動車組轉向架構架組成定位臂檢修技術研究

（中國南車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266000）

動車組轉向架構架組成定位臂檢修技術研究

魏海霞 寧允展 胡廣勝

（中國南車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266000）

動車組在各級檢修時，轉向架需要進行分解檢查，發現構架組成定位臂梯形槽表面偶有損傷現象。本文針對在檢修時發現的定位臂梯形槽部位的兩種典型損傷現象進行原因分析，制定相應的預防措施，進行損傷部位的檢修技術研究。重點講述了定位臂焊修、研磨技術要點，為構架組成上其余加工部位的檢修技術提供了檢修經驗。

動車組檢修；轉向架；定位臂；焊修工藝；貼合率

1 引言

定位臂作為動車組轉向架構架組成與輪對組成的連接部位，通過軸箱定位節點將構架組成與輪對組成相連接，在轉向架運行過程承受著來自定位節點的橫向力及軸向力，對列車的安全運行起著重要的作用。尤其是定位臂的梯形槽，其加工尺寸精度是保證與軸箱定位節點芯軸配合面貼合率的關鍵要素。新造時構架組成定位臂梯形槽部位采取成型銑刀加工及手工研磨工藝共同保證。根據檢修規程要求，轉向架四、五級檢修時構架組成須確認其與定位節點梯形芯軸配合面的貼合率，使用專用檢測芯軸檢測，滿足75%的工藝要求。

2 定位臂損傷現象

動車組每120萬公里就會進行一次高級修，每個高級修程構架組成需進行分解檢修，這就需要將構架組成與輪對組成分解，定位臂部位會頻繁拆卸、組裝。

在拆卸時碰到堅硬異物、組裝時節點與芯軸間存在異物或其他非正常作業方法都可能會導致定位臂梯形槽的斜面出現表面損傷現象，主要損傷呈現如圖1、圖2所示兩種情況。其中圖1為轉向架落成組裝時安裝表面有異物附著，在組裝過程中導致擠傷；圖2為構架組成在拆卸或存放時由于碰到堅硬異物或而劃傷。

3 預防損傷出現的措施

根據對損傷現象的確認，從人、機、料、法四方面進行分析，制定了預防措施如下：

第一，組裝前清理梯形槽及定位節點表面，確保無異物。

第二，組裝時嚴格執行工藝要求，定位內外兩個螺栓均勻緊固。

第三，轉向架分解時，使用專用工裝，兩側均勻分解。

第四，在工序中流轉時須做好梯形槽的防護，避免有異物擊傷。

為使預防措施有效執行，制作定位臂損傷的典型案例，加大宣貫力度，強化工序檢查作業，有效地避免了定位臂損傷現象的發生機率。

4 定位臂檢修技術研究

總結構架組成在檢修過程中呈現的損傷現象，從損傷現象是否符合構架組成定位臂檢修要求區分為兩種情況：

第一，損傷深度較淺，損傷面積小；

第二，損傷深度較深或損傷面積較大。

綜合考慮損傷程度對列車安全運行的影響因素及局部焊修修復的工藝性，對構架組成制定了如下檢修標準：

檢查構架的梯形槽,劃傷、磕碰等缺陷深度小于0.3mm時，打磨去除高點，缺陷部位圓滑過渡后磁粉探傷檢查,修復后的梯形槽加工面施行染色檢查,采用5～10μm的鉛丹膜檢查,接觸面積不小于75%。

根據檢修標準將構架組成定位臂部位的檢修技術分為兩種情況：

第一，打磨去除損傷位置高點，保證圓滑過渡，磁粉探傷合格后原形使用；

第二，對損傷部位采取局部補焊的手段進行焊接修復。焊修后進行打磨工序滿足75%貼合率要求后經磁粉探傷合格后使用。

4.1 對于損傷區域較小、深度小于0.3mm的損傷，使用平銼進行打磨，去除高點并探傷合格后即可原形使用。目前在構架組成損傷現象中大部分是該類損傷現象。

4.2 在多次的拆卸組裝過程中,由于異常問題的出現導致個別構架組成出現了定位臂梯形槽斜面損傷區域較大影響貼合率75%或深度超過0.3mm的損傷,對于此類損傷,必須采取焊修工藝修復受損部位。

4.2.1 焊修工藝

構架組成檢修時定位臂處于下方,但此位置不利于觀察及作業,所以應將構架組成反向置于專用臺位便于焊修作業。

注意事項：對于表面缺陷的焊修易出現“咬邊”的焊接缺陷。而在咬邊根部往往形成較尖銳的缺口，造成應力集中很容易形成應力腐蝕裂紋和應力集中裂紋，因此須嚴格控制“咬邊”焊接缺陷的形成。經過對比焊修前后構架組成的相關尺寸檢測記錄可得出，表面小范圍缺陷的焊修對定位臂部分的加工尺寸精度影響很小，可忽略不計。所以控制焊修過程中不發生“咬邊”缺陷是保證焊修質量的關鍵。

