中国铁路济南局集团有限公司青岛动车段 山东青岛 266111
摘要：在制造和设计动车组转向架的过程当中，大多数使用的是螺栓联接，但其在运转时可能会出现失效的情况。本文主要对其失效的几种情况进行了简单的介绍，根据螺栓防松的原理，讨论其如何具体运用于动车组转向架。
关键词：防松技术；螺栓联接；动车组转向架
前言：针对螺栓联接进行分析可以发现，这种连接方式具有着多次重复使用，拆卸方便，成本较低，结构单一的优点，因此，相关单位在进行制作与设计的过程当中，对于该结构进行了大量的使用。在动车组当中，转向架是一个非常关键的组成部分，该结构的稳定性直接影响高速动车的运行情况，尤其是螺栓松动，可能会造成高速动车组的失稳。因此，研究高速动车组转向架螺栓防松技术具有重要的意义。
1.防松失效的主要形式
转向架的各个结构一般使用螺纹连接的方式，导致连接松动，出现防松失效的可能性主要有以下几个方面。
1.1 连接面变形
如果出现螺栓支撑面或者是松动螺栓头的压强过高，或者是需要连接的结构不具有较大刚度的表面，那么在进行具体连接的过程当中，可能会由于其压紧作用，造成一种环状压陷，那么在之后对其进行作用时，可能会出现持续塑性变形，降低螺栓的拉伸力，导致螺母不能够回转，最终会降低连接的预紧力。
1.2 螺母自动回转引起的松动
高速动车组的运作速度相当快，在持续运行时，外部环境相对复杂，面临环境温度的降低或升高，动车组在运行时可能会出现冲击，震动的情况，影响螺纹副的摩擦系数，甚至可能会直接消除螺母支撑面和螺纹副之间的摩擦力，从而使得其不能够进行自锁，使得螺纹副之间出现相对滑动，长期以往，会导致螺栓松动。
2.螺栓防松的措施
2.1 控制预紧力
通过使用预紧，能够对于螺栓的疲劳强度、螺栓联接的防松能力以及螺栓联接的可靠性进行进一步的加强。所以，在具体安装结构时，为了进一步对于螺纹紧固件松动的情况进行预防，可以对于安装预警力进行加强控制。这种方式主要对于螺纹的自锁条件进行了利用，在进行具体安装时，可以不改变螺母以及螺栓的结构，在对于螺栓联接松动进行预防是主要利用合适的预紧力来进行保证。根据分析，在具体运行CRH2型动车组转向架时，大部分都应该利用预紧力的控制，来防止螺栓松动。针对于不同的紧固部件，进行不同的扭矩值的设置，利用扭力扳手来对于预紧力的控制进行确定。在对其进行具体控制时，可以利用下列方式来进行具体的确认。
2.1.1 定期计量要求
针对于扭力扳手进行分析可以发现，这种器械实际上是一种精密器具，具有较为复杂的内部结构，长时间放置会导致内部结构出现一些锈蚀，卡滞，老化的问题，在对其进行使用时，可能无法达到标准。所以，在具体使用扭距扳手时，应该根据其具体情况，定期对其进行校准，防止在对于工具进行使用时出现偏差，保障作业的标准性。
2.1.2 扭力扳手的选择
在对于该器械进行分析时可以发现，为了防止其松动，应该保证20%~100%的扭力值，这主要是由于大多数的扭距扳手的指针在0%~20%时，扭矩值的结果不确定。因此在具体使用时应该保证其扭力值达到相应标准。例如，320N.m量程的扭力扳手应该保证320×20%～320N.m=64～320N.m的使用范围。
2.1.3 器械的使用规则
在对于该器械进行使用时，最重要的是要遵循以下两个规则。首先应该保证其实力点的正确。一般来说，螺栓走线和扳手手柄的长度方向应该处于垂直状态，角度偏差应该小于3度。扳手手柄长度的方向和施力方向是垂直状态，角度偏差应该小于10度。具体情况如下图所示：
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图 1 放置位置
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图 2 施力方向
其次，应该保证施力方向的正确性，在具体使用时，不仅要确保整个程序的稳定性，还应该保证施力的位置处于扳手手柄的中心。具体情况如下图所示：
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图 3 施力点的选择
