周愛(ài)生

（北京鐵路安全監(jiān)管辦駐北京動(dòng)車段驗(yàn)收室，北京102600）

關(guān)于對(duì)CRH5型動(dòng)車組枕梁高度調(diào)整工藝的改進(jìn)建議

周愛(ài)生

（北京鐵路安全監(jiān)管辦駐北京動(dòng)車段驗(yàn)收室，北京102600）

針對(duì)CRH5型動(dòng)車組三級(jí)檢修中發(fā)生的枕梁高度不達(dá)標(biāo)問(wèn)題，依據(jù)工藝規(guī)程進(jìn)行多次調(diào)整方法改進(jìn)，使枕梁高度達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并提出調(diào)整方法上的創(chuàng)新和后期整改方案。

枕梁；空氣彈簧；尺寸測(cè)量；CRH5型動(dòng)車組；三級(jí)修

自2011年11月北京動(dòng)車段開(kāi)始對(duì)CRH5A型動(dòng)車組進(jìn)行三級(jí)檢修以來(lái)，多次發(fā)現(xiàn)一些與檢修規(guī)程、檢修工藝不相符的情況，其中動(dòng)車組落成后枕梁高度達(dá)不到工藝標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，導(dǎo)致檢修作業(yè)不能按時(shí)完成。2015年7月25日對(duì)CRH5135A動(dòng)車組三級(jí)檢修整車落成后進(jìn)行無(wú)風(fēng)尺寸測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)05車二位枕梁高度較工藝標(biāo)準(zhǔn)偏低5 mm左右（工藝標(biāo)準(zhǔn)為930.25 mm，實(shí)測(cè)值為925 mm），連續(xù)進(jìn)行了3次測(cè)量，結(jié)果均是不合格。為解決這一問(wèn)題，用了十多天的時(shí)間，嚴(yán)重影響了檢修進(jìn)度。隨著CRH5型動(dòng)車組運(yùn)行公里的增加，動(dòng)車組的運(yùn)用故障和檢修難題也在增多，作為CRH5型動(dòng)車組高級(jí)修程的主修基地，北京動(dòng)車段進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，分析原因，提出可行方案并徹底解決。

1 結(jié)構(gòu)原理分析

CRH5型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架搖枕（枕梁）是車體和轉(zhuǎn)向架連接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它受力較大，負(fù)擔(dān)全車的質(zhì)量，并通過(guò)中心銷將車體質(zhì)量傳給走行部。如果搖枕高度不合格，除了可能引起車體傾斜、晃動(dòng)、振動(dòng)加劇，造成動(dòng)車組運(yùn)行品質(zhì)下降外，還容易使車輛風(fēng)檔、中間車鉤、車端大線等關(guān)鍵部件出現(xiàn)故障，引發(fā)嚴(yán)重后果。因此，工藝規(guī)程中規(guī)定了搖枕高度的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。而與搖枕高度密切相關(guān)的一個(gè)部件就是空氣彈簧。

CRH5A動(dòng)車組每個(gè)轉(zhuǎn)向架有兩個(gè)空氣彈簧坐落在側(cè)梁上，空氣彈簧上設(shè)有上枕梁，上枕梁采用焊接結(jié)構(gòu)，四角與車體連接。空氣彈簧是一種在柔性密閉的橡膠氣囊中加入壓縮空氣、利用空氣的可壓縮性進(jìn)行工作的非金屬?gòu)椥栽?，彈性恢?fù)力由內(nèi)部空氣壓縮的反力和隨著變形有效受壓面積增加的反力共同提供，具有緩沖、減振及降低噪聲等功能?？諝鈴椈煽梢酝瑫r(shí)承受垂向、縱向、橫向3個(gè)方向的載荷，具有較低橫向和垂向剛度，并能承受大扭轉(zhuǎn)變形。為確保車輛運(yùn)行的安全性，在空氣彈簧下部設(shè)置橡膠堆，當(dāng)空氣彈簧失效時(shí)，車體支撐于橡膠堆上；而在兩個(gè)空氣彈簧間設(shè)置了差壓閥，當(dāng)轉(zhuǎn)向架一側(cè)空氣彈簧失效，另一側(cè)空氣彈簧可通過(guò)差壓閥將壓力空氣排出，防止由此而引起的車體傾斜，從而保證了車輛的安全運(yùn)行。當(dāng)空氣彈簧失效時(shí)，車輛的動(dòng)力學(xué)性能變差，特別是在比較差的線路上要降到很低的速度才能安全運(yùn)行，這時(shí)的枕梁高度已經(jīng)完全不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，繼續(xù)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，必須回車輛段進(jìn)行檢修處理。

