趙 要 敏
(青島四方龐巴迪鐵路運(yùn)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(dòng)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(duì)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(shí),承載了來自車輛簧上部分的全部質(zhì)量及各個(gè)方向的沖擊載荷[1]。本文針對(duì)定位轉(zhuǎn)臂檢修過程中存在的一些問題,結(jié)合實(shí)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(yùn)行要求。
定位轉(zhuǎn)臂由定位轉(zhuǎn)臂體、橡膠節(jié)點(diǎn)和彈簧擋圈組成(圖1)。定位轉(zhuǎn)臂體的節(jié)點(diǎn)孔和橡膠節(jié)點(diǎn)之間采用過盈配合,定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔兩側(cè)各有1個(gè)凹槽,彈簧擋圈安裝在凹槽內(nèi),起到對(duì)橡膠節(jié)點(diǎn)的軸向定位作用。橡膠節(jié)點(diǎn)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(diǎn)孔的凹槽中(該彈簧擋圈安裝到位后,用以對(duì)橡膠節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軸向定位),然后用壓力機(jī)將橡膠節(jié)點(diǎn)壓入定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔內(nèi),最后安裝另一側(cè)的彈簧擋圈。在CRH1型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架進(jìn)行四級(jí)修和五級(jí)修過程中,橡膠節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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
在對(duì)CRH1型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架進(jìn)行第一次四級(jí)修過程中,發(fā)現(xiàn)在拆卸橡膠節(jié)點(diǎn)時(shí),定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)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(bào)廢。同時(shí),結(jié)合車輛運(yùn)行過程中的故障反饋,認(rèn)為橡膠節(jié)點(diǎn)壓裝后的對(duì)稱度超差將影響輪對(duì)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(diǎn)拆卸時(shí)定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔劃傷以及保證橡膠節(jié)點(diǎn)壓裝后的對(duì)稱度,是確保定位轉(zhuǎn)臂檢修質(zhì)量的主要課題。
根據(jù)統(tǒng)計(jì),橡膠節(jié)點(diǎn)拆卸后,約有20%的定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)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(diǎn)孔存在嚴(yán)重劃傷,需報(bào)廢。研究橡膠節(jié)點(diǎn)壓裝及拆卸過程發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔劃傷的原因主要有2個(gè):(1)橡膠節(jié)點(diǎn)在壓裝過程中,在其剛壓入定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔時(shí),兩者會(huì)存在一定的不同軸度,導(dǎo)致橡膠節(jié)點(diǎn)圓周面與定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔發(fā)生不均勻擠壓,從而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)孔劃傷;(2)橡膠節(jié)點(diǎn)與定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔長時(shí)間緊密貼合,局部會(huì)產(chǎn)生粘連,在拆卸節(jié)點(diǎn)過程中,一旦拆卸速度過快,粘連區(qū)域則會(huì)產(chǎn)生劃傷。針對(duì)以上原因,對(duì)橡膠節(jié)點(diǎn)壓裝工藝及拆卸工藝進(jìn)行優(yōu)化。首先,在橡膠節(jié)點(diǎn)壓裝過程中,在工裝底部增加了一個(gè)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(diǎn)壓入定位轉(zhuǎn)臂體體節(jié)點(diǎn)孔時(shí),緩沖墊受到定位轉(zhuǎn)臂體傳導(dǎo)的壓裝力會(huì)發(fā)生不同程度的形變,該形變有效地緩解了橡膠節(jié)點(diǎn)與定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔之間的不同軸度,從而避免了定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔的劃傷;其次,在橡膠節(jié)點(diǎn)拆卸過程中,壓力機(jī)壓頭在開始接觸橡膠節(jié)點(diǎn)時(shí),先采用點(diǎn)動(dòng)方式操作,以此來消除橡膠節(jié)點(diǎn)圓周面與定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔之間的粘連,待橡膠節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生輕微位移后,再對(duì)其連續(xù)施壓,直至橡膠節(jié)點(diǎn)完全退出。經(jīng)過驗(yàn)證,優(yōu)化后的橡膠節(jié)點(diǎn)壓裝和拆卸工藝,有效地減少了定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔劃傷概率。
圖2 橡膠節(jié)點(diǎn)壓裝工藝的優(yōu)化
經(jīng)過對(duì)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(diǎn)壓裝完成后,其兩端平面對(duì)定位轉(zhuǎn)臂體中心線的對(duì)稱度為1~1.2 mm。分析認(rèn)為該對(duì)稱度過大,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行控制,經(jīng)過多次論證,最終將對(duì)稱度確定為0.5 mm。根據(jù)對(duì)定位轉(zhuǎn)臂體節(jié)點(diǎn)孔和橡膠節(jié)點(diǎn)配合后的尺寸鏈及公差的計(jì)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(diǎn)壓裝后的對(duì)稱度。針對(duì)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(cè)。制作一組檢測(cè)樣板,檢測(cè)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(diǎn)端面與定位轉(zhuǎn)臂體端面的高度差,根據(jù)計(jì)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(diǎn)壓裝完成后,先用通過樣板對(duì)任一側(cè)橡膠節(jié)點(diǎn)凸出定位轉(zhuǎn)臂體端面的高度進(jìn)行檢測(cè),如果通過樣板能夠通過,則說明該高度尺寸小于5 mm,同時(shí)再用止住樣板進(jìn)行檢測(cè),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(cè)無法通過,或者止住樣板可以通過,說明兩端橡膠節(jié)點(diǎn)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(cè)樣板檢查橡膠節(jié)點(diǎn)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(jì)算確定出橡膠節(jié)點(diǎn)凸出高度,然后在工裝上增加限位凸臺(tái),由限位凸臺(tái)對(duì)橡膠節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軸向定位,以此可基本保證對(duì)稱度不超過0.5 mm。經(jīng)過對(duì)320個(gè)定位轉(zhuǎn)臂的壓裝數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),橡膠節(jié)點(diǎn)壓裝后對(duì)稱度一次合格率為95.3%。
(3) 二次壓調(diào)。對(duì)于對(duì)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(duì)橡膠節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(cè)量出橡膠節(jié)點(diǎn)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(duì)橡膠節(jié)點(diǎn)進(jìn)行壓調(diào);壓調(diào)完成后,再次用檢測(cè)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(diǎn)兩端平面對(duì)定位轉(zhuǎn)臂體中心線對(duì)稱度為0.5 mm的要求。
在CRH1型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架進(jìn)入五級(jí)修階段時(shí),對(duì)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(diǎn)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(bào)廢的情況基本消除。同時(shí),列車運(yùn)行中反饋的輪對(duì)組成安裝精度問題也得到了有效控制。