抗蛇行減振器座改造技術(shù)方案研究

王忠平

(南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111)

抗蛇行減振器座改造技術(shù)方案研究

王忠平

(南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111)

摘要：由于CRH6型城際車轉(zhuǎn)向架抗蛇行減振器結(jié)構(gòu)改進(jìn)涉及到車體接口變更，需要對(duì)車體抗蛇行減振器座進(jìn)行現(xiàn)車改造。從改造需求入手，初步制訂了多套改造方案，并逐一進(jìn)行了可行性分析，排除了不可行的技術(shù)方案。隨著工作的開展，對(duì)篩選出的改造方案進(jìn)行了不斷完善，最終確定了切實(shí)可行的改造方案。利用該方案完成了多輛城際車減振器座的改造驗(yàn)證，根據(jù)現(xiàn)場施工驗(yàn)證情況，改造后的減振器座完全符合設(shè)計(jì)要求，也為其他動(dòng)車組車體減振器座現(xiàn)車改造提供了可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：城際車；抗蛇行減振器；改造；方案

蛇行運(yùn)動(dòng)是軌道車輛固有的運(yùn)動(dòng)形式，就像蛇彎曲前進(jìn)時(shí)候的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)如果控制在一定的范圍內(nèi)，對(duì)軌道車輛的運(yùn)行有導(dǎo)向的作用，但是該運(yùn)動(dòng)一旦失去控制就會(huì)導(dǎo)致車輛轉(zhuǎn)向架和車體發(fā)生劇烈振動(dòng)，會(huì)嚴(yán)重影響車輛的乘坐舒適性和安全性，所以要對(duì)蛇行運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制?？股咝袦p振器就是一種用于軌道車輛上控制蛇行運(yùn)動(dòng)的裝置[1]。

近年來，國內(nèi)高速鐵路市場飛速發(fā)展，高速動(dòng)車組和城際車以其高速、便捷、安全和舒適等優(yōu)勢逐步成為人們出行的首選。在追求高速的同時(shí)，南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司更注重產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)步提升，一直致力于各種關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為了使列車運(yùn)行更平穩(wěn)，在原有抗蛇行減振器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

優(yōu)化后的減振器與車體減振器座接口有所改變，本文分析研究了車體減振器座現(xiàn)車改造的幾種技術(shù)方案，最終確定了一種合理方案并成功進(jìn)行了應(yīng)用。

1原車體抗蛇行減振器座結(jié)構(gòu)

原減振器座結(jié)構(gòu)為鋁合金板材拼焊而成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1　城際車抗蛇行減振器座現(xiàn)車結(jié)構(gòu)

車體抗蛇行減振器座需要通過螺栓與轉(zhuǎn)向架抗蛇行減振器聯(lián)接，而鋁合金材料材質(zhì)較軟，在鋁板上攻螺紋，聯(lián)接強(qiáng)度無法滿足設(shè)計(jì)要求，所以現(xiàn)行工藝為用螺釘在鋁板上安裝碳鋼板，然后在碳鋼板上加工M16螺紋孔作為螺母使用。

2改造內(nèi)容

原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)利用圖1中4個(gè)螺釘座的8-M16螺紋孔，使用M16螺栓使車體與抗蛇行減振器聯(lián)接。為保證聯(lián)接強(qiáng)度，使用螺栓由M16優(yōu)化為M24，且螺栓布置也進(jìn)行了變更。

根據(jù)接口變更要求，車體減振器座需要現(xiàn)車改造的內(nèi)容如下。

1)圖1中位置1、2處螺釘座仍保留，但僅使用外側(cè)一個(gè)螺紋孔，且螺紋孔由M16改為M24。

2)圖1中位置3、6處螺釘座取消，但需在相應(yīng)位置增加一處光孔作為抗蛇行減振器的定位銷孔。

3)圖1中位置4、5處原結(jié)構(gòu)無螺釘座，需要新增2個(gè)螺釘座并開M24螺紋孔。

具體改造內(nèi)容及部位如圖2所示。

圖2　城際車枕梁組成抗蛇行減振器座改造內(nèi)容

3技術(shù)方案研究

車體減振器座與枕梁組成、車體是整體焊接結(jié)構(gòu)，無法拆下單獨(dú)加工改造，必須現(xiàn)車加改。車體減振器座是向下的，對(duì)整個(gè)車體來說，無法翻轉(zhuǎn)，要進(jìn)行現(xiàn)車加改，就需要對(duì)減振器座從車下向上鉆孔。

