軸箱彈簧防震橡膠變形超限故障分析及處理

許大亮 趙琦

【摘? 要】CRH2A統型動車組軸箱彈簧是動車組一系懸掛重要組成部分，對車輛安全行駛至關重要，動車組高級修時防震橡膠變形故障多次發生，嚴重影響生產周期。為便于后期及時預防及處理該類型故障，現對軸箱彈簧防震橡膠變形超限故障進行分析并提出應對措施。

【關鍵詞】CRH2A統動車組;防震橡膠;故障;高級修

1.故障描述

CRH2A統動車組防震橡膠高級修時須對防震橡膠進行剛度檢測，檢查要求為：δ（49.05kN）-δ（0.98kN）=（2.45±0.74）mm;防震橡膠在加載 49.05kN 狀態下，橡膠表面縱向（即厚度方向）不許出現貫穿性裂紋，且橡膠各表面龜裂裂紋深度不大于 1mm，寬度不大于 1mm。目前存在檢測時防震橡膠合格，落成組裝后因構架組掛、軸簧施壓導致橡膠側面膨脹變形超限，因此須進行返工，原返工方案需將構架起吊，輪對構架分解，造成多處緊固件（必換件、偶換件）浪費及磕碰風險。現根據CRH2A統動車組轉向架結構及特征提出探究單邊抬構架措施，減少返工耗時，及時有效完成故障橡膠的更換。

2.CRH2A統動車組轉向架結構及特征

CRH2A統動車組動車組采用4M4T編組形式，動車和拖車分別裝用動力轉向架和拖車轉向架。動車轉向架主要由驅動輪對、軸箱、一系懸掛、二系懸掛、驅動裝置和基礎制動裝置等七部分組成，拖車轉向架主要由輪對、軸箱、一系懸掛、構架、二系懸掛和基礎制動裝置等六部分組成，其特點是輕量、小型、簡潔結構、無搖枕H形構架。輪對部分車輪采用小輪徑（Φ860mm）的車輪，車軸內孔采用（Φ60mm）的空心軸，以達到減少簧下重量目的。軸箱采用轉臂式定位，轉臂與軸箱鑄造成一體，軸箱彈簧采用雙圈鋼圓簧，聯軸節采用撓性浮動齒式，傳遞電機同齒輪箱間的動力。

3.轉向架構架結構特征

3.1結構及特征

動車組轉向架構架由側梁、橫梁，縱向連接梁、空氣彈簧支撐梁及其他焊接附件組成。動車轉向架構架和拖車轉向架構架主結構相似，不同之處主要是動車轉向架構架設有電機吊座和齒輪箱吊座，拖車轉向架構架設有軸盤制動吊座。

構架可承受和傳遞各種載荷，主要包括垂向力和縱向力。側梁為箱型斷面，內部設置加強筋板，可提高承載測量承載剛度;橫梁為耐候鋼無縫鋼管型材，其上部設置吊座。

3.2疲勞強度

經過PRO/E對CRH2A型動車組轉向架構架建模及有限元ANSYS進行軟件分析，計算出在相關載荷下（超常載荷、運營載荷、附加載荷）構架強度。在動載荷下由超高降低時轉向架的對角車輪位置上使其產生相對水平位移可達10-15mm，經核定天車在起吊構架一側時高度小于15mm，符合要求。

4.解決措施

4.1故障件更換

①將故障轉向架推送至轉向架落成工位后，剪出輪對提吊和垂向減震器防松鐵絲，拆除提吊及減震器部件。②拆除該位定位節點特殊螺栓，并對拆卸的螺栓及碟簧座進行檢查。③通過天車起吊轉向架一位（故障橡膠側），至可更換防震橡膠高度同時觀察聯軸節狀態保證吊起過程中撓性浮動聯軸節可左右移動，隨后旋轉軸箱轉臂至適宜高度。④使用液壓工裝對軸箱彈簧組成進行提升，達到與防震橡膠分離的狀態，確認完全分離后對防震橡膠進行更換。⑤根據轉向架落成組裝要求將備用防震橡膠放置調整墊上方并按圖中檢查防震橡膠安裝狀態，確保防震橡膠生產廠家及日期標識部位朝向外側（便于觀察部位），防震橡膠安裝無錯位。

