K13系列石砟漏斗車檢修門整治改造方案設(shè)計(jì)

史洪斌，劉文勝，袁太紅

(中車太原機(jī)車車輛有限公司，山西 太原 030027)

1 K13系列石砟漏斗車概況

K13型石砟漏斗車自研制成功以來，經(jīng)過了多次升級(jí)改進(jìn)。目前鐵路線上在用的60 t級(jí)石砟漏斗車主要有K13、K13T、K13K、K13A、K13N、K13AT、K13AK、K13NA、K13NT、K13NK型。

K13型石砟漏斗車是我國首次設(shè)計(jì)制造的石砟漏斗車，于1982年正式定名。該車主要用于鐵路線路新建、維修時(shí)鋪設(shè)石砟或運(yùn)送散粒貨物，在軌道內(nèi)外側(cè)均能卸砟。采用以風(fēng)動(dòng)為主、手動(dòng)為輔的機(jī)械傳動(dòng)開門機(jī)構(gòu)；兩側(cè)卸砟既可單獨(dú)操縱，亦可集中操縱。該型車經(jīng)換裝轉(zhuǎn)8AB型轉(zhuǎn)向架提速改造后定型為K13T型石砟漏斗車，經(jīng)換裝轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架提速改造后定型為K13K型石砟漏斗車。

1994年，原太原機(jī)車車輛廠對(duì)K13型石砟漏斗車進(jìn)行了升級(jí)改進(jìn)，車體主要承載件材質(zhì)提升為耐候鋼，牽引梁由300槽鋼改為310乙形鋼，操縱室由木結(jié)構(gòu)改為全鋼結(jié)構(gòu)，提高了車輛的防腐蝕性能，延長了使用壽命，改進(jìn)后的車輛初始定型為K13A型石砟漏斗車，之后根據(jù)鐵道部電報(bào)改為K13N型石砟漏斗車。該型車經(jīng)換裝轉(zhuǎn)8AB型轉(zhuǎn)向架提速改造后定型為K13AT型石砟漏斗車，經(jīng)換裝轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架提速改造后定型為K13AK型石砟漏斗車。

1998年，中車太原機(jī)車車輛有限公司對(duì)K13N型石砟漏斗車又作了進(jìn)一步改進(jìn)，主要對(duì)卸砟系統(tǒng)和操縱室進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加了噴水抑塵裝置，改進(jìn)后的車輛定型為K13NA型石砟漏斗車。該型車換裝轉(zhuǎn)8B型轉(zhuǎn)向架后定型為K13NT型石砟漏斗車，換裝轉(zhuǎn)K2型提速轉(zhuǎn)向架后定型為K13NK型石砟漏斗車。

2 K13系列石砟漏斗車檢修門鎖閉裝置結(jié)構(gòu)

K13系列石砟漏斗車檢修門鎖閉裝置有螺母壓緊式鎖閉和搭扣式鎖閉2種結(jié)構(gòu)。

2.1 螺母壓緊式鎖閉結(jié)構(gòu)

K13、K13T、K13K、K13N、K13AK型石砟漏斗車的檢修門均采用螺母壓緊式鎖閉結(jié)構(gòu)(圖1)。該種檢修門關(guān)閉時(shí)，將檢修門板上焊接的連接螺栓插入搭鐵孔后，采用平墊圈、彈簧墊圈及螺母將檢修門緊固。

圖1 采用螺母壓緊式鎖閉結(jié)構(gòu)檢修門

2.2 搭扣式鎖閉結(jié)構(gòu)

既有K13NT、K13NK型石砟漏斗車檢修門采用搭扣式鎖閉裝置(圖2)。搭扣可以繞連接螺栓(轉(zhuǎn)軸)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，并靠自重插入搭扣座內(nèi)進(jìn)行鎖閉；螺母擰入連接螺栓需露出不少于一扣后焊固在連接螺栓上，連接螺栓與螺母不能用扳手?jǐn)Q緊，否則搭扣不能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖2 采用搭扣式鎖閉結(jié)構(gòu)檢修門