圖1 CRH5型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)圖

2 枕梁調(diào)整工藝流程

枕梁高度的測(cè)量和調(diào)整，發(fā)生在三級(jí)修整車落成后。

（1）枕梁高度測(cè)量方法：測(cè)量車體枕梁下緣與轉(zhuǎn)向架接觸面距軌面的距離即為枕梁的高度。水平測(cè)量時(shí)，將尺桿放在兩根軌道上，測(cè)量面朝上（有墊塊的一面為測(cè)量面）。卷尺零刻度線抵住測(cè)量起點(diǎn)，卷尺另一端垂直向下。

（2）枕梁高度調(diào)整方法：對(duì)于枕梁高度測(cè)量不合格的，要進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)先起車，用架車機(jī)將車體升高8 mm±2 mm，將調(diào)整墊放入相應(yīng)位置，直至尺寸合格。

注意事項(xiàng)：加墊調(diào)整時(shí)，每處最大加墊量為8 mm，應(yīng)盡量使用原有調(diào)整墊進(jìn)行恢復(fù)安裝?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中，由于加墊量是考慮到螺栓的長(zhǎng)度，經(jīng)重新核算，加墊9 mm，螺栓長(zhǎng)度也能滿足要求。

3 處理經(jīng)過(guò)

根據(jù)中國(guó)鐵路總公司運(yùn)輸局（2013）197號(hào)《和諧5A型動(dòng)車組三級(jí)檢修規(guī)程》的規(guī)定，空氣彈簧未充氣狀態(tài)下?lián)u枕的高度（Us）：T2車一位端為：932－Ws～952－Wsmm；T2車二位端為：935－Ws～955－Wsmm。

空氣彈簧未充氣狀態(tài)下的高度（Ats）：T2車一位端Ws305～319 mm；T2車二位端Ws307～321 mm。Ws為轉(zhuǎn)向架車輪單邊磨耗量，T2車代表05車。

對(duì)于CRH5135的T2車（即05車）二位端而言，Ws＝4.75 mm（旋輪后得到的數(shù)據(jù)），則T2車二位端的空氣彈簧未充氣狀態(tài)下?lián)u枕的高度：Us＝930.25～950.25 mm。而實(shí)測(cè)值為925 mm，較下限低5.25 mm。因此從理論上講二位側(cè)至少應(yīng)該增加5 mm的墊片，從而抬高二位側(cè)搖枕的高度。第一次進(jìn)行枕梁高度調(diào)整時(shí)，根據(jù)工藝規(guī)程的要求，在加入5 mm的墊片后，對(duì)車體與轉(zhuǎn)向架緊固螺栓施加340 Nm扭矩，綁扎防松鐵絲，然后進(jìn)行無(wú)風(fēng)測(cè)量，枕梁高度為927 mm，較下限仍低3 mm，空氣彈簧高度合格。于是進(jìn)行第二次枕梁高度調(diào)整。在同一部位又各加3 mm的墊片。測(cè)量結(jié)果是枕梁高度合格，但空氣彈簧高度A ts值較標(biāo)準(zhǔn)值307 mm低2 mm，為305 mm。后經(jīng)有關(guān)部門(mén)研究，決定對(duì)05車二架進(jìn)行返工處理。

4 測(cè)量過(guò)程的干擾因素分析

通過(guò)對(duì)此次故障現(xiàn)象的綜合分析，導(dǎo)致CRH5135A動(dòng)車組枕梁高度不合格的干擾因素可能有：

4.1 動(dòng)車組水箱內(nèi)存在積水

經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)部分水箱中存在積水。如果動(dòng)車組入修時(shí)沒(méi)有排盡水箱內(nèi)的積水，則會(huì)導(dǎo)致動(dòng)車組在落成作業(yè)過(guò)程中，車體存在傾斜現(xiàn)象，轉(zhuǎn)向架受力不均衡，轉(zhuǎn)向架空氣彈簧高度Ats值不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，Ats值變化必然引起搖枕高度Us值的改變。

4.2 空氣彈簧本身存在質(zhì)量問(wèn)題

6月11日至6月16日CRH5135A剛?cè)胄蕹虝r(shí)對(duì)空氣彈簧進(jìn)行了拆卸并進(jìn)行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)有31個(gè)空氣彈簧出現(xiàn)故障（整車共32個(gè)），不能繼續(xù)使用，需進(jìn)行返廠檢修，具體故障情況如下：

（1）橡膠堆與膠囊分離24個(gè)

在空氣彈簧拆卸及吊運(yùn)時(shí)，在正常操作的情況下，出現(xiàn)了24個(gè)空氣彈簧橡膠堆與膠囊分離情況，不能繼續(xù)使用，需返廠進(jìn)行檢修，見(jiàn)圖2。

（2）橡膠囊裂紋7個(gè)