2.1.4 紧固顺序的正确性
在具体拧紧螺母和螺栓时，必须要按照其具体的分布情况和形状，根据相应的顺序来进行作业，一般来说，为了防止其松动，会进行2至3次。针对于长方形布置的部件，可以选择从中间向两边的方式来进行具体的作业。针对于方形布置或者是圆形布置的部件，可以选择对称作业的方式。
2.1.5 进行防松标记和紧固标记
在进行具体作业时，为了防止出现漏作业的情况，对于完成作业的每一个部件都要进行标记，为了保证整体协调性，可以在固定的位置利用油漆来进行具体标记，防止出现随意变动或者是漏作业的情况。在完成作业之后，还应该进行防松标记，方便后续检查螺栓松动情况。目前这种方式已经广泛运用在动车组转向架的安装上。
2.1.6 使用润滑油脂
为了进一步对于作业时的扳手力矩进行降低，减少在进行具体联接时可能会出现的损坏螺纹牙型的情况，在具体进行安装之前，应该涂抹润滑油脂在相对应的螺纹位置上，这种方式可以对于螺栓的承载能力进行改善。在对于转向架进行作业时，通常会对于没有螺母的螺栓连接运用润滑油脂。
2.2 摩擦防松
这种方式利用了螺纹副之间的轴向压力，保证其具有摩擦阻力距，最终达到防松的目的。根据分析可以发现，这种方式的具体运用主要包括以下三种。
2.2.1 弹簧垫圈防松
首先需要拧紧螺母，之后在压紧旋合螺纹时，主要利用了压平垫圈之间的弹性反力，在这一过程中，被连接部件的支撑面和螺母会被垫圈斜口的尖端抵住，最终达到防松的目的。具体作用方式如下图所示。这种防松措施更为简便，结果也比较单一，因此得到了较为广泛的运用。然而具体作用时可以发现，这种方式不能够保持均匀的垫圈弹力，所以，在面临交变载荷冲击以及重载的情况下，无法达到要求的防松目的。所以，在使用该种方法时，还应该利用弹性钢丝来进行防松效果的保障。
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图 4 弹簧垫圈
2.2.2 双螺母防松
这种方法的使用主要是将两个螺母对顶拧紧，之后螺纹之间会出现一种摩擦力和附加压力。在变动工作载荷的情况下，摩擦力会使其保持拧紧的状态。这种方式结构相对来说比较单一，对于重载、低速、平稳的固定装置比较适用。然而这种方式比较占用空间。因此在动车组转向架上应用较少。具体情况如下图所示：
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图 5 双螺母
2.2.3自锁螺母
部分动车组转向架为了防止螺栓松动进行了自锁螺母的设计，其主要利用了螺母连接部和垫圈之间的楔形配合面。首先应该对于螺母进行固定，之后利用反向力矩，进行轴向反作用力的施加，最终达到防止松动的效果。
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图 6 自锁螺母
2.3 机械防松
这种方式主要利用了金属止动零件，对于螺母和螺栓之间的相对转动进行了阻止。在转向架上进行具体运用时，主要包括以下几个方面。
2.3.1 止转垫片
这种器件具有相对可靠且较为单一的结构，使用相对方便，但其为一次性使用器械。具体包括自动垫片以及舌簧垫片，如下图所示：
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图 7 舌簧垫片 图 8 止转垫片
2.3.2 串联钢丝
这种方式主要是在各个螺钉的头部穿入低碳钢丝，使得各个螺栓之间能够相互制约，防止出现松动的情况。在对于是否松动进行检查时，可以对于铁丝的状态进行检查，通常情况下，在转向架上进行运用时，主要对于弹簧垫圈和钢丝进行串联。这种方式是目前大多数高速动车组转向架所使用的防止松动的主要措施。
结束语：高速动车组的转向架在其运行时发挥着非常重要的作用，连接着各个部件的运行，其部件螺栓松动会造成严重的影响。随着科技的发展，高速动车组在运行时，所能够使用的螺栓防松措施越来越多，其最终目的都是为了防止螺栓的松动，保障高速动车组的安全运行。
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