劉振帥

（中車青島四方機車車輛股份有限公司，山東青島 266000）

0 引言

前端開閉機構(gòu)是動車組的重要組成部件，主要由前端頭罩與開閉機構(gòu)兩部分組成（圖1）。在開閉機構(gòu)的驅(qū)動下，前端頭罩可以實現(xiàn)打開與關(guān)閉、解鎖與鎖閉等功能，在動車組運行過程中發(fā)揮著重要作用：頭罩關(guān)閉時，動車組前端具有流線造型，高速運行時能夠有效降低風(fēng)阻，提高列車的空氣動力學(xué)性能，還可有效防止異物進入罩內(nèi)，保護內(nèi)部設(shè)備；頭罩打開時，動車組可實現(xiàn)重聯(lián)運營或救援操作，方便機械師對車體前艙內(nèi)部設(shè)備部件進行清理與檢修[1-3]。

圖1 前端開閉機構(gòu)

為確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與運動可靠性，前端開閉機構(gòu)會按照動車組檢修規(guī)程要求進行定期的檢修維護。開閉機構(gòu)的檢修工作一般分為現(xiàn)車狀態(tài)修與下車分解修：現(xiàn)車狀態(tài)修是對開閉機構(gòu)的現(xiàn)車安裝狀態(tài)進行一般性檢查，主要以清潔異物、目視檢查與功能試驗為主，是一種檢查項點少、檢修時間短的預(yù)防性維修；下車分解修則需要將開閉機構(gòu)從動車組上拆除，在專用操作間內(nèi)將其拆解為最小可維護單元并進行詳細檢查，是一種工序多、耗時長、專業(yè)化的更正性維修。本文將針對前端開閉機構(gòu)的分解檢修工作及其過程中常見的故障模式與修復(fù)方案進行詳細描述。

1 前端頭罩檢修

1.1 表面處理

前端頭罩通常選用玻璃鋼樹脂材料，采用模具成型工藝制造，安裝于動車組前端鼻尖處。在動車組高速運行過程中，前端頭罩容易因異物擊打、風(fēng)壓破壞、液體侵蝕等原因造成表面污漬、劃痕、裂紋甚至大面積破損。因此，在分解檢修時有必要將前端頭罩拆除下車，以進行詳細的拆解與修復(fù)。

前端頭罩在檢修開始前需首先使用中性清潔劑清洗外表面，去除表面污漬，便于目視檢查表面狀態(tài)，再根據(jù)檢查結(jié)果進行分類處理：

（1）存在劃痕、裂紋或破損時，需首先打磨去除缺陷，再使用丙酮將打磨面擦拭干凈，并使用與頭罩材料組分相同的樹脂材料對其進行修復(fù)；待修復(fù)處固化后，對修復(fù)區(qū)域進行打磨光順處理。

（2）存在大范圍缺損時，如破損面積過大影響頭罩外部輪廓或破損嚴(yán)重存在貫穿性破壞影響使用安全的，則必須更換新頭罩。

（3）完成上述表面處理工作后，需對修復(fù)部位進行油漆找補，如果修復(fù)面積較大則需整體噴涂，確保外觀漆色一致。

1.2 狀態(tài)檢查

前端頭罩通常采用緊固件與開閉機構(gòu)連接，頭罩周圈安裝有密封膠條用以增加頭罩關(guān)閉時的密封防護性能，同時頭罩內(nèi)部會采用粘接預(yù)埋等工藝安裝有綁線架、連接座等金屬部件。因此，在分解檢修過程中，需對頭罩內(nèi)外部的連接狀態(tài)進行目視檢查，確保各部位安裝狀態(tài)良好。

（1）緊固件更新。分解檢修需要將前端開閉機構(gòu)分解至最小可維護單元，在分解過程中需要拆解所有緊固件；同時，由于分解檢修間隔時間較長，緊固件通常存在不同程度的銹蝕、松動或防松標(biāo)記模糊，因此需要綜合考慮穩(wěn)定性與安全性，緊固件需全部更新。

（2）非金屬件更新。前端頭罩的非金屬部件主要為密封膠條，通常采用三元乙丙橡膠材料，主要安裝在頭罩周圈與中縫處，防止異物或液體進入罩內(nèi)、提高頭罩整體的密封防護性能。由于分解檢修間隔時間較長，狀態(tài)檢查時如果發(fā)現(xiàn)膠條有老化、干裂、破損甚至整體脫落等問題，則全部更新。

