铁路货车用拉铆销组装工艺及其应用研究

郭喜春

摘要：在铁路货车的整体结构中，车辆制动装置是不允许存在质量问题的，但是在实际使用中，往往因为连接失效，导致基础制动装置产生脱落的情况，这对于行车安全是巨大威胁。所以，铁路货车的连接就显得很关键。而在铁路货车连接中，拉铆销技术应用，可以将拉铆技术和圆销结构相结合，是目前铁路货车制动装置连接中的一种新技术。在具体的拉铆销组装中，需要做好研制过程的把握，做好结构尺寸设计，确保相关力学性能够和技术要求相对应。对此，本文以铁路货车的拉铆销组装工艺分析，研究这一组装技术工艺和应用对策。

Abstract： In the overall structure of railway freight cars， the brake device of the vehicle is not allowed to have quality problems， but in actual use， the basic brake device often falls off due to the connection failure， which is a huge threat to driving safety . Therefore， the connection of railway freight cars is critical. In the connection of railway freight cars， the application of pull riveting pin technology can combine pull riveting technology and round pin structure. It is a new technology in the connection of the brake device of railway freight cars. In the specific assembly of pull riveting pins， it is necessary to grasp the development process and design the structural dimensions to ensure that the relevant mechanical properties can correspond to the technical requirements. In this regard， this article analyzes the assembly technology of the riveting pins of railway freight cars to study the assembly technology and application countermeasures.

关键词：铁路货车;拉铆销;组装工艺;应用

Key words： railway freight car;pull riveting pin;assembly process;application

中图分类号：S776.36+3                                 文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）07-0028-02

0  引言

拉铆技术是一种连接技术，基于虎克原理实现连接功能的。在这一技术应用中，需要专用铆接工具将套环挤压到铆钉的环形槽中，属于一种新型铆接方式。这一技术应用，可以满足要强度的连接要求，保证压紧力一致性，确保其抗振性，且组装便利，可以保证在连接后不松動。目前，在铁路货车、重型卡车以及矿山机械、电力铁塔等建设设施和结构中，这一技术都有比较广泛的应用。

1  拉铆连接技术及其应用优势

1.1 拉铆连接技术简介

二战时期，在航空母舰上降落的美国远程作战轰炸机中，螺栓导致降落中剧烈震动而松动，基于这一问题的解决，美国研制出第一代拉铆钉。这种拉铆连接优势显著，所以在后续研究中，成为连接技术研究重点，获得了较大的发展，对于解决大型结构件的连接强度、连接稳固性等，也具有重要作用。

在拉铆技术研究中，哈克公司的研究具有一定的代表性。该公司研究的拉铆钉产品，在铁路中应用，深受欢迎。就铁路货车产生振动的原因来看，最根本的原因是钢轨接头处不稳固，所以，在这一问题应对上，可以尽量减少钢轨接头破损，而拉铆钉使用是解决铁路货车连接问题的最有效方法。使用拉铆钉后，发现钢轨接头破坏问题能够得到明显好转，相关拉铆连接技术在铁路中应用也因此得到不断推广。

拉铆技术最先应用在航空领域，而目前，全世界组装飞机需要的全部坚固件中，已过将近50%的开始使用拉铆技术。在一辆大型客机中，安装的拉锚连接产品就有100多万套。目前，拉铆连接在大型金属结构、重型汽车、船舶、铁路货车中都有很广泛的应用。这一技术通过拉铆枪夹紧两个组合件后，将套入的环状套环金属进行压缩，获得一个多条环状沟槽的铆钉锁紧固结构，通过金属永久变形操作，用套环将铆钉紧固在一起，达到永久紧固的效果。这种紧固连接方式可以在栓、销的连接中应用。

1.2 拉铆连接技术优势

就拉铆连接技术应用来看，其具备的技术应用优势主要体现在以下几点：

第一，采用环形槽设计。拉铆钉结构中，使用环形槽，这种结构设计是针对振动问题导致的连接件松动问题开展的，且拉铆钉本身有高压紧力，抗剪切力也比较强，所以可以实现很强的紧固效果，相对于焊接方式，这种连接模式更可靠。

第二，夹紧力和抗剪力强。拉铆钉夹紧力要比一般规格螺栓高出1.5倍，相对于国内直径较大的高强度螺栓而言，扭力一定的情况下，这种螺栓紧固力高达20吨以上，比同等规则螺栓金股利高出30%以上。此外，拉铆钉连接中，抗剪力設计比夹紧力更高。

第三，抗腐蚀性好。拉铆钉产品在出厂前，都会进行必要的防腐处理，在具体的防腐处理上，也可以结合具体的安装部位需要，设计针对性的防腐处理方案，保证拉铆钉在使用中不会产生腐蚀的情况。

第四，噪音小。拉铆钉连接方式在安装中比较简单，无需多次冲击，这就大大降低了应用中噪声产生的可能性。在具体的安装中，也没有有害气体产生，可以优化加工环境，提升使用效益。