3.1方案1

在減振器座平面手工劃線，在各孔位置處打樣沖孔，通過手電鉆手工鉆孔。

分析：劃線精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，孔間距無法保證，且手電鉆通過手動(dòng)控制，鉆孔過程不穩(wěn)定，無法保證鉆頭與鉆孔平面始終垂直，鉆孔精度和質(zhì)量難以保證；手工無法實(shí)現(xiàn)M24螺紋孔攻螺紋和定位銷孔鉸孔。

結(jié)論：排除劃線鉆孔和使用手電鉆手工鉆孔2種方案。

3.2方案2

通過上述分析，同時(shí)考慮到車下空間狹小及工具操作的方便性，選用便攜式鉆孔工具——磁座鉆，磁座鉆型號(hào)根據(jù)改造內(nèi)容確定，夾持鉆頭范圍應(yīng)滿足φ6～φ26 mm，且具有攻螺紋和鉸孔功能。磁座鉆結(jié)構(gòu)形式如圖3所示，同時(shí)，為了保證鉆孔精度，應(yīng)通過鉆模實(shí)現(xiàn)[2]，將鉆模固定在車體減振器座底部。

圖3　磁座鉆

3.3方案2分析

標(biāo)準(zhǔn)磁座鉆鉆頭方向與磁力座在同一側(cè)，要實(shí)現(xiàn)自下向上鉆孔，就需要將磁座鉆倒置，吸附在車體底部，而車體減振器座為鋁合金材質(zhì)，磁座鉆無法吸附，應(yīng)先在減振器座底部固定碳鋼鉆模板，然后磁座鉆吸附在鉆模板上進(jìn)行鉆孔；而在實(shí)際鉆孔過程中，存在切削抗力，切削抗力值時(shí)刻變化，且由于磁座鉆自重較小，約為20 kg，當(dāng)切削抗力+磁座鉆自重>磁座鉆吸附力時(shí)，會(huì)造成磁座鉆墜落，存在極大安全隱患，所以此方案需優(yōu)化。

3.4方案2優(yōu)化

要提高施工安全性，就需要磁座鉆正裝，需要對(duì)磁座鉆進(jìn)行適應(yīng)性改造。將電動(dòng)機(jī)、主軸部分與座體部分反轉(zhuǎn)安裝，即磁力座向下，而鉆頭向上，反裝后的磁座鉆示意圖如圖4所示。

圖4　反裝后的磁座鉆示意圖

改造后的磁座鉆仍可將磁力座正常放置，但鉆頭向上，從而實(shí)現(xiàn)從車下向上鉆孔。

磁座鉆改造后如何固定又成了一個(gè)新的問題。如果磁座鉆固定在地面上，則與車體減振器座平面是相互獨(dú)立的，而車體落于架車臺(tái)位上時(shí)，減振器座平面的狀態(tài)是隨機(jī)的，并不是完全水平狀態(tài)，加上地面水平度的影響，磁座鉆的主軸無法確定方向，不能保證磁座鉆主軸與鉆孔平面垂直。為保證磁座鉆主軸與鉆孔平面垂直，特地制作了專用工裝——車底鉆孔裝置，其要求同時(shí)具備鉆模功能和磁座鉆固定功能。車底鉆孔裝置結(jié)構(gòu)簡圖如圖5所示。

圖5　車底鉆孔裝置結(jié)構(gòu)簡圖

鉆孔裝置具有下述特點(diǎn)。

1)鉆孔裝置為碳鋼整體框架結(jié)構(gòu)，保證了施工剛度。

2)保證頂板和底板上平面的平面度和平行度，以保證鉆孔與減振器安裝平面的垂直度。

3)頂板、鉆模功能二合一，配合各種規(guī)格鉆套，用于各孔的定位鉆削，以保證各孔的定位精度[2]。

4)在裝置底板上配置有橫向、縱向各2條線軌，使磁座鉆在各個(gè)方向均可自由、方便地移動(dòng)，輕松實(shí)現(xiàn)定位。

5)磁座鉆安裝板上橫向和縱向均帶有鎖緊裝置，能夠可靠鎖緊，避免在施工過程中發(fā)生相對(duì)位移。

6)由于車體枕梁組成上有2個(gè)減振器座，而要求新開的定位銷孔關(guān)于枕梁中心對(duì)稱，所以此鉆孔裝置預(yù)留了開孔位置，能夠兼顧左、右減振器座的鉆孔。

