CRH1型動車組轉(zhuǎn)向架定位轉(zhuǎn)臂檢修工藝分析

趙 要 敏

(青島四方龐巴迪鐵路運輸設(shè)備有限公司 生產(chǎn)部，山東 青島 266111)

定位轉(zhuǎn)臂是CRH1型動車組轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置中的重要組成部分，承擔(dān)著輪對軸箱裝置、螺旋鋼彈簧及一系垂向減振器等部件的安裝與定位作用，同時，承載了來自車輛簧上部分的全部質(zhì)量及各個方向的沖擊載荷[1]。本文針對定位轉(zhuǎn)臂檢修過程中存在的一些問題，結(jié)合實踐，提出一套行之有效的工藝方案，確保定位轉(zhuǎn)臂的檢修質(zhì)量能夠滿足車輛運行要求。

1 定位轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)及檢修要求

定位轉(zhuǎn)臂由定位轉(zhuǎn)臂體、橡膠節(jié)點和彈簧擋圈組成(圖1)。定位轉(zhuǎn)臂體的節(jié)點孔和橡膠節(jié)點之間采用過盈配合，定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔兩側(cè)各有1個凹槽，彈簧擋圈安裝在凹槽內(nèi)，起到對橡膠節(jié)點的軸向定位作用。橡膠節(jié)點的壓裝工藝為：先將一側(cè)的彈簧擋圈安裝到定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔的凹槽中(該彈簧擋圈安裝到位后，用以對橡膠節(jié)點進(jìn)行軸向定位)，然后用壓力機(jī)將橡膠節(jié)點壓入定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔內(nèi)，最后安裝另一側(cè)的彈簧擋圈。在CRH1型動車組轉(zhuǎn)向架進(jìn)行四級修和五級修過程中，橡膠節(jié)點和彈簧擋圈均需要拆卸并更換新件，拆卸工藝為：先將一側(cè)的彈簧擋圈取出，然后用壓力機(jī)將橡膠節(jié)點由該側(cè)退出，最后取出另一側(cè)的彈簧擋圈。

圖1 定位轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)圖

2 目前存在的問題

在對CRH1型動車組轉(zhuǎn)向架進(jìn)行第一次四級修過程中，發(fā)現(xiàn)在拆卸橡膠節(jié)點時，定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔有不同程度劃傷，較嚴(yán)重的劃痕導(dǎo)致了定位轉(zhuǎn)臂體報廢。同時，結(jié)合車輛運行過程中的故障反饋，認(rèn)為橡膠節(jié)點壓裝后的對稱度超差將影響輪對組成的安裝精度，進(jìn)而導(dǎo)致由定位轉(zhuǎn)臂傳遞給軸承的載荷發(fā)生偏載、軸承橫向力增大，增加了軸承出現(xiàn)剝離、車輪踏面磨耗加劇等質(zhì)量問題的概率。因此，如何避免橡膠節(jié)點拆卸時定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔劃傷以及保證橡膠節(jié)點壓裝后的對稱度，是確保定位轉(zhuǎn)臂檢修質(zhì)量的主要課題。

3 原因分析及解決方案

3.1 劃傷

根據(jù)統(tǒng)計，橡膠節(jié)點拆卸后，約有20%的定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔存在輕微劃傷，這些劃傷經(jīng)過打磨修復(fù)后，定位轉(zhuǎn)臂體可正常使用；約有7%的定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔存在嚴(yán)重劃傷，需報廢。研究橡膠節(jié)點壓裝及拆卸過程發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔劃傷的原因主要有2個：(1)橡膠節(jié)點在壓裝過程中，在其剛壓入定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔時，兩者會存在一定的不同軸度，導(dǎo)致橡膠節(jié)點圓周面與定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔發(fā)生不均勻擠壓，從而導(dǎo)致節(jié)點孔劃傷；(2)橡膠節(jié)點與定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔長時間緊密貼合，局部會產(chǎn)生粘連，在拆卸節(jié)點過程中，一旦拆卸速度過快，粘連區(qū)域則會產(chǎn)生劃傷。針對以上原因，對橡膠節(jié)點壓裝工藝及拆卸工藝進(jìn)行優(yōu)化。首先，在橡膠節(jié)點壓裝過程中，在工裝底部增加了一個緩沖墊(圖2)，緩沖墊材質(zhì)為高分子橡膠，厚度為10 mm，當(dāng)橡膠節(jié)點壓入定位轉(zhuǎn)臂體體節(jié)點孔時，緩沖墊受到定位轉(zhuǎn)臂體傳導(dǎo)的壓裝力會發(fā)生不同程度的形變，該形變有效地緩解了橡膠節(jié)點與定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔之間的不同軸度，從而避免了定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔的劃傷；其次，在橡膠節(jié)點拆卸過程中，壓力機(jī)壓頭在開始接觸橡膠節(jié)點時，先采用點動方式操作，以此來消除橡膠節(jié)點圓周面與定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔之間的粘連，待橡膠節(jié)點產(chǎn)生輕微位移后，再對其連續(xù)施壓，直至橡膠節(jié)點完全退出。經(jīng)過驗證，優(yōu)化后的橡膠節(jié)點壓裝和拆卸工藝，有效地減少了定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔劃傷概率。

