经济的飞速发展使得我国铁路交通行业获得了极大发展，其中高速铁路的快速发展使得广大人民群众出行更加便捷、高效。

        （北京铁路局唐山供电段河北省唐山市 064000）
        摘要：科技与经济的飞速发展使得我国铁路交通行业获得了极大发展，其中高速铁路的快速发展使得广大人民群众出行更加便捷、高效。接触网作为牵引供电系统中为电力机车提供动力的重要组成部分，其运行状态决定着高速铁路的运营情况。因此保证接触网中各零部件连接稳定、牢固，对保证接触网稳定运行有着重要意义。本文主要对接触网零部件的防松措施进行分析，通过采用不同防松措施达到减少接触网故障的目的。
        关键词：高速铁路；接触网；零部件；防松
        引言：高速铁路接触网是向电力机车输送电能的户外输电线路，其长期受到各种气象条件影响，同时高速铁路接触网作为一个在多方向有着自由度的综合系统，列车在运行过程中受电弓作为与接触网接触的激励源，其在与接触线接触过程中引起接触线的抬升与振动，这种振动以横波形式在整个接触悬挂中快速传播，同时在吊弦等位置产生反射。可以说接触网时刻都处在动态的变化和可变载荷的作用下，容易造成零部件的松动和脱落。【1】因此做好高速铁路接触网零部件的防松措施对于保证铁路系统平稳运营有着积极的意义。
        1、接触网零部件防松原理
        在接触网零部件的联结方式中，绝大部分为使用螺栓进行的联结方式。因此防止接触网零部件松动的关键在于防止接触网各部螺栓与螺母的相对转动。目前接触网零部件采取和使用的防松方式很多，但由工作原理上分析，目前采用的螺纹紧固零部件的主要防松方式一般为以下两种类型：
        1.1化学防松
        使用粘结的方式防止接触网各零部件产生松动，通过将锁固胶涂抹在螺纹位置，胶体固化后会在螺纹间隙形成塑性胶膜，使得螺栓与螺母进一步锁紧，防止松动。
        1.2机械防松
        （1）通过增大螺母与螺栓的摩擦力达到防松效果。前常用的有双螺母、弹簧垫圈等。
        （2）通过使用机械固定的方式进行防松。利用其它零部件对螺纹件与被连接件之间或者螺纹件之间进行固定或紧固，以此来达到防松的目的。目前常用的有止动垫圈、开口销等。
        2、常用的接触网零部件防松措施
        2.1螺纹锁固胶
        螺纹锁固胶本身是一种厌氧胶，其主要成分为（甲基）丙烯酸酯、引发剂、助促进剂、稳定剂（阻聚剂）、染料和填料等按一定比例配合在一起所组成的胶黏剂。平时在有氧环境可以稳定保持状态，而在无氧状态或接触到金属表面则后会迅速产生化学反应，形成交联状聚合物。利用这一特性将螺纹锁固胶涂抹在联结件螺纹处，形成致密的韧性胶膜，从而实现紧固防松的目的。高速铁路目前对螺纹锁固胶的选择主要为德邦2262B以及乐泰262两种型号，这两种胶体的粘结强度高。与机械防松方式相比，螺纹锁固胶使用更加简单，只需对维修人员进行简单培训即可进行相关维修作业，同时其常温固化的特性大大降低了对其使用环境条件的限制，更加方便接触网检修人员进行维修工作。
        由于螺纹锁固胶是通过胶体固化在螺纹处形成塑性胶膜来实现防松脱，因此涂抹锁固胶后的零部件拆除难度往往较大，在实际作业过程中有使用角磨机对涂胶后的螺栓进行破拆后才能进行进一步维修的情况出现，因此螺纹锁固胶在应用在高速铁路接触网时，必须先对所要防松的零部件进行检修，将零部件调整到合适的状态后再使用螺纹锁固胶进行固定，防止重复拆卸，影响作业进度。

