大秦线C80型敞车常见故障调查分析

2017-04-20张宇

科技视界 2017年1期

关键词：大秦线故障分析

张宇

【摘要】C80型敞车是为适应大秦线大载重、高频率运行以及秦皇岛码头不摘钩连续翻卸而设计的运煤专用敞车。本文重点介绍了C80型敞车的主要特点，并对车体、钩缓、制动装置方面等存在的主要故障、常见故障形式以及相关建议。

【关键词】C80型敞车；大秦线；故障分析

作为世界上年运量较高的重载铁路，大秦线使用了数量众多的新技术、新装备，全部开行万吨、两万吨重载列车，而C80型敞车就是编组重载列车、完成运输任务的主要载体。

1 C80型敞车的主要特点

C80型敞车是为适应大秦线大载重、高频率运行以及秦皇岛码头不摘钩连续翻卸而设计的运煤专用敞车，该型敞车载重80t，商业运行速度100km/h，全部用于编组万吨、两万吨重载列车，它的主要特点有：

1.1 新材料

C80型敞车车体使用了铝合金新型材料和不锈钢材料，在各主要磨耗部位还大量使用了含油尼龙、橡胶等非金属高分子材料。这些新型材料的使用，使车辆在保证足够强度的前提下降低了自重，提高了载重，提高了材料耐腐蚀性，延长了车辆检修周期及使用寿命。

1.2 新结构

铝合金C80系列敞车创新性地使用了浴盆结构底架以及整体式上心盘，降低了车辆重心、优化了受力结构、提高了车辆的承载能力。

1.3 新工艺

C80系列敞车部件之间大量使用了新型拉铆钉的连接方式，此外在生产过程中大量使用了气体保护焊、自动焊等较先进的焊接手段，基本保证了焊接质量。

1.4 新配件

C80系列敞车装用转K5、转K6型转向架，RE2A、B型轮对、紧凑型轴承；车钩缓冲装置则使用16、17型高强度车钩，MT-2、HM-1、HM-2型大容量缓冲器和RFC型牵引杆；这些新型配件有效地提高了C80型敞车的运行品质，提高了车辆的载重和安全运行能力。

2 C80型敞车存在的主要故障

C80系列敞车使用了大量新技术，有效地保證了在高频率、大载重条件下的行车安全，但在该型车辆的运用过程中，仍然出现了一些不容忽视的对行车安全有较大影响的故障。

2.1 车体

2.1.1 浴盆破损、拉铆钉折断、丢失

1）故障部位及比例：绝大部分位于C80型铝合金敞车车体内部两端地板、斜端板及浴盆与中梁连接部位，80%以上的铝合金车均存在此故障，轻者拉铆钉折断、丢失10余条，重者100条以上，甚至造成浴盆边缘裂损。

