軌道交通用彈性節(jié)點(diǎn)壓裝定位方法的介紹與應(yīng)用

張 龍

(中車大同電力機(jī)車有限公司 山西 大同 037000)

轉(zhuǎn)向架是電力機(jī)車等城市軌道交通裝備的重要組成部分，承擔(dān)并傳遞著來自車體及軌道的各種載荷，其中彈性節(jié)點(diǎn)類部件是走行部的重要組成部分。彈性節(jié)點(diǎn)是由橡膠與金屬硫化復(fù)合而成的彈性連接體，由金屬外套、金屬芯軸和橡膠組成，用以牽引力傳遞，電機(jī)、齒輪箱吊掛、支撐等，安裝于牽引桿、軸箱拉桿、電機(jī)吊桿和懸掛臂等部位，起到柔性連接和緩沖振動(dòng)沖擊的作用[1-3]。

彈性節(jié)點(diǎn)安裝于桿體和安裝座孔內(nèi)，根據(jù)運(yùn)用條件的不同選擇合適的配合尺寸，運(yùn)用中彈性節(jié)點(diǎn)外套與桿體和安裝座保持相對(duì)靜止，金屬芯軸與金屬外套在牽引力、動(dòng)態(tài)載荷下產(chǎn)生位移、偏轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。彈性節(jié)點(diǎn)安裝采用壓裝的方法，而壓裝質(zhì)量的好壞直接影響到后續(xù)的轉(zhuǎn)向架組裝、機(jī)車的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行安全，因此良好的壓裝質(zhì)量對(duì)于機(jī)車的安全運(yùn)行至關(guān)重要。

1 彈性節(jié)點(diǎn)部件分類和壓裝要求

現(xiàn)有機(jī)車中使用的彈性節(jié)點(diǎn)部件按結(jié)構(gòu)分為中空和帶中間芯軸的兩種，由于中空的彈性節(jié)點(diǎn)定位方法簡單，下文僅探討帶中間芯軸的彈性節(jié)點(diǎn)的壓裝方法；如按部件上彈性節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可分為單彈性節(jié)點(diǎn)、雙彈性節(jié)點(diǎn)和三彈性節(jié)點(diǎn)等多種，現(xiàn)應(yīng)用的多數(shù)為雙彈性節(jié)點(diǎn)，在雙彈性節(jié)點(diǎn)和三彈性節(jié)點(diǎn)上，又有同種彈性節(jié)點(diǎn)和異種彈性節(jié)點(diǎn)之分。

彈性節(jié)點(diǎn)類部件壓裝重點(diǎn)分為以下3個(gè)方面：

(1)保證橡膠節(jié)點(diǎn)與桿體和安裝座孔的過盈量，測量桿體上孔和彈性節(jié)點(diǎn)的外徑尺寸；

(2)保證在壓裝過程中不會(huì)劃傷或損傷零部件，對(duì)桿體或安裝座體導(dǎo)入部分處進(jìn)行打磨，同時(shí)在各配合面涂抹潤滑油脂，如二硫化鉬等；

(3)保證壓裝后裝配尺寸要求。設(shè)計(jì)專用工裝，通過立式油壓機(jī)等設(shè)備將橡膠節(jié)點(diǎn)壓入桿體和安裝座。壓裝工裝是保證壓裝后的裝配尺寸、壓裝精度和壓裝效率的主要影響因素，而工裝的定位方式是工裝設(shè)計(jì)的難點(diǎn)所在。

2 彈性節(jié)點(diǎn)部件壓裝定位工裝

2.1 單彈性節(jié)點(diǎn)部件壓裝定位工裝

懸掛臂結(jié)構(gòu)用于牽引電機(jī)的吊掛，是轉(zhuǎn)向架上單彈性節(jié)點(diǎn)部件的典型代表(見圖1)，按組裝要求需要將彈性節(jié)點(diǎn)橡膠部分全部壓入至懸掛臂座內(nèi)，同時(shí)保證彈性節(jié)點(diǎn)a面與懸掛臂b面平行。

為保證壓裝要求，設(shè)計(jì)如圖2所示的工裝[4]，該工裝由底座、活動(dòng)定位塊和壓頭等部件組成，該工裝用緊固件將懸掛臂固定在底座上；活動(dòng)定位塊通過上端的方形設(shè)計(jì)與彈性節(jié)點(diǎn)芯軸固定，防止彈性節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)；彈簧和止塊可支撐活動(dòng)定位塊，便于芯軸和活動(dòng)定位塊的對(duì)正，同時(shí)在壓裝過程中能夠確?；顒?dòng)定位塊上下移動(dòng)；定位銷將活動(dòng)定位塊和底座支撐連接到一起，防止活動(dòng)定位塊和底座支撐相對(duì)旋轉(zhuǎn)，從而確保彈性節(jié)點(diǎn)a面與懸掛臂b面平行，限制活動(dòng)定位塊彈出；用壓頭將彈性節(jié)點(diǎn)壓裝到位，壓頭的上下不對(duì)稱設(shè)計(jì)能夠滿足彈性節(jié)點(diǎn)退卸要求。