4.2組裝恢復

①通過調整構架、輪對組裝組成、支撐工裝位置來滿足該部位組裝要求，保證軸箱體上的定位節點錐形塊準確的嵌入構架定位臂 U 型槽位置。

②使用厚度0.3～0.5mm 的薄墊片預放置在彈性節點內表面和構架 T 型槽內側間隙位置，螺栓緊固后拔出該墊片，同時確保該兩側縫隙寬度一致，可透光，間隙內能夠插入塞尺。

③重新對垂向減震器和輪對提吊進行重新組裝，并按照扭力要求進行復核。

④將故障轉向架推至尺寸調整臺位，操作舉升設備，當升柱、測量平臺上升、上升至既定位置時，并拆除止輪器。

⑤測量構架與輪對間隙，使用測量尺測量構架與輪對位置尺寸并記錄，間隙尺寸當滿足mm，且同一輪對兩側之差≤1mm 為合格。當間隙尺寸不滿足要求，或尺寸之差超差時，使用構架與輪對距離調整工裝調整輪對和構架位置，保證橫向間距mm情況下，緊固定位節點螺栓M16×100，并完成防松鐵絲的捆扎。

⑥測量轉向架對角線，調整劃線基準設備至同一水平高度，使用工裝標記基準線（在車輪位置劃同一高度橫向水平線），隨后在每個車輪滾動圓距車輪內側面70mm位置處劃一條縱向線，在兩條刻線交叉部位用鐵錘和沖子刻打一樣沖眼，該樣沖眼為對角線測量點。將劃線后的車輪轉動至上部高點確保沖眼處于正中位置，使用轉向架對角線測試工裝進行對角線測量并記錄。測量值需滿2900mm～2920mm之間，兩數據之差≤1mm。 若滿足上述要求，將構架吊起后重新進行落成組裝作業。

4.3試驗測試

故障轉向架組裝完成后進行靜載試驗檢測 ，操作靜載試驗臺對轉向架兩側空氣彈簧進行空車-滿車加載，反復加載5次。動車單側空車載荷82kN，拖車單側空車載荷77kN，單側滿車載荷均取110kN。

①用間隙測量工裝檢測軸箱彈簧下夾板外圓（φ 261）處于軸箱后蓋的間隙，要求間隙不小于 3.5mm。

②用直板尺測量軸箱與構架基準面的尺寸，尺寸范圍執行標準，且同一轉向架四角尺寸之差不超過 2mm。如尺寸不符合要求，操作液壓工裝，通過在軸箱彈簧下增加（或減少）調整墊進行調整，調整墊的總厚度最大不超過21mm，加調整墊遵循上薄下厚原則，加墊調整時用專用的液壓調整工裝進行調整。確認軸箱彈簧防震橡膠外觀狀態，出現任一以下現象時更換：a.單個防震橡膠圓周各位置厚度厚度差異大于 2mm 時;b.單個防震橡膠圓周各位置鼓起狀態不一致，出現局部鼓包或部分故障狀態與其他部位相比異常;c.防震橡膠金屬護板邊緣部分出現局部突起;d.防震橡膠表面裂紋、破損、龜裂等厚度方向貫穿，其他方向深度大于 1mm 且寬度大于 1mm;確認軸箱彈簧墊片上薄下厚，如軸箱彈簧墊片有縫隙，確縫隙內無異物，軸箱彈簧墊片不透光。

③進行軸距尺寸的自動檢測，在電腦中觀察軸距滿足（2500±1.5）mm ，兩側距離之差≤1mm。

5.后期預防

5.1優化標準

制定更為嚴格的檢修標準，防震橡膠在剛度檢測時，在49.05kN 加載狀態下，橡膠表面縱向（即厚度方向）不許出現貫穿性裂紋，且橡膠各表面龜裂裂紋深度不大于 1mm，寬度不大于 1mm，同時密切觀察橡膠側面部位不允許膨出至上下板垂直位置。

5.2質量控制

質量管理部門針對故障情況制定措施，嚴防故障防震橡膠流入下工序，中小件組檢修檢測，落成組裝前查看核定，確保完成質量卡控，同時對作業人員進行加強培訓，嚴格執行三檢制，預防錯裝、漏裝、誤裝發生。

6.結束語

文章提出了CRH2A統動車組防震橡膠故障發生類型及特點，并結合工裝設備配置情況，對故障處理措施進行了重點闡述，為后續故障預防和處理提供了依據。

參考文獻

[1]商躍進.動車組車輛構造與設計[M].成都：西南交通出版社，2019.

[2]張衛華.動車組總體與轉向架[M].北京：中國鐵道出版社，2015.