摘要：转K2是我国引进美国Barber 公司交叉支撑的转向架，安全索作为零部件之一，国产化后能降低整机成本，带来可观的经济效益。文章分析了安全索的制造工艺，解决了端头缩颈、钢丝绳下料等工艺难点，开发出符合技术要求的产品。

     关键词：铁路货车；K2转向架；安全索；制造工艺

      前言

     转向架是铁道车辆上最重要的部件之一，直接承载车体重量，限制列车速度和保证车辆顺利通过曲线，要承载多重载荷，各零部件承受着弯曲、拉伸、剪切、扭转等应力作用，因此，列车运行过程中，转向架上的交叉杆存在断裂的风险，一旦断裂脱落就会导致行车恶性事故。在K2转向架中采用了安全链和安全索双重安全保证措施，用安全索把交叉杆绑在制动梁上，力求把货车运行风险降到最低。安全索的重量仅为0.17kg，列车在高速运行中不会因磕碰造成交叉杆和制动梁损伤，具有较强的安全性、实用性（图1 安全索工况、图2 安全索实物）。

     安全索由2 个端头、7 个接头和2 根钢丝绳零部件组成（图3），端头的材质为BL2，塑形强，加工成子弹头形状，装车操作方便；接头材质为6063-O，重量轻且具有极强塑形，通过模具能把两根钢丝绳牢固压紧；钢丝绳选用航空用钢丝绳，牌号为4ZBB6X19+IWS1770ZS，表面镀锌，增加防腐性能。

      技术要求：单项额定拉力10KN，双向额定拉力20KN

       2 、安全索制造工艺过程

      2.1 制造难点分析

      安全索是由两根φ4 钢丝绳穿入端头，中间用接头压紧而成。为了保证钢丝绳和端头连接紧固，就必须把端头内孔加工的足够小，同时还要保证钢丝绳容易穿入。因此，要解决两个技术难题，一是钢丝绳下料问题，要保证三点：断面融合、熔断处直径不能超过φ4.3、过烧距离≤4mm；二是钢丝绳和端头连接紧固问题，确保在规定拉力范围内，钢丝绳既不能从端头中抽脱，自身也不能断裂破损。

     2.2 研制专用下料机

     为了解决钢丝绳下料问题，尝试了两种方案：一是用气焊直接烧断，优点是一次性投入低，缺点是产生大量烟尘，作业环境差、生产效率低，大部分过烧距离达到7-8mm，做拉力实验都是从过烧处断裂，不能满足需要。

     二是制作钢丝绳专用下料机，优点是钢丝绳熔断面规整，过烧距离在2-3mm，能满足技术要求；缺点是一次性投入在7000 元以上。为此，设计了钢丝绳专用下料机（图4），利用电流短路原理，把大电流作用在下模两个电极上，通电后短路致使钢丝绳熔断（图5）。主要部件有变压器、下料气缸、夹紧气缸、导杆气缸、控制阀等（风缸选用参数见下表）。气缸一个工作循环下料5 根，工作效率很高，同时在下料机上面安装了排风系统，现场工作环境得到改善。

     气缸选用输出力计算：

     气缸理论输出力P(N)

     推力P1=π/4×D2×P 式中D-气缸内径（cm）P-气缸工作压力（MPa拉力P2=π/4×（D2-d2）×P 式中d-气缸活塞直径（cm）

     气缸选用参数表

      2.3 设计缩径模具

     为了保证拉力性能实验100 合格，就要尽量减少由于人为原因存在的偶然因素，使端头的塑形变形后的径向公差控制在0.03mm 以内，经过大量实验摸索，设计出压杆和缩径模具（图5），压杆采用的材质为60Si2Mn 的弹簧钢加工而成，在经过调质处理后，硬度在HRC50-55。缩径模具工作面直径为φ9.6+0.02，采用硬质合金制造，硬度大于HRC60。工作原理是把钢丝绳穿入端头内孔（钻φ4.3）处，然后用压杆把端头压过缩径模具，使端头径向尺寸由φ11.45 缩小为φ9.6，长度由27mm 伸长到30mm，使钢丝绳和端头紧固连接。

      2.4 确定端头工艺尺寸

      端头组装后图纸规定尺寸为φ9.5+0.5，选用φ12 原材料加工，选用三个尺寸φ11.25、φ11.35、φ11.45，选用每种尺寸的端头30 个加工成品后，做拉力实验，得出结论，尺寸φ11.45 的端头缩颈后，拉力性能实验效果最好。

      2.5 加工接头及去除毛刺

      接头采用铝管加工成型，长度为14+0.50mm，公差相对较大，选用外购圆盘锯床切割，可以保证工艺尺寸，工作效率很高，不足之处是存在毛刺。为此，自行设计了滚光机（图6），由电动机、减速器、万向节、滚筒组成。把接头放进滚筒内，旋转2 个小时左右，接头端部毛刺就会清除。

       3、 安全索的组装

     3.1 预组装

     设计了预组装模具（图7），共有6 个定位尺寸，包括总长尺寸、5 个接头间距，然后用专用工具把接头砸紧，完成了安全索的预组装。

      为提高工作效率，减轻工人工作强度，保证钢丝绳不在接头中抽脱，设计制作“8”字形模具（图9）及压型模具（图10），使用模具用油压机把接头压紧，使两根钢丝绳连接的更加紧固。

        4 、效果

      安全索的国产化研制成功，降低了转向架整机的生产成本，从下料到组装形成了流水线作业，人均单班（8 小时）完成120 根成品， 10 人月产量在5000 台以上（8 根/台车），产品性能满足技术要求，为铁路货车安全稳定运行做出了贡献。