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        2.2双螺母防松
        利用双螺母互相牵引螺纹进而增加螺纹受到的预紧力，使得螺纹与螺母之间摩擦力增大，达到防松的目的。在这种情况下两个螺母对顶拧紧，使得螺栓纵向受拉力而螺母受压力，有着较好的防松效果，同时这种防松方式结构简单，安装拆卸方便，便于日常检修与维护。常用于振动较低，负荷相对平稳的场合，如钢支柱地脚螺栓，平腕臂及斜腕臂底座螺栓等处所。
        2.3弹簧垫圈防松
        弹簧垫圈的作用原理是紧固螺母以后，弹簧垫圈给螺母施加一个弹力，抵紧螺母，从而增大螺栓与螺母间的摩擦力，实现防松的目的。在以GB/T10431-2008《紧固件横向振动试验方法》为基础，进行横向振动试验。通过多次的振动试验后，初始轴力与残余轴力的比例超过70%，符合规定和要求【2】。说明弹簧垫圈有着较为可靠的防松效果，目前弹簧垫圈在吊弦线夹、腕臂支撑以及各型定位线夹处均有广泛应用。
        2.4开口销防松
        开口销广泛应用于螺栓受剪切力的场合，其功能更多的是防止螺栓或螺母脱落。在安装使用开口销的过程中应保证开口销角度掰合角度到位，其弯折部位应有足够的强度，保证多次弯折后仍有足够强度不发生弯折，保证防松脱效果。这种防松措施多使用在连接件本身机械连接可靠的部位，如套管双耳、旋转腕臂底座等处所。需要注意的是这种连接方式并不适用于电气连接部件的防松脱措施上。
        2.5止动垫圈防松
        止动垫圈通过阻止螺母与螺栓的相对运动达到防松的目的，这种方式防松效果明显。常见的止动垫圈主要有单螺栓止动垫圈和双螺栓止动垫圈等。加装止动垫圈时，首先将螺母按规定紧固力矩进行紧固，然后将止动垫圈分别向六角螺母和零部件本体侧面折弯贴紧，利用止动垫圈产生的反向阻力固定螺母，防止松动。
        虽然止动垫圈防松效果明显，但是其结构相对复杂，安装比较费时。实际安装过程中作业人员除了要保证螺母紧固到位，还要注意止动垫圈的对位准确。在作业过程中曾出现由于止动垫圈在紧固螺母时止动垫圈随螺母一同运动，导致止动垫圈的长短支无法与零部件本体密贴情况，影响、防松效果。同时由于接触网部件往往存在外部轮廓不规则，若止动垫圈在这种情况下使用，往往会由于零部件外部轮廓不规则导致其不能与被紧固零部件密贴，进而影响止动效果。如在接触网定位线夹处、吊弦线夹处这种情况较为普遍。针对这种情况可以对止动垫圈翼片形状进行改进，保证其对轮廓不规则的零部件也有较好的贴合效果。
        3结语
        综上所述，高速铁路接触网零部件防松措施是高速铁路平稳运行的重要基础和保证。截止2020年底，随着“十三五计划”圆满收官，全国铁路营业里程达到14.63万公里，其中高铁运营里程达到3.79万公里，与“十二五计划”末期相比，高铁营运里程数增长近一倍。铁路行业的快速发展为人民出行带来了便利，也对高速铁路接触网零部件的防松措施提出了更高的要求，在实际工作中既要考虑维护与施工的便捷性更要考虑成本的经济性。通过对不同防松措施的比较选取合适的防松方式，或是多种防松措施同时采用以此来加强防松效果，进而保证接触网各零部件联结可靠，达到防止接触网零部件松脱的目的。
        参考文献
        【1】董志刚.高速铁路接触网结构零部件防松技术的改善和研究【J】.电气化铁道，2018（S1）：141-146
        【2】王飞.浅谈高速铁路接触网零部件防松措施的应用【J】.赤子.2014（9）：247-247