CRH1型動車組轉向架定位轉臂檢修工藝分析

趙 要 敏

(青島四方龐巴迪鐵路運輸設備有限公司 生產部，山東 青島 266111)

定位轉臂是CRH1型動車組轉向架一系懸掛裝置中的重要組成部分，承擔著輪對軸箱裝置、螺旋鋼彈簧及一系垂向減振器等部件的安裝與定位作用，同時，承載了來自車輛簧上部分的全部質量及各個方向的沖擊載荷[1]。本文針對定位轉臂檢修過程中存在的一些問題，結合實踐，提出一套行之有效的工藝方案，確保定位轉臂的檢修質量能夠滿足車輛運行要求。

1 定位轉臂結構及檢修要求

定位轉臂由定位轉臂體、橡膠節點和彈簧擋圈組成(圖1)。定位轉臂體的節點孔和橡膠節點之間采用過盈配合，定位轉臂體節點孔兩側各有1個凹槽，彈簧擋圈安裝在凹槽內，起到對橡膠節點的軸向定位作用。橡膠節點的壓裝工藝為：先將一側的彈簧擋圈安裝到定位轉臂體節點孔的凹槽中(該彈簧擋圈安裝到位后，用以對橡膠節點進行軸向定位)，然后用壓力機將橡膠節點壓入定位轉臂體節點孔內，最后安裝另一側的彈簧擋圈。在CRH1型動車組轉向架進行四級修和五級修過程中，橡膠節點和彈簧擋圈均需要拆卸并更換新件，拆卸工藝為：先將一側的彈簧擋圈取出，然后用壓力機將橡膠節點由該側退出，最后取出另一側的彈簧擋圈。

圖1 定位轉臂結構圖

2 目前存在的問題

在對CRH1型動車組轉向架進行第一次四級修過程中，發現在拆卸橡膠節點時，定位轉臂體節點孔有不同程度劃傷，較嚴重的劃痕導致了定位轉臂體報廢。同時，結合車輛運行過程中的故障反饋，認為橡膠節點壓裝后的對稱度超差將影響輪對組成的安裝精度，進而導致由定位轉臂傳遞給軸承的載荷發生偏載、軸承橫向力增大，增加了軸承出現剝離、車輪踏面磨耗加劇等質量問題的概率。因此，如何避免橡膠節點拆卸時定位轉臂體節點孔劃傷以及保證橡膠節點壓裝后的對稱度，是確保定位轉臂檢修質量的主要課題。

3 原因分析及解決方案

3.1 劃傷

根據統計，橡膠節點拆卸后，約有20%的定位轉臂體節點孔存在輕微劃傷，這些劃傷經過打磨修復后，定位轉臂體可正常使用；約有7%的定位轉臂體節點孔存在嚴重劃傷，需報廢。研究橡膠節點壓裝及拆卸過程發現，導致定位轉臂體節點孔劃傷的原因主要有2個：(1)橡膠節點在壓裝過程中，在其剛壓入定位轉臂體節點孔時，兩者會存在一定的不同軸度，導致橡膠節點圓周面與定位轉臂體節點孔發生不均勻擠壓，從而導致節點孔劃傷；(2)橡膠節點與定位轉臂體節點孔長時間緊密貼合，局部會產生粘連，在拆卸節點過程中，一旦拆卸速度過快，粘連區域則會產生劃傷。針對以上原因，對橡膠節點壓裝工藝及拆卸工藝進行優化。首先，在橡膠節點壓裝過程中，在工裝底部增加了一個緩沖墊(圖2)，緩沖墊材質為高分子橡膠，厚度為10 mm，當橡膠節點壓入定位轉臂體體節點孔時，緩沖墊受到定位轉臂體傳導的壓裝力會發生不同程度的形變，該形變有效地緩解了橡膠節點與定位轉臂體節點孔之間的不同軸度，從而避免了定位轉臂體節點孔的劃傷；其次，在橡膠節點拆卸過程中，壓力機壓頭在開始接觸橡膠節點時，先采用點動方式操作，以此來消除橡膠節點圓周面與定位轉臂體節點孔之間的粘連，待橡膠節點產生輕微位移后，再對其連續施壓，直至橡膠節點完全退出。經過驗證，優化后的橡膠節點壓裝和拆卸工藝，有效地減少了定位轉臂體節點孔劃傷概率。

圖2 橡膠節點壓裝工藝的優化

3.2 對稱度

經過對現行壓裝工藝及壓裝后的尺寸鏈分析發現，橡膠節點壓裝完成后，其兩端平面對定位轉臂體中心線的對稱度為1～1.2 mm。分析認為該對稱度過大，應對其進行控制，經過多次論證，最終將對稱度確定為0.5 mm。根據對定位轉臂體節點孔和橡膠節點配合后的尺寸鏈及公差的計算[2]，認為受定位轉臂體尺寸公差及加工誤差累積影響，無法從工藝上或利用工裝一次性保證橡膠節點壓裝后的對稱度。針對以上問題，從以下三方面采取措施進行解決：

(1) 壓裝后檢測。制作一組檢測樣板，檢測樣板分為通過樣板和止住樣板2種(圖3)，其工作面為“ ︹ ”形，“ ︹ ”形工作面的高度即為橡膠節點端面與定位轉臂體端面的高度差，根據計算得出，通過樣板和止住樣板工作面的高度應為5 mm、4.5 mm。橡膠節點壓裝完成后，先用通過樣板對任一側橡膠節點凸出定位轉臂體端面的高度進行檢測，如果通過樣板能夠通過，則說明該高度尺寸小于5 mm，同時再用止住樣板進行檢測，如果止住樣板無法通過，則說明該高度大于4.5 mm，由此可判斷該定位轉臂合格(圖4)。如果用通過樣板檢測無法通過，或者止住樣板可以通過，說明兩端橡膠節點端面與定位轉臂體端面的高度差大于0.5 mm，由此可判斷該定位轉臂不合格。

圖3 通過樣板和止住樣板

圖4 利用檢測樣板檢查橡膠節點凸出定位轉臂體端面的高度

(2) 工裝優化。首先根據理論計算確定出橡膠節點凸出高度，然后在工裝上增加限位凸臺，由限位凸臺對橡膠節點進行軸向定位，以此可基本保證對稱度不超過0.5 mm。經過對320個定位轉臂的壓裝數據統計，橡膠節點壓裝后對稱度一次合格率為95.3%。

(3) 二次壓調。對于對稱度不合格的定位轉臂，通過在工裝上增加調整墊的方式對橡膠節點進行壓調，調整墊為圓環狀，尺寸與定位轉臂體節點孔外圓相吻合，厚度分為0.2 mm、0.5 mm和0.7 mm 3種規格。首先用深度游標卡尺測量出橡膠節點端面與定位轉臂體端面的高度差，確定出合適厚度的調整墊，然后找出高度差較小的一側，并將調整墊放在該側定位轉臂體端面下方，用壓力機對橡膠節點進行壓調；壓調完成后，再次用檢測樣板進行檢查。通過二次壓調的定位轉臂可滿足橡膠節點兩端平面對定位轉臂體中心線對稱度為0.5 mm的要求。

4 結束語

在CRH1型動車組轉向架進入五級修階段時，對定位轉臂檢修過程中的劃傷情況進行了跟蹤，采用本文所述的優化工藝方案后，定位轉臂體節點孔劃傷問題發生率已不足1%，因嚴重劃傷導致定位轉臂體報廢的情況基本消除。同時，列車運行中反饋的輪對組成安裝精度問題也得到了有效控制。