（3）預(yù)埋件更新。當(dāng)預(yù)埋金屬件出現(xiàn)破損或膠體缺損時更換預(yù)埋件：首先將原有預(yù)埋件剔除，并將新制預(yù)埋件與頭罩的粘接部位打磨拉毛；用丙酮將打磨面擦拭干凈后，在金屬件粘接部位施加膠粘劑，保證粘接后預(yù)埋件周圍有膠粘劑溢出，并將多余膠粘劑清理干凈；待膠粘劑固化后，在預(yù)埋件上表面再次使用同質(zhì)樹脂與毛氈糊制作包覆層，以提高新制預(yù)埋件的連接強度。

2 開閉機構(gòu)檢修

開閉機構(gòu)通常選用碳鋼板材材料，采用折彎壓型等工藝成型后焊接裝配組成主體承載框架，其上安裝有氣缸、行程開關(guān)、電控箱等電氣元件，能夠?qū)崿F(xiàn)前端頭罩的打開與關(guān)閉、解鎖與鎖閉等功能。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且搭載的電氣控制元件較多，同時實車空間緊張、檢查操作受限，因此分解檢修時會將開閉機構(gòu)拆解下車對其進行詳細檢查與維護。

2.1 表面處理

在分解檢修過程中，需要首先將開閉機構(gòu)拆解至最小可維護單元，一般為焊接組件層級。然后再使用中性清潔劑清潔各級焊接組件，去除表面的污漬與灰塵，便于后續(xù)表面檢查與維護處理。

（1）檢查焊縫狀態(tài)。目視檢查焊件各部位焊縫狀態(tài)，不得存在裂紋、缺損等不良狀態(tài)：存在焊縫缺陷時，需首先對焊件進行脫漆處理，再打磨去除原有焊縫重新焊接；焊接后修整調(diào)平組件，確保尺寸滿足技術(shù)要求。

（2）檢查鋼材狀態(tài)。目視檢查焊件鋼材表面狀態(tài)，不得存在銹蝕、變形等不良狀態(tài)：存在表面銹蝕時，需首先對焊件進行脫漆處理，再對銹蝕處進行打磨或噴砂處理，去除銹漬；存在焊件變形時，需在脫漆后對焊件調(diào)修整形，確保整形后尺寸滿足技術(shù)要求；銹蝕程度較重或變形過大無法調(diào)修的，建議整體更換。

（3）修補油漆。上述表面處理完成后，需對修復(fù)部位進行油漆找補；如果修復(fù)面積較大，則需整體噴涂，確保外觀漆色一致。

2.2 狀態(tài)檢查

在開閉機構(gòu)分解完成后，除了需要對焊接組件進行表面處理外，還應(yīng)逐一對電氣元件進行檢查，確保各部位無變形與破損。

（1）檢查氣缸。氣缸常見的故障模式為氣密性不良與運動卡滯，兩種故障模式將會導(dǎo)致開閉機構(gòu)整體運動卡滯或運動不到位。因此，在分解檢修過程中需首先清潔氣缸外表面，手動推拉氣缸活塞桿確保其運動流暢，存在運動卡滯時允許在活塞桿末端涂抹潤滑油脂；再在氣缸進出氣口處外接壓力儲氣罐進行氣密性測試，在3 min 內(nèi)風(fēng)壓的壓降不應(yīng)大于0.02 MPa，存在氣密性問題時可更換氣缸密封圈，更換后仍存在氣密問題或缸體泄漏的則建議整體換新。

（2）檢查開關(guān)。行程開關(guān)主要用于實時反饋開閉機構(gòu)位置狀態(tài)，其主要故障模式為觸點銹蝕與線纜損壞。分解檢修時，需使用防銹潤滑劑清洗開關(guān)外殼及觸點，清除表面銹漬；檢查開關(guān)線纜并外接電路，測試觸點信號反饋正常，信號反饋不良時更換線纜或整體換新。

（3）檢查直線導(dǎo)軌。直線導(dǎo)軌主要的故障模式為表面銹蝕與運動卡滯，兩種故障模式也易導(dǎo)致開閉機構(gòu)整體運動卡滯或運動不到位。分解檢修時，需首先使用防銹潤滑劑清洗外部銹漬并進行潤滑，再手動推拉滑塊確保其運動流暢且阻尼適中。待開閉機構(gòu)組裝后，隨整機進行功能試驗，驗證其運動性良好。

（4）檢查電控箱。電氣控制箱的主要故障模式為接觸不良或元件損壞。分解檢修時，需清潔電控箱內(nèi)閥組、壓力表、接線端子、電連接器等部件，存在裂損、銹蝕、燒損、異常變色時更新；更換閥組密封件，校準(zhǔn)壓力表；檢查管路及管接件螺紋狀態(tài)良好，無影響功能的損傷。

