轉K5型轉向架搖枕組成連接方式優化及造修工藝分析

李 津

(中國鐵路廣州局集團有限公司 株洲監造項目部，湖南 株洲 412003)

2018年之前，轉K5型轉向架的斜面磨耗板、固定杠桿支點座、托架組成與搖枕的連接方式采用永久性焊接結構[1-3]。而焊接作為特殊過程，焊接質量受環境溫度、焊接工藝參數、焊接設備和焊工技能等因素影響，必須嚴格控制。在檢修時，如果發現斜面磨耗板磨損超限、固定杠桿支點座和托架組成焊縫裂紋等情況需檢修時，必須采用火焰切割的方式割除需更換的配件，打磨切割區域，重新組裝新配件再次焊接。在采用火焰切割去除焊縫時，易割傷搖枕本體，處理不當容易造成質量缺陷，且火焰切割、打磨和再次焊接導致搖枕反復受熱，將影響修理部位搖枕本體的材料性能。

針對上述搖枕在制造和檢修中存在的不足，2018年中車長江車輛有限公司創新設計，采用鉚接、嵌入式結構代替焊接結構，造修質量明顯提升。

1 新連接方式搖枕結構介紹

經創新設計，轉K5型轉向架搖枕組成的斜面磨耗板、固定杠桿支點座與搖枕分別采用折頭螺栓和鉚接連接，托架與搖枕采用嵌入式結構，如圖1所示。本文從制造工藝流程、工藝方法、人員資質、檢修時的拆除工藝等方面進行對比分析。

(a) 斜面磨耗板鉚接結構

2 制造工藝對比分析

2.1 原搖枕組成制造工藝

原搖枕組成斜面磨耗板、固定杠桿支點座及上拉桿托架等組裝、焊接工藝流程如圖2所示。

圖2 原搖枕組成工藝流程

斜面磨耗板材質為06Cr19Ni10，與B+級鑄鋼搖枕焊接屬于異種材料焊接，焊接材料需選用價格昂貴、能滿足低合金結構鋼與不銹鋼異種金屬焊接的不銹鋼焊材，如ER309L-G。焊接方法采用熔化極氣體保護MIG，保護氣體為98%Ar+2%CO2，采用直流正極性，氣體流量為15～20 L/min，焊絲直徑為1.2 mm，焊工應具備不銹鋼焊接資質。斜面磨耗板組裝前檢查安裝面平整度及安裝孔形位尺寸，焊接后使用塞尺檢測磨耗板與搖枕的間隙。

固定杠桿支點座與上拉桿托架材質均為碳鋼，與B+級鑄鋼搖枕焊接屬于同類材料焊接，焊接材料選用普通低合金結構鋼焊材，如ER50-6。焊接方法采用熔化極氣體保護MAG，保護氣體為80%Ar+20%CO2，采用直流正極性，氣體流量為15～20 L/min，焊絲直徑為1.2 mm，焊工應具備碳鋼焊接資質。如同一焊工在生產線上焊接斜面磨耗板、固定杠桿支點座、上拉桿托架與搖枕，則必須同時具備不銹鋼焊接資質和碳鋼焊接資質，由于采用的焊接工藝、焊材、保護氣體不同，必須使用不同的焊接設備，屬于典型的資源重復配置，對操作工資質要求高，必須具備多技能。

固定杠桿支點座使用樣板定位后焊接在搖枕上。首先將上拉桿托架使用樣板定位后焊接在搖枕上，再將滾套、銷軸、墊圈、開口銷等配件依次組裝在焊接后的托架上。

2.2 新連接方式搖枕組成工藝

圖3為新連接方式搖枕組成斜面磨耗板、固定杠桿支點座及支撐板等組裝、鉚接的嵌入式工藝流程。

圖3 新連接方式搖枕組成工藝流程

斜面磨耗板與搖枕采用折頭螺栓連接方式，采用風扳機或低扭力電動扳手緊固，組裝前自檢安裝面平整度及安裝孔形位尺寸，緊固后使用塞尺檢測磨耗板與搖枕的間隙，使用扭力扳手校核緊固扭矩，保證斜面磨耗板裝配可靠。固定杠桿支點座采用短尾拉鉚釘固定在搖枕上，鉚接前在固定杠桿支點座與搖枕貼合面間涂防銹底漆，拉鉚釘由上往下分別插入固定杠桿支點座和搖枕對應孔內，然后使用專用拉鉚槍將拉鉚釘緊固在搖枕上，短尾拉鉚釘鉚接質量符合相關標準要求。支撐板圓臍采用橡膠錘輕擊嵌入搖枕安裝孔內，目測完全落位即可。

