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        CRH1型動車組轉向架定位轉臂檢修工藝分析

        2021-08-30 02:53:54
        鐵道車輛 2021年1期
        關鍵詞:擋圈轉臂壓裝

        趙 要 敏

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

        定位轉臂是CRH1型動車組轉向架一系懸掛裝置中的重要組成部分,承擔著輪對軸箱裝置、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量及各個方向的沖擊載荷[1]。本文針對定位轉臂檢修過程中存在的一些問題,結合實踐,提出一套行之有效的工藝方案,確保定位轉臂的檢修質量能夠滿足車輛運行要求。

        1 定位轉臂結構及檢修要求

        定位轉臂由定位轉臂體、橡膠節(jié)點和彈簧擋圈組成(圖1)。定位轉臂體的節(jié)點孔和橡膠節(jié)點之間采用過盈配合,定位轉臂體節(jié)點孔兩側各有1個凹槽,彈簧擋圈安裝在凹槽內,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:先將一側的彈簧擋圈安裝到定位轉臂體節(jié)點孔的凹槽中(該彈簧擋圈安裝到位后,用以對橡膠節(jié)點進行軸向定位),然后用壓力機將橡膠節(jié)點壓入定位轉臂體節(jié)點孔內,最后安裝另一側的彈簧擋圈。在CRH1型動車組轉向架進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:先將一側的彈簧擋圈取出,然后用壓力機將橡膠節(jié)點由該側退出,最后取出另一側的彈簧擋圈。

        圖1 定位轉臂結構圖

        2 目前存在的問題

        在對CRH1型動車組轉向架進行第一次四級修過程中,發(fā)現(xiàn)在拆卸橡膠節(jié)點時,定位轉臂體節(jié)點孔有不同程度劃傷,較嚴重的劃痕導致了定位轉臂體報廢。同時,結合車輛運行過程中的故障反饋,認為橡膠節(jié)點壓裝后的對稱度超差將影響輪對組成的安裝精度,進而導致由定位轉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量問題的概率。因此,如何避免橡膠節(jié)點拆卸時定位轉臂體節(jié)點孔劃傷以及保證橡膠節(jié)點壓裝后的對稱度,是確保定位轉臂檢修質量的主要課題。

        3 原因分析及解決方案

        3.1 劃傷

        根據統(tǒng)計,橡膠節(jié)點拆卸后,約有20%的定位轉臂體節(jié)點孔存在輕微劃傷,這些劃傷經過打磨修復后,定位轉臂體可正常使用;約有7%的定位轉臂體節(jié)點孔存在嚴重劃傷,需報廢。研究橡膠節(jié)點壓裝及拆卸過程發(fā)現(xiàn),導致定位轉臂體節(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,在其剛壓入定位轉臂體節(jié)點孔時,兩者會存在一定的不同軸度,導致橡膠節(jié)點圓周面與定位轉臂體節(jié)點孔發(fā)生不均勻擠壓,從而導致節(jié)點孔劃傷;(2)橡膠節(jié)點與定位轉臂體節(jié)點孔長時間緊密貼合,局部會產生粘連,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),緩沖墊材質為高分子橡膠,厚度為10 mm,當橡膠節(jié)點壓入定位轉臂體體節(jié)點孔時,緩沖墊受到定位轉臂體傳導的壓裝力會發(fā)生不同程度的形變,該形變有效地緩解了橡膠節(jié)點與定位轉臂體節(jié)點孔之間的不同軸度,從而避免了定位轉臂體節(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)點圓周面與定位轉臂體節(jié)點孔之間的粘連,待橡膠節(jié)點產生輕微位移后,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臂體中心線的對稱度為1~1.2 mm。分析認為該對稱度過大,應對其進行控制,經過多次論證,最終將對稱度確定為0.5 mm。根據對定位轉臂體節(jié)點孔和橡膠節(jié)點配合后的尺寸鏈及公差的計算[2],認為受定位轉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)點端面與定位轉臂體端面的高度差,根據計算得出,通過樣板和止住樣板工作面的高度應為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橡膠節(jié)點凸出定位轉臂體端面的高度進行檢測,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)點端面與定位轉臂體端面的高度差大于0.5 mm,由此可判斷該定位轉臂不合格。

        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)點凸出定位轉臂體端面的高度

        (2) 工裝優(yōu)化。首先根據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)點進行軸向定位,以此可基本保證對稱度不超過0.5 mm。經過對320個定位轉臂的壓裝數據統(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。對于對稱度不合格的定位轉臂,通過在工裝上增加調整墊的方式對橡膠節(jié)點進行壓調,調整墊為圓環(huán)狀,尺寸與定位轉臂體節(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。首先用深度游標卡尺測量出橡膠節(jié)點端面與定位轉臂體端面的高度差,確定出合適厚度的調整墊,然后找出高度差較小的一側,并將調整墊放在該側定位轉臂體端面下方,用壓力機對橡膠節(jié)點進行壓調;壓調完成后,再次用檢測樣板進行檢查。通過二次壓調的定位轉臂可滿足橡膠節(jié)點兩端平面對定位轉臂體中心線對稱度為0.5 mm的要求。

        4 結束語

        在CRH1型動車組轉向架進入五級修階段時,對定位轉臂檢修過程中的劃傷情況進行了跟蹤,采用本文所述的優(yōu)化工藝方案后,定位轉臂體節(jié)點孔劃傷問題發(fā)生率已不足1%,因嚴重劃傷導致定位轉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。

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