（5）非金屬件更新。開閉機構(gòu)中的非金屬部件有氣缸防護罩、導(dǎo)軌防塵罩及線纜的防護套管與波紋管等，主要用于提升各個電氣元件的防護性能，其常見故障為老化與變形。由于分解檢修的間隔時間較長，通常間隔在10 年以上，遠大于橡膠部件的有效期，因此在分解檢修過程中非金屬部件一般直接換新、不進行狀態(tài)檢查。

3 例行試驗

上述分解檢修工作完成后，將前端頭罩與開閉機構(gòu)按照原設(shè)計圖紙重新組裝：拆卸的緊固件需全部更新，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求施加緊固力矩后涂打防松標(biāo)記；存在相對運動部位的接觸面處需涂抹潤滑油脂以保證整體機構(gòu)打開與關(guān)閉、解鎖與鎖閉等功能動作靈活流暢；檢查各部件組裝無錯位、無異常噪聲及無異常間隙。裝配完成后，需對前端開閉機構(gòu)進行例行試驗，驗證各部件裝配性能是否良好、使用功能能否滿足設(shè)計要求。前端開閉機構(gòu)的分解檢修例行試驗主要包括以下7 項[4-5]。

（1）外觀檢查。檢查各部件表面是否光滑平整，有無損傷、剝落、裂紋、氣泡等不良狀態(tài)，各部位緊固件有無防松標(biāo)記、是否按要求施加緊固力矩。

（2）尺寸檢查：①使用卷尺、游標(biāo)卡尺等常規(guī)量具，在裝配工裝上測量前端開閉機構(gòu)自身的結(jié)構(gòu)尺寸、與車體連接的安裝接口尺寸，測量數(shù)據(jù)及公差滿足圖紙要求；②使用符合三維掃描數(shù)據(jù)的檢驗樣板測量頭罩曲面外形輪廓，輪廓度差值滿足技術(shù)條件要求。

（3）自動動作性能檢查。在風(fēng)壓為0.5～1.0 MPa 的條件下，對開閉機構(gòu)進行自動開閉操作，要求整個運動過程流暢無卡滯，開關(guān)動作及解鎖和鎖閉到位，頭罩開閉機構(gòu)自動開啟或關(guān)閉單次動作時間為5～12 s。

（4）手動動作性能檢查。對開閉機構(gòu)進行手動開閉操作，要求整個運動過程流暢無卡滯，開關(guān)動作及解鎖和鎖閉到位，手動開啟或關(guān)閉單次時間不得大于5 min。

（5）氣密性檢查。向開閉機構(gòu)的空氣管路通以0.88～1.00 MPa的壓力氣體進行保壓測試，空氣管路的風(fēng)壓壓降速度在3 min內(nèi)不應(yīng)大于0.02 MPa。

（6）絕緣電阻試驗。按GB/T 5095.2—1997《電子設(shè)備用機電元件基本試驗規(guī)程及測量方法》中11.4.1 規(guī)定的方法A 進行，即：在開閉機構(gòu)電源輸入和輸出端口接線，并用直流500 V兆歐表進行測試，電組阻值應(yīng)不低于50 MΩ。

（7）絕緣耐壓試驗。按GB/T 5095.2—1997 中12.3.1 規(guī)定的方法A 進行，即：當(dāng)開閉機構(gòu)額定電壓小于72 VDC（或50 VAC）時，對開閉機構(gòu)的插頭和外殼施加50 Hz、500 V 的電壓；當(dāng)開閉機構(gòu)額定電壓為72～125 VDC（或50～90 VAC）時，對開閉機構(gòu)的插頭和外殼施加50 Hz、1000 V 的電壓；當(dāng)開閉機構(gòu)額定電壓為125～315 VDC（或90～225 VAC）時，對開閉機構(gòu)的插頭和外殼施加50 Hz、1500 V 的電壓。測試時需額定電壓選取合適測試電壓，要求持續(xù)電擊1 min 且無擊穿或閃爍現(xiàn)象。

4 結(jié)論

針對動車組前端開閉機構(gòu)的分解檢修工作，本文首先對分解檢修過程中常見的故障模式及檢查項點進行列舉，并對所列舉的故障模式及檢查項點提出相對應(yīng)的處理措施，最后對檢修完成的開閉機構(gòu)提出試驗驗證要求，驗證檢修方法能確保前端開閉機構(gòu)滿足動車組高速運行的使用需求。