3 K13系列石砟漏斗車檢修門運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析

3.1 采用螺母壓緊式鎖閉結(jié)構(gòu)檢修門

采用螺母壓緊式鎖閉結(jié)構(gòu)的檢修門運(yùn)用過程中雖未出現(xiàn)檢修門意外開啟的情況，但分析其結(jié)構(gòu)可知，車輛在長期使用過程中可能會(huì)因沖擊及振動(dòng)出現(xiàn)螺母松動(dòng)脫落的情況，如果上下2個(gè)螺母同時(shí)松動(dòng)脫落會(huì)有引起檢修門意外開啟的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 采用搭扣式鎖閉結(jié)構(gòu)檢修門

(1) 由于搭扣靠重力與搭扣座搭接，組裝時(shí)為了能可靠鎖閉，有時(shí)會(huì)通過敲擊搭扣使之與搭扣座的搭接量盡可能大一些，這可能使搭扣座產(chǎn)生一定程度的變形；另外車輛運(yùn)行中受到縱向沖擊、振動(dòng)也可能導(dǎo)致搭扣座變形。搭扣座變形后會(huì)導(dǎo)致搭扣與搭扣座的搭接量變小，使檢修門自鎖性能降低。如檢修門的上下2個(gè)搭扣同時(shí)跳起，就有發(fā)生檢修門意外開啟的風(fēng)險(xiǎn)。

(2) 檢修門組成的2個(gè)折頁與折頁座采用銷軸連接結(jié)構(gòu)，隨著在車輛運(yùn)行過程中銷軸與折頁座接觸產(chǎn)生磨耗以及在潮濕的空氣環(huán)境中被腐蝕，銷軸與折頁座的間隙將越來越大，使得檢修門竄動(dòng)量增加，導(dǎo)致檢修門搭扣與搭扣座的鎖閉功能降低。

4 整改方案

2020年9月，中國國家鐵路集團(tuán)有限公司工電部下發(fā)了工電機(jī)械電[2020]161號(hào)電報(bào)《關(guān)于開展石砟漏斗車檢修通道門隱患整治的通知》，要求各石砟漏斗車配置單位對(duì)K13系列石砟漏斗車檢修門的鎖閉裝置進(jìn)行檢查和整改，并將防止檢修門異常開啟納入定期檢查保養(yǎng)項(xiàng)目，由各鐵路局集團(tuán)公司在《石砟漏斗車運(yùn)用管理實(shí)施辦法》中予以明確。

4.1 采用螺母壓緊式鎖閉結(jié)構(gòu)檢修門

針對(duì)采用螺母壓緊式鎖閉結(jié)構(gòu)檢修門的K13、K13T、K13K、K13N、K13AK型石砟漏斗車，將其檢修門鎖閉裝置的螺母緊固后，再加裝1個(gè)符合GB/T 6172.1—2016《六角薄螺母》要求的厚5 mm的M10六角螺母，以保證其鎖閉功能。

4.2 采用搭扣式鎖閉結(jié)構(gòu)檢修門

針對(duì)采用搭扣式鎖閉結(jié)構(gòu)檢修門的K13NT、K13NK型石砟漏斗車，按照如下順序進(jìn)行整改：

(1) 將K13NT、K13NK型石砟漏斗車檢修門的搭扣、搭扣座進(jìn)行矯正，保證搭扣與搭扣座連接鎖閉后呈水平位置。

(2) 將材質(zhì)為Q235A的乙形連接板(厚2～3 mm)分別與搭扣和搭扣座密貼后配鉆φ6.6～7 mm鉚釘孔，鉚釘孔的位置可根據(jù)現(xiàn)場情況做適當(dāng)調(diào)整。乙形連接板結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 乙形連接板結(jié)構(gòu)

(3) 將φ6.4 mm不銹鋼圓頭拉絲抽芯鉚釘從上向下穿入鉚釘孔，使乙形連接板與搭扣和搭扣座進(jìn)行鉚接。圖4為搭扣與搭扣座鉚接三維示意圖。

圖4 搭扣與搭扣座鉚接三維示意圖

5 整改效果

針對(duì)K13、K13T、K13K、K13N、K13AK型石砟漏斗車，按照4.1條內(nèi)容進(jìn)行整治，已于2020年10月30日前全部完成；針對(duì)K13NT、K13NK型石砟漏斗車，按照4.2條內(nèi)容進(jìn)行整治，已于2020年11月30日前全部完成。目前經(jīng)過整改的石砟漏斗車檢修通道門運(yùn)用狀態(tài)良好，未再發(fā)生異常開啟故障，表明整改效果良好。