（1）焊材的選擇與處理：對于定位臂這個特殊部位的焊修，均指定焊接技能較高的人員，采用焊條手工電弧焊的方法，使用φ3.2-TBW-52B的焊條。焊條在使用前必須烘干，焊條烘干采用專用的帶自動控制溫度的烘干箱，烘干箱必須帶有排潮裝置。堿性焊條的烘干溫度一般為300℃～350℃，保溫時間為1h～2h，酸性焊條的烘干溫度為70℃～150℃,保溫時間為1h～2h，焊接材料在烘干時應排放合理、有利于均勻受熱及潮氣排除。烘干焊條時應注意防止焊條因驟冷驟熱而導致藥皮開裂或脫落。

（2）焊接參數的選擇：定位臂部位采用50mm厚的鋼板焊接結構，損傷寬度不超過5mm，據此選擇合適的焊接參數（電流：140A～160A；電壓：14V～17V，焊條直徑3.2mm）完成焊修作業。

（3）焊接工藝：焊修前使用風動砂輪,小直徑砂輪頭仔細打磨將缺陷消除，目視檢查無缺陷。去除焊接位置及周邊影響焊接質量的水分、油污等物質。對需要修復的定位臂周圍螺紋孔及加工面進行防護，避免焊接飛濺落入螺紋孔或加工面上。不允許將接地線直接搭接在各加工面上。為確保焊修后的研磨量，堆焊時必須高出缺陷位置1mm～2mm，以保證后續定位臂研磨余量。

圖1 異物擠傷（Pitted damage）

圖2 異物劃傷（Pitted damage）

4.2.2 打磨工藝

焊接后仔細清理藥皮，觀察焊修表面有無咬邊及焊接氣孔夾渣等現象，確保表面無焊接缺陷。外觀檢查合格后開始進行后續打磨、研磨作業。為保證定位臂加工面研磨質量，研磨工具須根據研磨部位進行局部修磨后使用，該工序分三步操作：

涵養靜氣（吳語） ...........................................................................................................................................4-45

（1）粗磨處理：采用修磨后的砂輪（子彈頭）對焊修部位進行打磨，打磨部位需與原結構輪廓圓滑過渡。注意打磨時應將砂輪端平，不得傷及其它部位。

（2）細磨處理：選擇顆粒比較細的砂輪頭進行精細打磨作業。打磨方法采取往復交叉打磨法，此種方法可通過打磨紋路確定打磨位置，使砂輪頭部能準確的磨到需打磨的位置，保證打磨精度。

（3）研磨處理：當打磨焊接部位距定位臂加工平面較近時,為避免打磨傷及母材，改為研磨處理。此時采取的研磨方法是顯點研磨法。將檢測芯軸表面薄而均勻地涂抹紅丹粉，將檢測芯軸打入定位臂梯形槽內部，并根據梯形槽內臂著色情況判定局部高點，選用合適打磨工具研磨保證梯形槽的平面度。

打磨時依然采用往復交叉打磨方式。砂輪要端平，砂輪頭自下而上，呈45o角斜方向打磨，直至將焊修位置打磨平整。

4.2.3 尺寸檢查

對于定位臂等特殊部位，為保證安裝質量，須對研磨后的梯形槽進行貼合率及尺寸檢查，具體要求如下：

（1）使用檢測芯軸檢測，定位臂梯形槽與檢測芯軸的貼合率須滿足75%的要求。

4.2.4 磁粉探傷

為保證定位臂部位的焊接質量，在將缺陷部位圓滑過渡后進行磁粉探傷檢查，以確認無其他缺陷存在后進行焊修作業。當梯形槽部位損傷經過焊修、研磨處理并尺寸檢查合格后，對焊修部位再進行一次磁粉探傷檢查，探傷工藝參照動車組構架焊縫磁粉探傷作業要求。

4.2.5 焊修人員資質

因定位臂屬轉向架重要受力部位，且損傷較輕時焊修難度較大，為保證該部位的焊修質量，對于該重要部位的焊修，均要求取得EN焊接資質的人員進行焊修作業。在實際焊修過程中，均指派專人負責該部位的焊修作業。

結語

焊接構架是車輛轉向架的主體承載結構部分，是車輛運行中涉及行車安全的最重要部件之一。當在動車組檢修過程中發現構架組成定位臂出現損傷故障時，我們一方面積極開展定位臂損傷的檢修技術研究，以保證發生損傷現象的轉向架的正常檢修；另一方面深入分析研究定位臂損傷形成的原因，制定相應的預防措施，以從根本上避免該損傷的發生。

定位臂損傷現象存在偶然性，而這偶然性又與作業人員的作業習慣有著一定的關聯。對于定位臂損傷部位的原因與預防措施在相關作業班組進行了重點宣貫，加強了轉向架組裝前及分解后對軸箱定位節點芯軸裝配表面質量的確認，以利于分析定位臂梯形槽損傷形成的原因分析。隨著預防措施的宣貫、實施及有效監控，有效降低了定位臂損傷現象的發生。

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