通過對比可知，原搖枕組成工藝流程長，工序多，涉及不銹鋼焊接和碳鋼焊接，對焊工技能、資質要求高，不銹鋼焊接成本高，焊縫質量不易控制。新連接方式搖枕組成工藝流程短，工序少，只有鉚接和嵌入式工藝，產品質量容易控制。液壓鉚接工藝相對于焊接工藝，無焊接煙塵、弧光，改善了作業環境。通過生產測算，新工藝生產效率可提高35%，操作人員數量減少40%。

3 檢修工藝對比分析

3.1 原搖枕組成檢修工藝

原搖枕組成檢修工藝流程如圖4所示。

圖4 原搖枕組成檢修工藝流程

(1) 搖枕斜面摩擦面磨耗板檢修。目測焊縫開裂時施以焊修，磨耗板出現裂紋時更換新品；焊裝磨耗板前搖枕斜面摩擦面需平整，搖枕斜面磨耗板與搖枕需段焊。

(2) 固定杠桿支點座檢修。使用游標卡尺測量固定杠桿支點座圓銷孔或套直徑磨耗大于2 mm時，擴孔鑲套或更換。目測固定杠桿支點座與搖枕焊縫是否存在可視裂紋。

(3) 上拉桿托架檢修。上拉桿托架與搖枕焊縫開裂時焊修，變形時調修，出現裂紋時更換；托架軸彎曲時調修，含油尼龍滾套的外表面磨耗深度大于3 mm時更換。

(4) 拆除工藝。原搖枕組成如發生固定杠桿支點座、托架組成、斜面磨耗板更換時，因配件均為焊接方式固定在搖枕上，故均采用火焰切割方式割除配件，在割除焊縫時易割傷搖枕本體，如處理不當極有可能造成行車安全。上拉桿托架變形、托架軸彎曲時調修，作業人員工作量大，勞動強度高。焊接工藝涉及不銹鋼焊接和碳鋼焊接，對焊工技能、資質要求高，不銹鋼焊接成本高，焊縫質量不易控制。

3.2 新連接方式搖枕組成檢修工藝

新連接方式搖枕組成檢修工藝流程如圖5所示。

圖5 新連接方式搖枕組成檢修工藝流程

(1) 斜面磨耗板檢修。斜面磨耗板裂損、磨耗大于3 mm時更換新品，使用檢測錘敲擊折頭螺栓頭部，松動時更換，丟失時補裝新品。

(2) 杠桿支點座檢修。使用檢查錘敲擊杠桿支點座與搖枕連接拉鉚釘，松動時更換。

(3) 支撐板檢修。搖枕支撐板表面磨耗大于3 mm時更換新品。

(4) 拆除工藝。新連接方式搖枕組成固定杠桿支點座與搖枕采用鉚接結構，斜面磨耗板與搖枕采用折頭螺栓連接。更換配件時，雖然也采用火焰切割工藝割除配件，但在割除時并不會割傷搖枕本體，可以避免因搖枕本體損傷而造成行車安全的風險。支撐板與搖枕連接采用嵌入式結構，需更換時，敲擊支撐板立柱即可取出，方便快捷。

4 結論

(1) 轉K5型轉向架原搖枕組成的斜面磨耗板、固定杠桿支點座和托架等與搖枕連接方式采用焊接結構，在制造、檢修中存在不足。

(2) 原搖枕組成的制造工藝流程長、工序多，涉及不銹鋼焊接和碳鋼焊接，對焊工技能、資質要求高，不銹鋼焊接成本高；焊接結構在檢修時，割除焊縫易割傷搖枕鑄造本體，不易控制檢修質量。

(3) 新連接方式搖枕組成采用無焊接結構，減少了制造和檢修過程中對焊接特種作業人員技能的需求，在檢修過程中易于檢測，配件易更換，不會傷及搖枕本體，操作簡單，易于保證檢修質量。