王歡

摘要：實(shí)時(shí)溫度傳感器用于檢測(cè)列車的各軸箱、齒輪箱以及牽引電機(jī)的溫度狀態(tài)。是反映動(dòng)車組狀態(tài)是否良好，能否安全運(yùn)行的一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)指標(biāo)，因此也是動(dòng)車組檢修的一項(xiàng)重要內(nèi)容。高級(jí)修時(shí)需對(duì)轉(zhuǎn)向架用實(shí)時(shí)溫度傳感器進(jìn)行分解檢查，在拆解實(shí)時(shí)溫度傳感器時(shí)存于金屬墊圈外徑與傳感器探頭內(nèi)孔間隙小導(dǎo)致無(wú)法取出金屬墊圈的現(xiàn)象。針對(duì)動(dòng)車組裝用實(shí)時(shí)溫度傳感器高級(jí)檢修時(shí)偶換率高的問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及原因分析，通過(guò)分析提出了一種特制提取刀具以及現(xiàn)車提取銅墊的工藝方法，并通過(guò)大量試驗(yàn)驗(yàn)證了工藝方法以及使用后產(chǎn)品自身質(zhì)量的可靠性，從而降低了傳感器分解及更換工作量，大幅提升了生產(chǎn)效率。本文針對(duì)此問(wèn)題提出了一種工藝方法并驗(yàn)證了使用此方法后實(shí)時(shí)溫度傳感器的質(zhì)量可靠性。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組；實(shí)時(shí)溫度；傳感器；修復(fù)技術(shù)

動(dòng)車組在進(jìn)行高級(jí)修時(shí)，部分牽引電機(jī)傳動(dòng)端溫度傳感器膠管在壓接部位出現(xiàn)脫離現(xiàn)象，針對(duì)脫出原因分析，對(duì)膠管壓接的技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和驗(yàn)證。膠管的作用為保護(hù)電纜防止動(dòng)車組高速運(yùn)行時(shí)沙石的沖擊?？紤]到部分安裝位置朝下，靠近鐵軌表面，砂石擊打的情況更嚴(yán)重，該部位的膠管采用了壁厚厚度大的膠管，膠管內(nèi)包含一層織物，膠管整體強(qiáng)度較高，后半部分采用壁厚較小膠管，大膠管與小膠管之間采用了金屬件通過(guò)壓接的技術(shù)連接，安裝在電機(jī)表面時(shí)，兩端分別通過(guò)線纜夾固定在電機(jī)表面，兩個(gè)固定點(diǎn)的距離適中，從而保證動(dòng)車組在高速運(yùn)行中，膠管不會(huì)出現(xiàn)明顯抖動(dòng)。動(dòng)車組在進(jìn)行高級(jí)修時(shí)，溫度傳感器須拆卸下來(lái)并進(jìn)行清洗、測(cè)試，在此過(guò)程中膠管會(huì)受到拉力和扭轉(zhuǎn)力，對(duì)于膠管壓接部位抗拉力小的產(chǎn)品，就會(huì)出現(xiàn)膠管脫離現(xiàn)象。

1結(jié)構(gòu)與原理分析

1.1傳感器的結(jié)構(gòu)

大、小膠管通過(guò)轉(zhuǎn)接頭實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接，膠管脫離位置位于大膠管與小膠管轉(zhuǎn)接位置處。

1.2膠管壓接原理

膠管壓接部位的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖參見(jiàn)圖4所示，先在電纜上壓接一個(gè)金屬內(nèi)套，用來(lái)支撐膠管內(nèi)壁，套上膠管后外面再套一個(gè)金屬環(huán)，并用八芯的模具對(duì)金屬環(huán)進(jìn)行壓接，壓接時(shí)端部保留一定的距離不壓接，膠管受壓后會(huì)向兩端擠壓變形，從而在端部未壓接的部位形成一個(gè)凸臺(tái)，膠管的防脫力主要由兩部分組成，一部分來(lái)自與膠管與內(nèi)外金屬管之間的摩擦力，另一部分來(lái)自與壓接過(guò)程中形成的這個(gè)凸臺(tái)。

2問(wèn)題描述及原因分析

CRH2A、CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組裝用的實(shí)時(shí)溫度傳感器內(nèi)部金屬墊圈在各高級(jí)修均為必?fù)Q件，在動(dòng)車組返廠高級(jí)修時(shí)存在部分實(shí)時(shí)溫度傳感器內(nèi)部金屬墊圈取不出來(lái)的問(wèn)題，如圖1所示。對(duì)于此情況之前一直采取拆解直接更換新的實(shí)時(shí)溫度傳感器。

分析傳感器內(nèi)部金屬墊圈取不出的主要原因是由于金屬墊圈在組裝初期受到一定的擠壓發(fā)生延展性變形，導(dǎo)致銅墊內(nèi)孔孔徑變小，卡緊傳感器探頭，隨著動(dòng)車組運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行等原因，加之金屬墊圈與活動(dòng)螺母之間間隙太小，不便于拆卸，導(dǎo)致金屬墊圈無(wú)法取下。

3解決措施及可靠性驗(yàn)證

3.1解決措施

采用一種裝置由固定工裝架、頂部螺栓、刀具固定塊和合金工具鋼刀具組成。將刀具套入實(shí)時(shí)溫度傳感器探頭內(nèi)，用固定塊將刀具固定放置于工裝架中，溫度傳感器置于預(yù)留孔內(nèi)并固定。調(diào)節(jié)頂部螺栓，使螺栓凸臺(tái)對(duì)準(zhǔn)刀具內(nèi)孔，使用力矩扳手旋緊頂部螺栓，力矩參考值為27N.m，當(dāng)力矩已達(dá)到預(yù)設(shè)值后將螺栓擰松，金屬墊圈被壓碎，從而用鑷子取出被擠壓變形的金屬墊圈。

