地鐵車輛牽引節點與中心銷拆卸工裝的優化設計與運用

王先亮

（蘇州市軌道交通集團有限公司運營一分公司，蘇州 215000）

B型地鐵車輛轉向架在運營5年或行程達到約6×105km后需開展架修工作[1]，在運營10年或行程達到約1.2×106km左后需開展大修工作。運用工裝可有效提高轉向架零部件架大修的拆裝作業效率[2]，通過工裝的現場運用與優化設計，不斷提高工裝RAMS水平，可有效提高轉向架架大修作業的安全、質量以及作業效率[3-8]。

蘇州地鐵2號線電客車牽引節點和牽引中心銷為金屬錐面接觸。列車長期運營會使牽引中心銷和牽引中心節點因擠壓形成真空而發生金屬咬合，使得電客車落架時牽引中心銷和牽引中心節點無法正常分離。電客車架修作業時，牽引中心節點未正常分離會導致工藝轉向架不能正常推入落車而導致架修作業被迫卡滯，嚴重影響架修的整體生產進度。針對該問題，作業人員前期需根據主機廠提供的樣品制作工裝，但因工裝材質強度不夠和使用頻繁，導致工裝拉桿出現彎曲變形情況，存在拉桿滑動崩出的風險。因此，急需對既有工裝進行優化改造，以提高工裝的可靠性、安全性以及作業效率。

1 既有工裝問題分析

根據使用情況，既有工裝存在的問題主要包括6個方面。第一，圖1底盤四角為開口凹槽，無防脫設計，拉桿受力位移后，調節螺紋連接部位存在從底盤凹槽滑脫崩出的風險。第二，圖2拉桿掛鉤為平直結構，但牽引中心座鑄造外圍周邊外形存在一定弧度，工裝安裝好后不可能保證拉桿完全處于豎直狀態，導致使用時拉桿會因受力而發生鉤頭位移，同時掛鉤存在從中心座頂部脫鉤的風險。第三，圖2拉桿材質強度不夠，拉桿長期受力和沖擊后，調節螺紋容易產生變形損壞，導致底盤四角水平控制不穩定。第四，圖2節點分離過程中的拉力可達30 kN，但拉桿為普通高碳鋼材質，強度、硬度以及抗沖擊性能不足，存在拉桿彎曲變形的情況。第五，工裝在作業時因千斤頂頂壓中心銷，會導致中心銷錐部M36內螺紋損壞。第六，圖1作業人員近距離手動操作手搖油壓立式千斤頂，一旦發生隱患，作業人員將來不及躲避，即工裝使用時存在安全隱患。

圖1 既有工裝現場運用

圖2 既有工裝拉桿

2 工裝優化設計

針對既有工裝各問題進行如下優化設計。第一，圖3工裝底盤四角采用封閉式開槽設計，防止拉桿調節螺紋處因受力滑脫。第二，根據牽引中心座頂部的凹槽結構，圖4將拉桿掛鉤端部增加設計5 mm彎鉤止擋，用于拉桿受力時掛鉤緊緊掛住牽引中心座頂部凹槽，從而遏止拉桿掛鉤因受力崩出。第三，圖4拉桿調節螺紋采用粗牙設計和法蘭螺母鎖緊，并增加如圖5所示的厚墊片、拉桿以及法蘭螺母等進行調質處理，以增強螺紋抗沖擊能力，防止調節螺紋損壞。第四，底盤、拉桿、螺母采用鉻鉬鋼調質處理，整體按30 kN受力設計，提高工裝材質強度和硬度，增強工裝抗沖擊變形能力。第五，增加設計防護墊板，將其放置于千斤頂和牽引中心銷錐部之間，用于牽引中心銷錐部M36內螺紋防護。第六，圖7用外牙式分體液壓千斤頂替代手搖油壓立式千斤頂，待作業人員布置完工裝后可以實現遠距離操作，能有效保障作業人員的安全。

圖3 封閉式開槽設計

圖4 5 mm掛鉤止擋設計

圖5 厚墊圈和法蘭螺母

圖6 優化后的牽引中心節點分離工裝零部件

圖7 外牙式分體液壓千斤頂

3 工裝優化后的應用及對比

如圖8所示，工裝優化后，在使用時將拉桿、法蘭螺母與底盤連接。拉桿4個掛鉤吊掛于牽引中心座頂部凹槽。液壓油缸置于底盤和牽引中心銷錐部之間，液壓泵的液壓輸出端通過高壓油管連接油缸的液壓輸入端，將防護墊板置于油缸活塞桿頂部，通過驅動油缸使千斤頂向上推牽引中心銷。在反作用力的作用下，4個拉桿將力傳遞給牽引中心節點，使牽引中心節點從牽引中心銷分離，如圖9所示。

圖8 優化后工裝現場運用

圖9 牽引中心節點分離

截至目前，蘇州地鐵2號線電客車架修前30列車共發生牽引中心銷與牽引中心節點未正常分離的情況有137次，發生率達45.67%。優化設計后，工裝已累計使用115次，使用穩定，檢查外觀狀態無變形和部件探傷檢查無損傷。工裝優化使用效果前后對比如表1所示。

表1 工裝優化前后效果前后對比

4 結語

綜合對比工裝優化設計前后的使用情況，優化后的牽引中心節點和中心銷分離工裝解決了現有工裝強度不足問題，提高了工裝的可靠性和架修現場的作業效率，極大地減小了作業安全隱患，保障了架修現場作業人員安全，避免了中心銷螺紋孔的損壞，提高了架修部件的維修質量。