和諧電力機車桿件橡膠關節更換裝置的研制

摘 要：對和諧電力機車三級檢修規程下的電機吊桿、軸箱拉桿、齒輪箱吊桿等桿件的橡膠關節進行快速準確的拆解、更換組裝作業。滿足拆解與組裝后的桿件、橡膠關節符合檢修工藝大綱的要求。

關鍵詞：電力機車；電機吊桿；軸箱拉桿；齒輪箱吊桿；牽引拉桿吊桿；橡膠關節；拆解裝置；更換組裝

引言

電力機車是現代鐵路運輸部門效率最高、污染最小的牽引動力。隨著鐵路建設的快速發展，保證機車的行駛安全就顯得尤為重要，機車運動過程中，桿件橡膠關節承受著扭轉、偏擺、振動等力矩。桿件橡膠關節裝配質量的好壞，直接影響機車的整體性能的發揮和行車安全。桿件橡膠關節是一種橡膠與金屬復合的減震元件，常見的是內徑和外徑均為金屬材質，中間有橡膠件，內外徑金屬材料將橡膠結合在一起組成橡膠關節。橡膠關節起到機車減震的作用，桿件橡膠關節作為機車定期檢修、更換的易損件，為了保證機車的運行安全，需要對機車定期檢修。利用桿件橡膠關節更換裝置，快速、準確、無損傷地更換桿件的橡膠關節就顯得尤為重要。

文章根據和諧電力機車桿件與橡膠關節的性能特點，及其和諧電力機車檢修工藝大綱的要求；研制了橡膠關節更換裝置。

1 設計方案

1.1 桿件與橡膠關節結構

桿件的內孔與橡膠關節的外圓是過盈配合結構形式。根據檢修大綱工藝要求：桿件與橡膠關節組裝時，橡膠關節長度方向與桿件兩邊壓裝深度一致。橡膠關節中的橡膠件壓裝過程中不能受外力，只能橡膠關節的外圓金屬件承受壓力。橡膠關節中間的小金屬件扁平方與桿件中心線成90°關系。如圖1所示。

1.2 裝置概況

橡膠關節更換裝置由單柱式液壓壓力機、拆解工裝、組裝工裝、落料筐、工作平臺、壓頭等組成。其中拆解工裝包括底座、拆解壓頭組成，組裝工裝包括底座、組裝壓頭、導向板、導向桿等組成。拆解和組裝桿件橡膠關節時，只需更換拆解工裝和組裝工裝即可，拆解工裝和組裝工裝上均配有四個吊環孔，方便吊運工裝。如何保證組裝后的橡膠關節中間的小金屬件扁平方與桿件中心線成90°是設計方案的關鍵。橡膠關節更換裝置如圖2所示。

單柱式壓力機為拆解、組裝橡膠關節提供源動力，壓力機工作臺面高度為750mm，符合人體工程學，壓力機采用C型結構，從三面均可以操作。壓力機現在幾乎成為一種標準件，在市面上可以直接訂購。拆解工裝為拆解桿件關節提供定位、拆解裝置，組裝工裝為桿件橡膠關節提供限位、壓裝裝置。拆解工裝、組裝工裝原材料采用均45#鋼設計，45#鋼作為一種非常常用的優質碳素結構鋼，在市面上比較容易購買。45#鋼經過調質處理進行精加工，調質可以使鋼的機械性能、材質得到很大程度的調整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能。加工完成后，所有的工件經發黑處理，達到防銹、美觀目的。落料筐用于接住壓力機拆解下的橡膠關節，落料筐四周內鋪有橡膠皮，橡膠皮起到減震、降低聲音、不會碰傷工件的目的。工作平臺為拆解工裝和組裝工裝提供必要的支承作用。

1.3 功能描述

1.3.1 橡膠關節拆解更換裝置

橡膠關節拆解更換裝置工作過程如下：單柱式壓力機的底部設有機座和液壓泵站，機座上安裝有工作平臺，機座的中心設有落料孔，落料孔的下面設有傾斜落料板，傾斜落料板的下端與落料框接觸在一起；拆解更換裝置放置在工作平臺上，桿件的兩端放在拆解更換裝置底座的第一凸臺和第二凸臺上；凸臺兩邊設有限位裝置，保證桿件不會移動，凸臺中心開有圓通孔，圓孔直徑大于橡膠關節10mm，方便橡膠關節從中間落下，在壓力機的上部壓力機臂上設有上壓頭，在壓力機的一側設有壓力機操作板，操作板設有操作按鈕，組成桿件橡膠關節拆解裝置。