第五，有效降低人为误差。在拉铆钉的连接安装中，都需要借助铆枪来实施，在具体组装中，相关人员只要稍稍培训，就可以达到组装技术要求，且铆枪的使用可以有效减少安装过程中的人为误差，保证连接效果。

第六，成本低。拉铆钉在使用中，其压紧力比较大，也有比较强的防松功效，在完成安装后，不需要进行后续的维修和养护，所以可以减少维护维修的费用。在铆接后，可以通过目测的方法来判断铆钉和套环压紧痕迹是否到位，也能够降低设计检测成本。

2  拉铆连接技术在铁路货车中的应用

上世纪七十年代，美国铁路车辆连接中，开始尝试使用拉铆钉技术，且这一技术逐渐向端墙结构以及侧墙结构等连接中发展，现阶段，在美国的铁路货车中，拉铆钉连接技术已经实现普遍应用。

而在我国，铁路货车的发展历程和钢结构连接技术发展几乎是同步进行的，我国的铁路货车和钢结构材料、技术等发展保持着高度的统一性，可以说，钢结构发展是铁路货车发展的趋势和现实。在早期的C62B以及C64级中，铁路货车钢结构连接中，多使用螺栓连接或者是热铆接技术，发展到70吨级的时候，铁路货车需要承受的拉力更大了，这种拉铆钉连接方式的优势也开始突显。目前，已经发展到80吨级货车，这类货车连接中，已经全部应用拉铆连接技术。这种拉铆钉连接体现在铁路货车连接的侧柱和侧梁间、体现在板坐和中梁间，体现在冲击座和端梁之间，等等，这些货车车辆在相应连接部位的零部件更换和检修中，安装专用拉铆钉，可以实现高强度的连接，保证连接稳固有效。

我国的拉铆钉连接技术在铁路火车中试用是在2003年，通过车体静强度试验、装货运行试验等，已经积累了很多的经验。针对拉铆钉技术在铁路货车中的应用，我国已经制定了相关的试用文件，对于技术进行了具体规范和要求。让铁路货车在连接中，具体应该选择什么样的制造和组装技术，有了规范文件参考。

可以看到的是，目前在我国铁路货车中，拉铆钉连接组装技术应用比较普遍，对于新货车生产和旧货车改造，都有很大的实用性、拉铆钉这种新型连接方式的应用，对于我国铁路运输事业的发展具有重要意义。

3  铁路货车拉铆组装技术要点

3.1 做好拉铆销连接后的间隙控制

在铁路货车相关连接操作中，拉铆销连接间隙是为了确保铆接件在铆接成型的情况下，可以在安装孔中实现自由转动，避免卡阻的情况出现。一般在连接中，出现间隙，一是因为拉铆销J值影响，还有一个因素是铆接件的尺寸影响。所以，要实现间隙的控制，一方面需要做好J值的选择，一般应该比铆接件厚度高出2-6mm。其次，做好拉铆销的尺寸确认，一般需要结合具体的尺寸等级来进行合理的规格选择。外购铆接件的情况下，需要把握铆接件的具体大小，完成全部统计归纳后，做好规格的调整。

3.2 做好铆接件成型尺寸控制

在铁路货车的拉铆连接中，拉铆销连接的成型迟钝和拉铆销质量以及铆接系统有一定的关联。所以，在设计中，拉铆销组装，需要强化尺寸、硬度以及拉断力的核验，保证拉铆销质量。在现阶段的拉铆销系统中，多采取拉铆枪以及配套液压站工作，在具体连接中，应该做好相应型号、规格的选择，保证同一工位的不同规则拉铆销连接有效，减少拉铆枪和液压站之间的接头拔插的频率。这对于延长铆接使用寿命，促进液压站铆枪系统完善也具有重要作用。

3.3 做好拉铆销组装顺序把握

在拉铆组装技术应用中，拉铆销制动管路中，组装制动配件选择中，需要将铆接空间因素考虑在内。传统铁路货车的制动系统中，多采用半光圆销连接，这样相关连接配件需要的空间不大，且对于组装先后顺序没有严格要求。而使用拉铆组装技术，要确保枪头作用位置有效，需要做好组装顺序的有效把握。

3.4 强化技术人员培训

在铁路货车的拉铆连接组装中，相关操作人员自身的技术水平对于铆接效果和效率都有一定的影响。虽然拉铆组装中，对于技术人员的专业技术要求不是特别高，相关人员也需要在培训后才可以上岗。且相关连接人员需要把握铁路货车相关连接技术规范，了解货车的技术要求等，要通过有效的技术人员培训，确保所有人员都能够达到技术要求。

4  总结

铁路货车基础制动装置在铁路货车中具有重要影响，对于铁路车辆的安全行车有着重要影响。拉铆连接技术属于一种新型铁路货车连接技术，这种技术应用优势突出，将拉铆组装技术应用到铁路货车的相关部位连接中，整体连接强度比较高，抗振性能也很好，采用这一连接技术，可以实现连接部位永不松动的目标。在铁路货车中，拉铆连接技术现阶段的应用普及率不断提升，应用效果显著，所以被大力推广。就这一连接技术应用来看，要确保连接效果，需要把握一些关键组装要点，确保车辆连接效果。

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