圖2 橡膠節(jié)點壓裝工藝的優(yōu)化

3.2 對稱度

經(jīng)過對現(xiàn)行壓裝工藝及壓裝后的尺寸鏈分析發(fā)現(xiàn)，橡膠節(jié)點壓裝完成后，其兩端平面對定位轉(zhuǎn)臂體中心線的對稱度為1～1.2 mm。分析認(rèn)為該對稱度過大，應(yīng)對其進(jìn)行控制，經(jīng)過多次論證，最終將對稱度確定為0.5 mm。根據(jù)對定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔和橡膠節(jié)點配合后的尺寸鏈及公差的計算[2]，認(rèn)為受定位轉(zhuǎn)臂體尺寸公差及加工誤差累積影響，無法從工藝上或利用工裝一次性保證橡膠節(jié)點壓裝后的對稱度。針對以上問題，從以下三方面采取措施進(jìn)行解決：

(1) 壓裝后檢測。制作一組檢測樣板，檢測樣板分為通過樣板和止住樣板2種(圖3)，其工作面為“ ︹ ”形，“ ︹ ”形工作面的高度即為橡膠節(jié)點端面與定位轉(zhuǎn)臂體端面的高度差，根據(jù)計算得出，通過樣板和止住樣板工作面的高度應(yīng)為5 mm、4.5 mm。橡膠節(jié)點壓裝完成后，先用通過樣板對任一側(cè)橡膠節(jié)點凸出定位轉(zhuǎn)臂體端面的高度進(jìn)行檢測，如果通過樣板能夠通過，則說明該高度尺寸小于5 mm，同時再用止住樣板進(jìn)行檢測，如果止住樣板無法通過，則說明該高度大于4.5 mm，由此可判斷該定位轉(zhuǎn)臂合格(圖4)。如果用通過樣板檢測無法通過，或者止住樣板可以通過，說明兩端橡膠節(jié)點端面與定位轉(zhuǎn)臂體端面的高度差大于0.5 mm，由此可判斷該定位轉(zhuǎn)臂不合格。

圖3 通過樣板和止住樣板

圖4 利用檢測樣板檢查橡膠節(jié)點凸出定位轉(zhuǎn)臂體端面的高度

(2) 工裝優(yōu)化。首先根據(jù)理論計算確定出橡膠節(jié)點凸出高度，然后在工裝上增加限位凸臺，由限位凸臺對橡膠節(jié)點進(jìn)行軸向定位，以此可基本保證對稱度不超過0.5 mm。經(jīng)過對320個定位轉(zhuǎn)臂的壓裝數(shù)據(jù)統(tǒng)計，橡膠節(jié)點壓裝后對稱度一次合格率為95.3%。

(3) 二次壓調(diào)。對于對稱度不合格的定位轉(zhuǎn)臂，通過在工裝上增加調(diào)整墊的方式對橡膠節(jié)點進(jìn)行壓調(diào)，調(diào)整墊為圓環(huán)狀，尺寸與定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔外圓相吻合，厚度分為0.2 mm、0.5 mm和0.7 mm 3種規(guī)格。首先用深度游標(biāo)卡尺測量出橡膠節(jié)點端面與定位轉(zhuǎn)臂體端面的高度差，確定出合適厚度的調(diào)整墊，然后找出高度差較小的一側(cè)，并將調(diào)整墊放在該側(cè)定位轉(zhuǎn)臂體端面下方，用壓力機(jī)對橡膠節(jié)點進(jìn)行壓調(diào)；壓調(diào)完成后，再次用檢測樣板進(jìn)行檢查。通過二次壓調(diào)的定位轉(zhuǎn)臂可滿足橡膠節(jié)點兩端平面對定位轉(zhuǎn)臂體中心線對稱度為0.5 mm的要求。

4 結(jié)束語

在CRH1型動車組轉(zhuǎn)向架進(jìn)入五級修階段時，對定位轉(zhuǎn)臂檢修過程中的劃傷情況進(jìn)行了跟蹤，采用本文所述的優(yōu)化工藝方案后，定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點孔劃傷問題發(fā)生率已不足1%，因嚴(yán)重劃傷導(dǎo)致定位轉(zhuǎn)臂體報廢的情況基本消除。同時，列車運行中反饋的輪對組成安裝精度問題也得到了有效控制。