4實(shí)施過程

將車底鉆孔裝置推入車體減振器座下方，在裝置下方均勻放置3個(gè)小液壓千斤頂，用千斤頂頂起鉆孔裝置，使其頂板靠近減振器座下平面。車體減振器座如圖1所示位置1、2處螺釘座的內(nèi)側(cè)2-M16螺紋孔和位置3、6處螺釘座的外側(cè)2-M16螺紋孔是不用改造的，將M16螺栓旋入此4處螺紋孔。改造現(xiàn)場施工圖如圖6所示，具體實(shí)施過程如下。

1)擰緊螺栓，將鉆模板及整個(gè)鉆孔裝置準(zhǔn)確定位，同時(shí)起到聯(lián)接作用。

2)鉆孔裝置底部使用千斤頂支承，使頂板上平面貼緊減振器座平面，為保證貼合，使用塞縫尺周圈檢測接觸面接觸情況，要求密貼，然后擰緊螺栓。

3)液壓千斤頂保壓后作為輔助支承。

4)將改造后的磁座鉆(鉆削部分反裝)放置于鉆孔裝置上，通電使磁力座吸附在底板上。

5)在需改造或新開的各孔位置處放置相應(yīng)規(guī)格的鉆套。

6)調(diào)整磁座鉆位置，使鉆頭置于鉆套內(nèi)，通過底板鎖緊裝置固定，起動(dòng)磁座鉆開始鉆孔。

7)鉆孔結(jié)束后，更換鉆套和鉆頭，進(jìn)行擴(kuò)孔。

8)按照上述步驟依次加工其余各孔。

9)鉆孔結(jié)束后，更換絲錐，對(duì)圖2中的4-M24螺紋孔進(jìn)行攻螺紋。

11)鉆孔結(jié)束，安裝新結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向架抗蛇行減振器座即可。

圖6　改造現(xiàn)場施工圖

5結(jié)語

目前，國內(nèi)外還沒有能夠?qū)崿F(xiàn)車下加工的通用設(shè)備，若定制專機(jī)，則費(fèi)用較高，且設(shè)計(jì)、制造周期都較長。本文所述技術(shù)方案不僅很好地解決了車下鉆孔的問題，同時(shí)保證了所鉆孔與平面垂直，可完全滿足設(shè)計(jì)要求。按照本文所述方案，可以擴(kuò)展應(yīng)用至其他車型的車下鉆孔、攻螺紋和鉸孔等施工。

參考文獻(xiàn)

[1] 卜繼玲,樊友權(quán).抗蛇行減振器對(duì)機(jī)車運(yùn)行品質(zhì)的影響[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2004(6):6-8.

[2] 吳明. 磁座電鉆在設(shè)備修理中的應(yīng)用[J].建筑機(jī)械化，2009(3):68-69.

責(zé)任編輯鄭練

Research on Technical Scheme of Transform Anti-yaw Damper Seat

WANG Zhongping

(CSR Qingdao Sifang Locomotive and Rolling Stock Co., Ltd., Qingdao 266111, China)

Abstract:The structure has improved in CRH6 type inter-city train bogie anti-yaw damper, which results in car body interface changes and need to transform the anti-yaw damper seat of car body. Starting from transform demand, a preliminary transform scheme was developed and the feasibility was also analyzed. With the development of the work, the transform scheme was also improved, finally determined a feasible solution. According to the results of test, the anti-yaw damper after transforming can fully meet the design requirements, in the meantime, it provided the transforming basis for the anti-yaw damper seat of other motor train unit.

Key words:inter-city train, anti-yaw damper, transform, scheme

收稿日期：2014-05-27

作者簡介：王忠平(1980-)，男，高級(jí)工程師，大學(xué)本科，主要從事軌道車輛鋁合金零部件制造工藝等方面的研究。

中圖分類號(hào)：U 270.33

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A