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通 地铁车辆抗侧滚扭杆螺栓的 断裂原因初探 上海申通地铁运营有限公司维保中心 2 0 0 0 3 1 张九高 在地铁车辆中 螺栓联接是装配中必不可少的 部分 车辆抗侧滚扭杆螺栓在工作中主要承受静载 荷 以完成联接 紧 固的功能 承受来 自传递动力 载荷和机械振动的动载荷 装配过程 中还可能承受 冲击载荷 其性能直接影响到列车的制动效率 与 列车的安全息息相关 上海七号 线列车 为长客 庞 巴迪6 节编组的A型 车 额定载荷时可 容纳1 8 6 0 名 乘客 超 员时 可达 2 4 6 0 名乘客 在连 续使用一年后 巡检时发现 有 车轮抗侧滚扭杆M1 2 7 0 mm螺栓断裂 螺栓为8 8 级 为查 明螺栓断裂原因 以便采取有效对策 避 免类似事故的发生 笔者对断裂原因进行了分析 1 理化检测 1 宏观断 口分析 从断 口宏观检测发现 断 口表面较光滑 为剪切断 口 裂纹源于螺纹周 向表 面 断裂失效的类型为滑移分离失效 螺栓联接副 间的接触表 面发生相 对运动 在接 触应 力的作用 下 因表面发生损伤而导致螺栓断裂 2 化学 成分 分 析采 用直 读火 花 光谱 仪 L AB S P A R K 7 5 0 A 对螺栓进行化学成分分析 结果 见附表 可知螺 栓的化学成分满 足GB T 6 9 9 1 9 9 9 对3 5 钢的技术要求 3 5 钢螺栓的化学成分 质量分数 元素 C S i Mn P S 0 3 2 O 1 7 0 5 GB T 6 9 9 1 9 9 9 标准 0 0 3 5 0 0 3 5 0 3 9 037 O 8 实测值 O 3 3 O 1 9 0 6 5 0 o 8 0 0 1 1 3 金相检 验对断 口进行磨制 抛光 侵 蚀 制成金相试样在光学显微镜下观察 螺栓的组 织为 回火索氏体 心部 为回火素 氏体 贝氏体 见 图1 图2 在纵 向截 面上对非 金属夹杂物 进行 检测 根据G B T 1 0 5 6 1 2 0 0 5 非金属夹杂物 的级 别为D类 环状 氧化物夹 杂物 级别为D2 D2 5 级 见图3 图4 表层与心部非金属夹杂物无明显 差别 图1 螺栓表层金相组织 在硬 度提高 I 4 0 HR C以上则毫无益处 反而有不 利作用出现 高频淬火时淬火部位稍延长 加热时 间稍增加 或电压波动高频输出功率增加等难以避 免的现象 出现时 都会使螺栓头根部强度削弱 脆 性增大 过渡区移近根部使该部产生附加拉应力 过渡区移近根部 又使该部加热温 度增高 强度降低 过 回火 并经过第 二类 回火脆 性 区而增加 脆 2 4 2 0 ww w 2 年 me t o lw o 期 r ki n 謦 l l g S O 倦 com 辱 伪 罐 参 磊 工 热 加 工 t 一 一 性 最终降低螺栓性能甚至拧断螺栓头 提高螺栓 整体硬度后 已与履带板的耐磨性大致相 当 而且 履带板齿之间的堵塞物对螺栓头还有 良好的保护作 用 因而无需
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