时海元 乔雷 闫铭 李桂琴 张瑞
中车长春轨道客车股份有限公司 吉林长春130062
摘要：地铁作为现如今大都市人民乘坐的主要交通工具，承载着巨大的交通压力，其安全稳定性能是人们关注的焦点。带力矩螺栓是地铁车辆装配的主要零件，若是能够控制好带力矩螺栓的紧固力度，不但可以加固地铁车辆结构，提高稳定性能，还有利于后期的维修保养工作。本文介绍了螺栓连接紧固的分类，提出了一些紧固方法，讲述了如何配合工具进行工艺过程的控制，旨在为同行提供参考。
关键词：力矩紧固 带力矩螺栓 加固工艺
作者介绍：中车长春轨道客车股份有限公司
良好的零件装配是车辆稳定性的重要参数，除零件本身结构之外，合适的加固工艺也是提高车辆稳定性的决定性因素。所以不只针对于载流量较大的地铁，所有的客载车辆都有较高的螺丝紧固工艺需求。
一、连接风险分类
在螺纹连接的装配过程中，风险等级可以分为0-1.0。其中当等级小于0.1时，风险几乎不可能发生，而当大于0.9时，风险则极有可能发生。
对于高风险等级的螺栓连接，通常出现在车辆零件关键的部分，比如车底部的箱体或者是刹车装置之间的螺栓连接部分，这些地方的零件承受压力较大，容易挤压断裂，需要时常加固，断裂后容易造成车辆结构散架、重量级装置掉落等，结果不堪设想。这种螺栓连接的拧紧力矩要求在初始图纸中有所标注，在初期可以应用记号笔在相应位置做出标记，通过这种方法可以在螺栓连接松动时及时发现，迅速进行后期加固。
对于中等等级的螺栓连接通常出现在脚蹬或者风缸等一些辅助装置中，若是连接稳定性不够，容易使装置失灵，对车辆运行造成影响。这种等级的螺栓连接也需要在初始图纸上标记出来，需要后期加固。这里同样可以使用记号笔标记法标记实际位置。
对于低等等级的螺栓连接风险，则可以不必大费周章，只需要在不定期巡检中用常用的加固手段拧紧力矩即可，比如使用扳手或者棘轮扳手等。
二、常见的使用工具和校对仪器
在地铁装配车间中，常用的检测仪器是力矩施加工具，如力矩扳手和扭矩螺丝刀。
这些工具都有相应的参数，在使用之前，需要根据实际情况进行调整，比如设定合适的扭矩数值，匹配好套筒或扳手的宽度，使其与螺栓螺母对边宽度相适应，能够更好实行操作。调整好参数之后，就可以对螺栓螺母的实际情况检测，并根据风险程度进行再次加固或者调整。
在使用这些装配部件之前，由于此类仪器对力矩有要求，需要保证精度，因此在每日装配开工前需要校准需要用到的校准仪器，可以用力矩扳手校准仪和数字扭矩校准。
三、螺栓紧固方法
3.1扭矩拧紧法
这种方法主要应用到力矩扳手，需要通过扭矩大小和轴向预紧力之间的关系设置扳手参数，来控制连接零件的预紧力。这种方法操作简单，结果容易呈现，可以通过这种方法对拧紧质量进行检测，也可以进行简单的加固操作。
3.2转角拧紧法
这种方法较为复杂，需要运用到多个参数，基于原螺栓旋转角度和轴向预紧力、伸长量存在的关系分析计算，得出合适的螺栓旋转角度后，进行加固和检测操作。
这种工艺的原理是在有一定起始扭矩的基础上，使螺栓形成短距离的轴向伸长，接着用工具将其连接件压缩，根据转角作用力加固拧紧螺栓。
这种方法精度较高，具有强稳定性，受螺栓摩擦力影响较小，但是操作复杂，参数计算较繁琐，不适合日常巡检的螺栓紧固检查。
3.3屈服点拧紧法
屈服点拧紧法是根据扭矩斜率演变而来的，具有其特点。这种方法通过迫使材料弹性变形，接近屈服点时加固，逐渐使材料向塑形变形转变，进而达到控制螺纹材料形状的效果。
这种加工方式难度也较大，需要对扭矩与转角曲线斜率这两个参数进行计算，根据实际情况中扭矩斜率的变化情况及时调整给力，当扭矩斜率快速上升后，又经历一段时间的平稳期，后又快速下降直到降到一个稳定值时，就说明达到了屈服点，这时就可以停止给力。
这种工艺需要克服螺栓摩擦力，也需要在长时间的使用后对工具进行维护，不断优化调整结构和性能，确保仪器精密性。
四、工艺操作注意事项
在对地铁车辆装配带力矩螺栓紧固的工艺中，除了需要根据不同的风险情况选择合适的方法之外，还需要有以下注意事项，分别从人、物、问题追溯的方面展开讨论。
4.1操作人员素质
螺栓加固工艺对精度性要求较高，这就要求技术人员细心熟练，熟悉各种工具的使用方法，并且能够充分结合数学知识解决力矩参数计算问题，在实际操作过程中，可以发现问题并及时解决问题。
高素质操作人才的引入也是增加企业竞争力的一大方式，可以设置相关培训和考核筛选合适的操作人才，授予证书等认证，并提倡操作人员在工作之余不断吸收学习新的知识技能，组织培训大会，促使人员素质提升，提高技术创新度，熟练度。
4.2仪器设备完善
完善的加工设备和精度仪器是整个工艺过程中最主要的基石，若是仪器不够精良，敏捷度不够高，将会降低螺栓紧固工艺的精确度，造成安全隐患。
所以在平时的加固工艺操作过程中，要注意不同设备的使用条件，满足对应的环境要求，并且在使用完毕后注意对仪器的保养保修工作，延长仪器设备寿命，提高设备测量精度。
4.3后期巡检工作
前期进行图纸设计时，一定要标注相应的拧紧力矩要求，便于技术人员进行后期加固工作。在加固操作时也要注意防错追溯，为操作人员下发操作指导书、校准记录表以及控制卡等记录表格，使操作工艺细化到点，根据相关作业要求对操作过程严格管控监督，在减少人为操作失误概率的同时，也容易对问题的出现进行回溯，及时发现问题源头并解决。
这一举措可以形成操作过程监控闭环，提高操作人员的责任心和工艺操作精度，对加固工艺完善有积极作用。
五、结束语
基于出行工具对零件加固的高标准高要求，需要工具和技艺的相互结合，通过对螺栓扭矩的有效控制，达到力矩紧固效果，全方面提升操作人员素质，维护保养操作工具，注意工艺流程细节，将有效提高企业竞争力，满足人民安全出行的需求。
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