2）主要原因：C80型敞车设计为翻车机卸车，个别卸车点违反设计功能而使用与普通敞车一样的抓斗卸车，造成车内凸起的拉铆钉、浴盆反复受到剪切力而折断、破损。

2.1.2 侧柱根部裂损

1）故障部位及比例：绝大部分位于C80型铝合金敞车侧柱根部位置，80%以上的铝合金车均存在此故障，重者裂纹长约300mm以上。

2）主要原因：铝合金车体强度不足，由于车内装载货物，造成应力集中，根部容易裂损。

2.1.3 辅助梁裂损

1）故障部位及比例：绝大部分位于铝合金车辅助梁根部位置，也有的自中部断裂，30%以上的铝合金车均存在此故障，重者裂纹长约300mm以上。

2）主要原因：铝合金车体强度不足，由于车内装载货物，造成应力集中，根部容易裂损。

2.1.4 牵引梁与地板连接焊缝开焊

1）故障部位及比例：牵引梁与地板连接焊缝，个别厂家生产的车辆较多存在此故障，重者裂纹长约500mm以上。

2）主要原因：结构设计不合理，焊接工艺标准执行不到位，造成应力集中以及焊缝强度不足，容易开焊。

2.1.5 端柱与牵引梁连接板开焊

1）故障部位及比例：端柱与牵引梁连接板焊缝，个别厂家生产的车辆较多存在此故障，重者全部脱开。

2）主要原因：结构设计不合理，造成应力集中，即使厂、段修时焊接后不久就重新裂开。

2.2 车钩缓冲装置方面

2.2.1 车钩裂纹

1）故障部位及比例：车钩裂纹部位一般在钩耳孔、钩尾销孔等部位。

2）主要原因：强度不足，疲劳裂纹。

2.2.2 钩尾框裂纹

1）故障部位及比例：锻造钩尾框一般发生在前弯角对接焊缝处，约占检修总数的5%左右。

2）主要原因：锻造钩尾框对接焊缝处强度相对较弱，存在应力集中。

2.2.3 钩舌裂纹

1）故障部位及比例：一般发生在钩舌内侧弯角处，但其他位置也时有发生。

2）主要原因：强度不足。

2.2.4 转动套裂纹

1）故障部位及比例：一般发生在转动套的钩尾销孔周边，比例约占9%。

2）主要原因：疲劳裂纹。

2.3 制动装置方面

2.3.1 圆销锈死

1）故障部位及比例：一般发生在铝合金车后制动杠杆与支点座连接圆销上，比例约占80%以上。

2）主要原因：设计结构不合理，运用中雨、雪侵蚀，尤其是冬季防冻液的频繁喷洒，煤灰及粉尘很容易包裹各圆销连接部分，长期以往使得制动圆销与杠杆、链蹄环之间产生锈蚀。

2.3.2 手制动机作用不良

1）故障部位及比例：一般发生在车辆NSW手制动机上，段修时NSW手制动机80%以上没有快速缓解功能，约5%的手制动机需更换。

2）主要原因：设计结构不合理，由于手制动机不是全封闭结构，运用中雨、雪侵蚀，尤其是冬季防冻液的频繁喷洒，煤灰及粉尘很容易对手制动机造成腐蚀伤害。

2.3.3 脱轨自动制动装置调节杆和锁紧螺母锈蚀

1）故障部位及比例：一般发生在1、4位脱轨自动制动装置调节杆和锁紧螺母上，比例约占70%以上。

2）主要原因：设计结构不合理，由于1、4位脱轨自动制动装置调节杆和锁紧螺母处于外露位置，运用中雨、雪容易侵蚀，调节杆和锁紧螺母的材质为一般钢材，且螺纹表面未经过防锈处理，遇到雨水、潮湿天气时，螺牙间容易附着水分，导致调节杆和锁紧螺母锈蚀。尤其是冬季防冻液的频繁喷洒，煤灰及粉塵很容易对脱轨自动制动装置调节杆和锁紧螺母产生锈蚀。

3 相关建议

通过分析发现，C80型敞车发生故障的主要原因大体可归纳为以下两类：

3.1 设计强度不足

如铝合金车侧柱裂纹、辅助梁裂纹、整体式上心盘座裂纹、转K6型承载鞍裂纹、车钩、钩尾框及钩舌裂纹等都是此种原因造成。

3.2 运用损坏

如车内撑杆的折断、弯曲，浴盆和拉铆钉破损、折断以及牵引梁的扭曲等故障都是由于运用中装、卸违反设计原理或编组违反规定造成的。

综上所述，建议采取以下措施进一步提高C80型敞车质量，在保证行车安全的同时使我国的车辆设计、制造和使用维护水平更上一层楼：

1）尽量采用更为先进的工艺手段来保证设计的安全余量，如摇枕侧架采用整体芯铸造，钩尾框采用锻造等，如没有更好的工艺手段，则应采取强化措施，如钩舌采用加厚型。

2）分析清楚原因的基础上改变设计思路，使我们的技术更进一步，更能够适应不断加大的发展速度，如研制新材质的车轮、改进转K5型转向架结构等。

3）由于铁路货车主要注重运用质量好、维修成本及难度小，因而铝合金车体不适宜运用在铁路货车上，建议铁路货车不采用铝合金材质，应选择高强度耐候钢以及不锈钢等强度较高的材质。

4）加强与厂、矿等单位装卸车的监管，建议与厂、矿等单位签订车辆安全使用的相关协议，组织专人不定期查看协议执行情况，确保车辆安全、正常使用，减少人为造成的损害。

5）严格落实车辆定期检修工艺，在车辆厂、段修时严格执行相关检修标准，确保及时发现车辆故障，有效处理各类故障。