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(tǒng)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(fā)生，嚴重影響生產(chǎn)周期。為便于后期及時預防及處理該類型故障，現(xiàn)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(tǒng)動車組;防震橡膠;故障;高級修

1.故障描述

CRH2A統(tǒng)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(tài)下，橡膠表面縱向（即厚度方向）不許出現(xiàn)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?，F(xiàn)根據(jù)CRH2A統(tǒng)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(tǒng)動車組轉向架結構及特征

CRH2A統(tǒng)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(qū)動輪對、軸箱、一系懸掛、二系懸掛、驅(qū)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(nèi)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(lián)軸節(jié)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(nèi)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(jīng)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(chǎn)生相對水平位移可達10-15mm，經(jīng)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(jié)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(lián)軸節(jié)狀態(tài)保證吊起過程中撓性浮動聯(lián)軸節(jié)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(tài)，確認完全分離后對防震橡膠進行更換。⑤根據(jù)轉向架落成組裝要求將備用防震橡膠放置調(diào)整墊上方并按圖中檢查防震橡膠安裝狀態(tài)，確保防震橡膠生產(chǎn)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(diào)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(jié)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(jié)點內(nèi)表面和構架 T 型槽內(nèi)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(nèi)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(diào)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(diào)整工裝調(diào)整輪對和構架位置，保證橫向間距mm情況下，緊固定位節(jié)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(diào)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(nèi)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(shù)據(jù)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(yè)。

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(zhí)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(diào)整墊進行調(diào)整，調(diào)整墊的總厚度最大不超過21mm，加調(diào)整墊遵循上薄下厚原則，加墊調(diào)整時用專用的液壓調(diào)整工裝進行調(diào)整。確認軸箱彈簧防震橡膠外觀狀態(tài)，出現(xiàn)任一以下現(xiàn)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(tài)不一致，出現(xiàn)局部鼓包或部分故障狀態(tài)與其他部位相比異常;c.防震橡膠金屬護板邊緣部分出現(xiàn)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(nèi)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(yōu)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(tài)下，橡膠表面縱向（即厚度方向）不許出現(xiàn)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(zhì)量控制

質(zhì)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(zhì)量卡控，同時對作業(yè)人員進行加強培訓，嚴格執(zhí)行三檢制，預防錯裝、漏裝、誤裝發(fā)生。

6.結束語

文章提出了CRH2A統(tǒng)動車組防震橡膠故障發(fā)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(xù)故障預防和處理提供了依據(jù)。

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(wèi)華.動車組總體與轉向架[M].北京：中國鐵道出版社，2015.