單柱式壓力機通過裝在壓力臂上壓頭壓裝拆解壓頭，使用橡膠關節與桿件分離，橡膠關節通過壓力機的落料斜板從側面滾入落料筐，這樣不會對地面、操作人員造成傷害。拆解壓頭側面有把手，把手作用有兩個：一是方便操作人員操作，二是可以防止拆解壓頭一起隨橡膠關節下落到落料筐里，拆解另一端橡膠關節只需要將桿件調整調頭即可。如圖3所示。

該裝置結構簡單，拆解桿件上的對橡膠關節、桿件均無損傷，操作方便，省時省力，提高工作效率，降低勞動強度。

1.3.2 橡膠關節組裝更換裝置

橡膠關節組裝更換裝置示意如圖4所示。

橡膠關節組裝更換裝置由底座、組裝導向桿、組裝壓頭、定位銷、導向板等組成。底座用于放置桿件，定位銷防止桿件左右偏擺；導向板保證橡膠關節豎直向下，壓頭控制壓裝深度，控制橡膠關節扁平方與桿件中心線成90°。

底座起支撐桿件作用，底座大圓端內孔比桿件內孔直徑大6mm，方便橡膠關節外圓金屬件通過，底座另一端小圓內孔比橡膠關節的中間金屬件的外圓直徑大0.5mm，當一端橡膠關節壓裝完成后，壓裝另一端時，用橡膠關節中間的金屬件定位，可防止桿件前后左右擺動。

組裝壓頭采用與橡膠關節中間金屬件端部扁方仿型結構設計，通過組裝壓頭中的臺階孔來控制壓裝深度，組裝壓頭是組裝工裝中非常重要的一個結構件。它不僅承受壓力機的壓力，還起到控制深度、保證橡膠關節壓入桿件內孔的關鍵作用。如圖5所示。

導向板固定在組裝工裝的底座上，導向板中間開有長槽，用于防止壓裝壓頭兩端的導向桿旋轉，導向桿與壓裝壓頭相連；即壓裝壓頭不會旋轉，從而保證桿件中心線與橡膠關節內的小金屬件的扁方中心保持90°直角關系。同時，導向長槽與底座垂直，從而保證橡膠關節壓裝時，與桿件的裝配孔保持垂直。

定位銷用于壓裝第一個橡膠關節時，通過第二個桿件內孔與底座定位。保證桿件第一個孔與第二孔在底座的中心線上。

壓裝時，首先將橡膠關節組裝更換裝置放到壓力機的工作平臺上，然后將桿件放置于底座下方，將無導向板側的內孔穿上定位銷；將橡膠關節放置于桿件內孔中，然后將壓裝壓頭放置于橡膠關節上，橡膠關節扁平方穿進壓裝壓頭。壓裝壓頭的導向桿放置于導向板的中間槽里。最后將橡膠關節組裝更換裝置的組裝壓頭移動到壓力機壓頭的正下方，通過操作面板操作將橡膠關節壓入桿件內。壓另一端時，只需將桿件調頭，不需要定位銷。即可將橡膠關節壓入桿件內。

橡膠關節組裝工裝操作簡單，定位準確，壓裝方便、省時省力。對桿件、橡膠關節均無任何損傷。組裝后的桿件與橡膠關節滿足桿件檢修工藝要求。是機務段對和諧電力機車檢修必備設備。

2 結束語

橡膠關節組裝更換裝置運用非常廣泛，幾乎覆蓋了所有的和諧電力機車、CRH型動車組，希望讀者能夠令其在機車領域中進一步被開發利用，以便更好地服務于機車檢修段，也可以用于機車新車桿件制造，為社會做出更大貢獻。此壓力機組及工裝組合能夠充分滿足組裝工藝，高效快速完成桿件橡膠關節的拆解、組裝過程。