南京地铁列车永久性牵引杆应用和技术改进

摘要：对南京地铁列车永久性牵引杆车钩在运用过程中出现漏风的问题进行了应急处理、原因分析、讨论与研究，并提出了改进方案。
关键词：永久性牵引杆、间隙超标
Abstract: The Nanjing subway train permanent traction rod coupler air leakage problems in the process of applying emergency treatment, cause analysis, discussion and research, and improvement program.
Keywords: permanent drawbar, the gap exceeded.
一、引言
南京地铁采用法国ALSTOM公司和南京浦镇车辆厂合作生产的地铁列车，A车与B车、B车与C车之间的车体连接采用的是福伊特设计的永久性牵引杆车钩连接。牵引杆是用来实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂，传递牵引力、制动力，缓和纵向冲击力，并使车辆之间保持一定距离的车辆部件，它安装于车底架构端的牵引梁内。为了保证车辆连挂安全可靠和车钩缓冲装置安装的互换性，我国车辆有关规程规定：车钩装车后，其车钩钩舌的水平中心线距钢轨面在空车状态下的高度为一定值，南京地铁具体规定为690（±10mm），且两相邻车辆的车钩水平中心线最大高度差不得大于75mm。
同时安装于牵引杆上的支架还为每节列车之间的气路、电路连接提供安装支撑。
自2005年9月3日南京地铁开通试运营以来，运营状况一直保持良好，但车辆系统的一些细小故障时有发生，例如车钩故障，若这些细小故障不及时发现并加以解决，轻则引起清客、下线，重则引起救援事件，对运营造成不良影响。通过分析研究，本文对南京地铁列车永久性牵引杆车钩在运用过程中出现漏风的问题进行了应急处理、原因分析，并提出了改进方案。

二、问题分析

列车永久性牵引杆漏风问题的发现
7月3日15:15分，编号0910列车报气压表压力低于8Bar；15:32分在竹山路，列车报气压表压力为7.6-7.8 Bar；15:38分在胜太路，列车报气压表压力为7.4-7.5 Bar，列车清客下线。
7月22日正线，编号0506列车报气压表压力为7.1 Bar左右，列车清客下线。随后检查发现，车底06B-06C半永久牵引杆之间的主风管接头漏风严重，驻站列检将车下主风管截断阀打至截断位，漏风声消除。

2、 初步原因分析

2.1故障现象：

第一次故障现象：7月3日，与车钩厂家共同经检查发现，10A-10B牵引杆卡箍下方的主风管对接处漏风，且对接处密封橡胶垫已变形脱开，从而导致整车压力过低。
第二次故障现象：7月22日，0506回库后经检查，出现相同故障。从表面现象看，主要是主风管对接处距离过大达到5mm（标准为1.1-3.7mm），密封垫在压力的作用下产生变形，导致列车从主风管对接处漏风，具体故障现象如图1所示。

2.2 由现象初步分析原因：

由牵引杆的组成及列车结构，分析可能导致问题产生的原因，列车牵引杆具体结构如图2所示。

4主风管接头 6接合器柱筒 7轴承架 8电器头 13走道支撑和电缆支撑
16定中心装置36套筒联接器 43接地
图2 列车牵引杆具体结构示意图
可能存在的主要原因如下：
（1）橡胶支撑弹簧已经失效，导致车钩高度不能达到规定要求。在贯通道等负载对走到支撑的压迫下，牵引杆出现沉头现象，使主风管连接处间隙变大，风管漏风。
（2）定位销或其他车钩部件存在磨耗，易位变形使主风管连接处间隙变大，风管漏风。
（3）牵引杆没有调水平或车钩高度不符合标准。
（4）其他原因.

3、 临时应急处理措施：

由于正线运营的紧迫性，首先对主风管连接处进行加垫处理，直接减小连接处间隙，使其符合设计标准。加垫后主风管漏气现象消失，处理方法如图3所示。

三、讨论与研究

1、 进一步分析处理方法

对所有列车主风管间隙进行普查，对不合格（大于3mm）的列车主风管间隙按应急处理方法进行整改；对列车情况进行跟踪普查，记录间隙与支撑弹簧的压缩量，并比较新车、架修过车辆以及未架修过的车，积累原始数据；到上海地铁、浦厂进行深层次学习，并加强与原设计者福伊特公司的联系，通过对实际测量数据与技术资料来分析根本原因，尽快解决问题。

2、 以阶段试验结果确定问题方向

在整理记录的数据后发现以下三点现象：
（1）所有的列车中，车钩未检修车辆与新车的主风管间隙普遍小于3mm，超标车均为车钩检修后列车，其间隙大约在

3.5-5mm。共普查20列车，具体结果如下图4：

（2）支撑弹簧压缩高度普遍大于100mm，属正常范围内。
（3）临时处理的的列车，其主风管间隙加垫后的数值在试车线调试后会发生变化，普遍变大，即实际减小的间隙量小于垫片的厚度。
通过阶段性实验结果分析，得出车钩主风管间隙的超标与牵引杆检修有关，且使主风管间隙超标的原因，会在列车运行时力的传递作用下产生变化。由此，基本排除支撑弹簧失效的可能，主要对车钩检修规程以及牵引杆本身的结构及装配进行分析。