在對(duì)空氣彈簧外觀進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)7個(gè)空氣彈簧橡膠囊出現(xiàn)裂紋，根據(jù)規(guī)程限度要求（更換標(biāo)準(zhǔn)為裂紋深度大于1 mm，長(zhǎng)度大于30 mm，已超限，需返廠進(jìn)行檢修，見(jiàn)圖3。

圖2 橡膠堆與膠囊分離情況

圖3 橡膠囊裂紋情況

空氣彈簧入廠檢修時(shí)，只是進(jìn)行更換部分有缺陷的橡膠囊和機(jī)能試驗(yàn)，沒(méi)有更換新品空氣彈簧。返修回車輛段后，也只對(duì)空氣彈簧進(jìn)行外觀檢查，缺乏嚴(yán)格的檢測(cè)手段，因而空氣彈簧質(zhì)量不在可控范圍。

（3）執(zhí)行工藝有偏差

動(dòng)車組落車后，未能及時(shí)進(jìn)行無(wú)風(fēng)尺寸測(cè)量，導(dǎo)致空氣彈簧長(zhǎng)時(shí)間在無(wú)風(fēng)狀態(tài)下，受車體擠壓，發(fā)生變形，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架Ats值不符合標(biāo)準(zhǔn)。

（4）空氣彈簧高度值標(biāo)準(zhǔn)范圍太大

工藝規(guī)程中已經(jīng)對(duì)空氣彈簧高度值進(jìn)行過(guò)一次修改，而空氣彈簧高度與枕梁高度存在關(guān)聯(lián)。其中T2車二位端空氣彈簧高度在2009年《CRH5型動(dòng)車組三級(jí)修規(guī)程》試行稿中的標(biāo)準(zhǔn)為311～321 mm，而在2013年的正式稿中修改為307～321 mm。因此空氣彈簧高度值標(biāo)準(zhǔn)是在一個(gè)范圍內(nèi)，隨著運(yùn)用和檢修的實(shí)際情況會(huì)做出一定調(diào)整，從另一個(gè)側(cè)面也說(shuō)明空氣彈簧的質(zhì)量對(duì)枕梁高度是有很大影響的，必須加以重視。轉(zhuǎn)向架工位測(cè)量空氣彈簧尺寸Ats值時(shí)，尺寸如果處于下限，會(huì)影響下個(gè)工位搖枕高度Us值達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。

5 初步結(jié)論

通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題的分析研判，逐項(xiàng)進(jìn)行各種干擾因素的檢查排除，并進(jìn)行了大量細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研：對(duì)5135動(dòng)車組5車進(jìn)行了徹底排水作業(yè)；5車2位轉(zhuǎn)向架落車后重新進(jìn)行尺寸測(cè)量；更換5車2位轉(zhuǎn)向架等一系列整改工作后，仍然沒(méi)有徹底解決問(wèn)題，最終形成初步結(jié)論：動(dòng)車組落車后，因測(cè)量臺(tái)位無(wú)空閑而未能及時(shí)進(jìn)行無(wú)風(fēng)尺寸測(cè)量，導(dǎo)致空氣彈簧長(zhǎng)時(shí)間處于無(wú)風(fēng)狀態(tài)下，受車體擠壓，發(fā)生空氣彈簧膠囊蠕變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架空氣彈簧高度Ats值不符合標(biāo)準(zhǔn)，從而影響到枕梁高度發(fā)生變化。經(jīng)充風(fēng)并完成上述整改措施后，空氣彈簧恢復(fù)原有性能狀態(tài)，重新進(jìn)行尺寸測(cè)量時(shí)空氣彈簧高度Ats值、枕梁高度Us值均達(dá)到了工藝標(biāo)準(zhǔn)的要求。

6 幾點(diǎn)建議

（1）細(xì)化CRH5型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)此次故障問(wèn)題，要求后續(xù)CRH5型動(dòng)車組三級(jí)修檢修作業(yè)時(shí)，轉(zhuǎn)向架測(cè)量值取中間值以上，以減少后續(xù)加墊處理作業(yè)。發(fā)生枕梁高度超標(biāo)的情況時(shí)，不要盲目地進(jìn)行加墊處理，首先要排除引起枕梁高度變化的因素，如積水問(wèn)題、空氣彈簧質(zhì)量問(wèn)題、測(cè)量手法問(wèn)題等，然后再進(jìn)行增減墊處理。

（2）整車落成后動(dòng)車組擱置不得超過(guò)24 h

整車落成后、無(wú)風(fēng)測(cè)量前，為了避免空氣彈簧長(zhǎng)時(shí)間在無(wú)風(fēng)狀態(tài)下受車體擠壓而發(fā)生變形，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架空氣彈簧高度Ats值不符合標(biāo)準(zhǔn)，建議科學(xué)規(guī)劃工序之間的銜接，確保動(dòng)車組擱置時(shí)間不要超過(guò)24 h。

（3）強(qiáng)化動(dòng)車組接車作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)