3.2螺母端面受力分析

為了分析在使用工裝提取金屬墊圈的過(guò)程中活動(dòng)螺母端面是否會(huì)發(fā)生變形，需利用機(jī)械手冊(cè)中的通用公式計(jì)算活動(dòng)螺母端面在拆卸過(guò)程中的受力情況，具體計(jì)算如下：

3.2.1預(yù)緊力（軸向力的計(jì)算）及受力面積計(jì)算

預(yù)緊力Q0=M/（K1·d）×103=4500N～13500N。

受力面積S=π（B12-B22）=3.14×（142-8.22）≈404.31mm2

其中：M為扭緊力矩；Q0為預(yù)緊力；K1為基數(shù)系數(shù)；d為螺栓的公稱直徑；B1為探頭壓到活動(dòng)螺母端面的外圓尺寸：Φ14mm，B2為活動(dòng)螺母端面內(nèi)孔的尺寸Φ8.2mm；M=27N.m，K1為0.1～0.3，d=20mm，

3.2.2活動(dòng)螺母端面壓強(qiáng)計(jì)算

P=Q0/S=13500/404.31≈33.4MPa（其中Q0取最大值）

通過(guò)計(jì)算可知，在使用工裝拆取金屬墊圈時(shí)，工裝對(duì)活動(dòng)螺母端面產(chǎn)生的壓強(qiáng)P為33.4MPa，其值遠(yuǎn)低于活動(dòng)螺母材料本身的抗拉強(qiáng)度735MPa。故能確保在操作過(guò)程中不會(huì)使活動(dòng)螺母端面產(chǎn)生變形。

3.3可靠性驗(yàn)證

3.3.1絕緣電阻及耐壓試驗(yàn)

抽選3件提取金屬墊圈后實(shí)時(shí)溫度傳感器進(jìn)行驗(yàn)證，用直流1000VDC兆歐表對(duì)傳感器外殼和引線（包括屏蔽線）間、屏蔽線與信號(hào)線間進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試。在3件實(shí)時(shí)溫度傳感器外殼和引線（包括屏蔽線）間逐漸升壓至4000V（50Hz），保持1min，試驗(yàn)完后，再次進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)。

記錄數(shù)值如表1所示，可以看出3件實(shí)時(shí)溫度傳感器絕緣電阻試驗(yàn)、耐電壓試驗(yàn)均合格；其外殼與線（包括屏蔽線）間絕緣電阻都大于1000MΩ，屏蔽線與信號(hào)線間絕緣電阻都大于200MΩ。

3.3.2振動(dòng)試驗(yàn)

將樣件通過(guò)工裝安裝在振動(dòng)臺(tái)上（通孔螺栓安裝扭矩148N·m，活動(dòng)螺母安裝扭矩42N·m），在活動(dòng)螺母與通孔螺栓之間做好緊固標(biāo)識(shí)，在常溫下進(jìn)行模擬長(zhǎng)壽命振動(dòng)試驗(yàn)，每個(gè)方向的振動(dòng)時(shí)間為5h。在試驗(yàn)過(guò)程中，用瞬斷儀記錄傳感器的導(dǎo)通狀態(tài)。試驗(yàn)完后檢查傳感器緊固標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試和0℃的允差試驗(yàn)。

經(jīng)過(guò)振動(dòng)試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)3件實(shí)時(shí)溫度傳感器緊固標(biāo)識(shí)未出現(xiàn)偏移，活動(dòng)螺母無(wú)松動(dòng)。用瞬斷儀傳感器的導(dǎo)通狀態(tài)曲線無(wú)跳變、瞬斷現(xiàn)象。振動(dòng)試驗(yàn)后絕緣電阻檢測(cè)及允差試驗(yàn)如表2所示，說(shuō)明振動(dòng)試驗(yàn)未對(duì)實(shí)時(shí)溫度傳感器性能造成影響。

3.3.3允差試驗(yàn)

對(duì)3件實(shí)時(shí)溫度傳感器進(jìn)行-30℃，0℃，100℃，150℃的檢測(cè)允差。將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)與實(shí)時(shí)溫度傳感器同時(shí)插入恒溫槽同一高度處，待溫度穩(wěn)定后，進(jìn)行比較。要求各溫度點(diǎn)允差滿足B級(jí)允差。記錄數(shù)值如表3所示，可以看出3件傳感器產(chǎn)品允差檢查均合格。

結(jié)論

采用該裝置可以有效的提取出變形金屬墊圈，解決了實(shí)時(shí)溫度傳感器時(shí)溫度傳感器內(nèi)部銅墊取不出來(lái)導(dǎo)致更新實(shí)時(shí)溫度傳感器的問(wèn)題。使用該裝置拆取金屬墊圈時(shí)，對(duì)活動(dòng)螺母端面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為33.4MPa，遠(yuǎn)低于活動(dòng)螺母材料本身的抗拉強(qiáng)度。故能確保在操作過(guò)程中不會(huì)使活動(dòng)螺母端面產(chǎn)生變形。采用該裝置取出金屬墊圈的實(shí)時(shí)溫度傳感器各項(xiàng)電學(xué)性能仍滿足技術(shù)要求，操作過(guò)程中探頭臺(tái)階處產(chǎn)生的壓痕未對(duì)產(chǎn)品自身性能產(chǎn)生任何影響。

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（作者單位：北京鐵路集團(tuán)天津動(dòng)車客車段天津動(dòng)車所）