3、通过研究确定问题点

通过对连挂车钩的水平测试，以及进一步的加载模拟实验分析，发现牵引杆走道支撑有位移。在福伊特相关工程师的技术支持及对走道支撑的位移模拟分析下，确认半永久牵引杆漏气的主要原因是没有对走道支撑和下部支撑的组装位置及稳定性进行有效的控制，在运营过程中走道支撑和下部支撑产生偏移，造成主风管接头间隙增大，导致半永久牵引杆漏气。半永久牵引杆的走道支撑与下部支

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撑的组装位置及其稳定性是影响车钩气密性的重要因素。走道支撑与下部支撑在经过一个架修期后，运行过程中有的会产生变形和磨损。架修时进行拆卸及检修，若不掌握这一特性，回装后就达不到原装效果，气密性品质也难以保证。经过实际跟踪与测试，已进行车钩检修的前十列车的永久性牵引杆车钩部分走道支撑与下部支撑的组装稳定性确实不良。

4、 确定技术方案、制定改进措施并实验验证：

整改措施的要求：对半永久牵引杆的走道支撑和下部支撑的组装进行技术改革，保证车钩组装位置正确和车钩稳定可靠；对连接间隙能进行有效控制，保证缓冲杆口部对接无缝，下部对齐，空气管接头间隙为2mm以内；保证车钩水平，连挂灵敏可靠，单钩尺寸及连挂试验能符合标准，确保车钩性能良好。
按要求制定支架调整的具体方法以及车钩连挂试验论证方法：
首先进行垂直校准，调平车钩的牵引杆，并将组装好的车钩用吊带吊到车钩连挂试验台上，用螺栓进行紧固；将车钩的水平和垂直方向调整好，使其连接；杆口对接无缝，带紧卡箍，不打扭力； 松开支撑上的8个六角螺母，用铜棒敲击电缆支架，调整两电缆支架的相对位置，使支架间隙小于0.8mm，主风管间隙小于2mm（见图5），拧紧螺丝，打入4个弹簧型柱销使支架定位；拿下夹紧箍，分开车钩，多次顶钩，测主风管间隙为1.6mm；上密封圈，重新上夹紧箍，打好扭力；连接气管测试是否漏气，再次测主风管间隙为1.6mm，如若主风管间隙发生较大变化则试验不合格。

关于定位销等的磨耗，须检查走道支撑的定位销与车钩体的销孔相互配合是否有松动，如果有松动需在车钩体销孔中增加铜皮，消除间隙或者更换新的走道支撑。
为保证车钩安装的互换性进行单钩尺寸调整，技术方案如下：
（1）用刀口尺检查牵引杆端面到主风管端面的距离小于1mm。
（2）用大小合适的销子，看连挂前后是否能轻松穿过两个车钩的电气连接孔来检查两个连挂的半永久牵引杆是否同心，在一个水平面上。
（3）车钩安装时，采用多人、多次测量，减小误差存在可能。
通过承载试验，检验调整方法的正确性，加1000KG的载荷于连挂好的车钩上，模拟列车运行状况，检查主风管间隙有无变化，是否漏风（如图6，图示实测为1.65mm）。如间隙无明显变化且不漏风，则证明车钩尺寸调整到位，若有明显变化则证明存在问题。

加强标准化，改进实际连挂时永久性牵引杆的连挂工艺：
（1）车钩连接前松开支撑弹簧螺栓，使螺栓所在的夹块与左侧黑色橡胶块有一定的间隙，清理车钩上的油污，接触的部分要清理干净，否则易导致牵引杆连接后缝隙过大，风管漏风；
（2）连挂时牵引杆对接处目视没有缝隙，上下均匀；
（3）预紧夹紧箍后给黑色橡胶块螺栓打350N扭力；

5、 实验论证结果及后续措施：

用新方案维修列车车钩后，对其进行试验，实验结果如表1所示。

通过多列车实际试验，发现连挂车钩间隙稳定，均小于2mm，未发生漏风问题。证明改进方案成功，找到的问题点正确。
后续跟踪检查：对车钩进行连续跟踪检查，未发生类似问题，间隙稳定符合要求，改进方案结果稳定可靠。
四、总结
该改进方案对永久性牵引杆的装配技术进行了改进，使牵引杆的走道支撑不随力的作用而发生位移，保证了单元与单元之间传递牵引力、制动力、缓和纵向冲击力的稳定可靠性。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。