要求檢修車間嚴(yán)格落實(shí)動(dòng)車組檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)入修動(dòng)車組，提前做好動(dòng)車組排水及故障情況確認(rèn)，確保動(dòng)車組高級(jí)修作業(yè)順利推進(jìn)。

（4）做好5135動(dòng)車組故障問(wèn)題的后續(xù)追蹤

針對(duì)此次5135動(dòng)車組故障情況，結(jié)合5135動(dòng)車組專項(xiàng)修作業(yè)進(jìn)行尺寸測(cè)量，做到對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)的追蹤及監(jiān)控；同時(shí)完善空氣彈簧的質(zhì)量控制，將質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)向檢修廠家反饋，促進(jìn)空氣彈簧的質(zhì)量提高。

（5）修改完善枕梁高度和空氣彈簧高度標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)多車次、長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)積累，對(duì)CRH5型動(dòng)車組枕梁高度標(biāo)準(zhǔn)尺寸形成一個(gè)適中的數(shù)據(jù)范圍，經(jīng)專家評(píng)審后對(duì)規(guī)程進(jìn)行修改，更好地指導(dǎo)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

（6）修改完善轉(zhuǎn)向架靜載試驗(yàn)工藝標(biāo)準(zhǔn)

由于轉(zhuǎn)向架靜載試驗(yàn)（壓磅試驗(yàn)）對(duì)于后續(xù)的一系列工序如尺寸測(cè)量影響較大，因此，必須嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行試驗(yàn)，時(shí)間盡量保持在30 h以上。特別是對(duì)于空氣彈簧的蠕變?cè)囼?yàn)嚴(yán)格要求：轉(zhuǎn)向架在靜壓載荷狀態(tài)下，保持壓力90～120 min，檢測(cè)空氣彈簧高度Ats值5車在312＋2－6mm范圍內(nèi)，其他轉(zhuǎn)向架在301＋2－6mm范圍內(nèi)。由于CRH5型動(dòng)車組新品空氣彈簧的硬度大，試驗(yàn)中發(fā)生過(guò)在正常壓力值下（5車的載荷值為80 k N·m／8 155 kg，其余轉(zhuǎn)向架載荷為99 k N·m／10 092 kg），空氣彈簧高度達(dá)不到工藝標(biāo)準(zhǔn)的情況，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)，建議新品空氣彈簧試驗(yàn)時(shí)壓力值可適當(dāng)提高到109 k N·m／11 122 kg，利于提高作業(yè)效率。

（7）更換空氣彈簧后需要進(jìn)行轉(zhuǎn)向架靜載試驗(yàn)

隨著動(dòng)車組運(yùn)行公里的不斷增長(zhǎng)，空氣彈簧的性能逐步下降，部件老化，蠕變?cè)龆啵\(yùn)用檢修中故障率加大，更換空氣彈簧的幾率增多，而更換空氣彈簧后是否需要進(jìn)行轉(zhuǎn)向架靜載試驗(yàn)，工藝規(guī)程中沒(méi)有明確規(guī)定，因此，建議更換空氣彈簧后的轉(zhuǎn)向架要進(jìn)行靜載試驗(yàn)，以確保動(dòng)車組運(yùn)用安全。遠(yuǎn)期應(yīng)考慮研發(fā)防蠕變?cè)囼?yàn)裝置。

7 結(jié)束語(yǔ)

CRH5135A動(dòng)車組枕梁高度調(diào)整工藝改進(jìn)后，經(jīng)檢驗(yàn)合格，于當(dāng)年8月22日上線運(yùn)行，目前已安全運(yùn)行30萬(wàn)km。同時(shí)，按改進(jìn)后的工藝方法進(jìn)行CRH5型動(dòng)車組三級(jí)修枕梁檢修，工時(shí)可節(jié)約一半以上。

［1］ 鐵總運(yùn)［2013］197號(hào).和諧5A型動(dòng)車組三級(jí)檢修規(guī)程［S］.

［2］ 王伯銘.高速動(dòng)車組總體及轉(zhuǎn)向架［M］.成都：西南交通大學(xué)，2016.

Improvement Suggestions for Height Adjustment Technology of Bolster on CRH5EMUs

ZHOU Aisheng
（Beijing Railway Safety Supervision and Management Office in Beijing EMU Depot Acceptance Chamber，Beijing 102600，China）

Aiming at the body bolster height problem during the 3-class repair of CRH5EMU，this paper improves the method of height adjustment to reach standard on bolster height based on the technology process，and puts forward the innovation method of adjustment and the scheme for subsequent improvement.

body bolster；air spring；dimensional measurement；CRH5EMU；3-class repair

U266.2.8

A

10.3969／j.issn.1008－7842.2016.06.19

1008－7842（2016）06－0076－03

8—）男，高級(jí)工程師（

2016－07－07）