圖1 懸掛臂組件圖

1—緊固件；2—底座；3—活動(dòng)定位塊；4—彈簧；5—止塊； 6—定位銷；7—壓頭。圖2 懸掛臂壓裝工裝圖

2.2 雙彈性節(jié)點(diǎn)部件壓裝定位工裝

雙彈性節(jié)點(diǎn)部件為機(jī)車轉(zhuǎn)向架上最為常見的類型，如軸箱拉桿、牽引桿和電機(jī)吊桿等，由于受到設(shè)備和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響，壓裝過程分為單次壓裝和兩次壓裝，對(duì)定位工裝的設(shè)計(jì)也提出了不同的要求。

2.2.1雙彈性節(jié)點(diǎn)部件單次壓裝定位工裝

某大軸重機(jī)車的軸箱拉桿組件如圖3所示，產(chǎn)品要求保證兩彈性節(jié)點(diǎn)a面和b面平行，彈性節(jié)點(diǎn)兩側(cè)相對(duì)拉桿體對(duì)稱，即保證彈性節(jié)點(diǎn)外漏尺寸c。

為實(shí)現(xiàn)上述產(chǎn)品要求，設(shè)計(jì)如圖4所示的工裝，該工裝由底座 、壓頭和壓桿組成，底座起到支撐和固定軸箱拉桿的作用；兩個(gè)壓頭相同，上端開槽與壓桿配合，下端方形設(shè)計(jì)，固定彈性節(jié)點(diǎn)芯軸，防止關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在壓頭下端設(shè)計(jì)環(huán)形臺(tái)階，確保壓裝后彈性節(jié)點(diǎn)外漏尺寸c；壓桿通過與壓頭上端凹槽將兩個(gè)壓頭連接在一起，防止壓頭相互旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)兩彈性節(jié)點(diǎn)a面和b面平行；通過設(shè)備壓裝壓桿即可實(shí)現(xiàn)壓裝。該類工裝為最為常用的定位方式。

2.2.2雙彈性節(jié)點(diǎn)部件兩次壓裝定位工裝

某機(jī)車的牽引桿組件示意圖如圖5所示，產(chǎn)品要求保證兩彈性節(jié)點(diǎn)a面和b面平行，彈性節(jié)點(diǎn)全部壓入牽引桿中。

圖3 軸箱拉桿組件圖

圖4 軸箱拉桿壓裝工裝圖

圖5 牽引桿組件圖

由于該部件壓入力較大，如一次壓裝易造成彈性節(jié)點(diǎn)拉傷，為保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)如圖6所示工裝[5]，該工裝由底座、活動(dòng)定位塊、彈簧、定位螺釘和壓頭組成，底座起到支撐牽引桿體的作用；定位螺釘將底座和活動(dòng)定位塊連接到一起，防止底座和活動(dòng)定位塊相對(duì)旋轉(zhuǎn)；活動(dòng)定位塊上端為方形設(shè)計(jì)，固定彈性節(jié)點(diǎn)芯軸，防止活動(dòng)定位塊和彈性節(jié)點(diǎn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，在活動(dòng)定位塊側(cè)面加工凹槽，與定位螺釘配合，同時(shí)限制活動(dòng)定位塊位移距離；彈簧能夠保證活動(dòng)定位塊在自由狀態(tài)下升至最高處，保證彈性節(jié)點(diǎn)與活動(dòng)定位塊配合；兩側(cè)對(duì)稱設(shè)計(jì)，在壓裝時(shí)將彈性節(jié)點(diǎn)同時(shí)放入，保證兩彈性節(jié)點(diǎn)a面和b面平行，通過壓頭壓入一側(cè)后再壓入另一側(cè)。

1—壓頭；2—活動(dòng)定位塊；3—彈簧；4—定位螺釘；5—底座。圖6 牽引桿壓裝工裝圖

2.3 三彈性節(jié)點(diǎn)部件壓裝定位工裝

三彈性節(jié)點(diǎn)部件，又稱三角拉桿組件，是由1個(gè)單彈性節(jié)點(diǎn)和2個(gè)相同彈性節(jié)點(diǎn)組合而成，圖7為某快速機(jī)車?yán)瓧U體組件示意圖，產(chǎn)品要求保證2個(gè)相同彈性節(jié)點(diǎn)上的a面和b面平行，3個(gè)彈性節(jié)點(diǎn)按圖全部壓入拉桿體中。

圖7 拉桿體組件圖

一般三彈性節(jié)點(diǎn)定位工裝是由單彈性節(jié)點(diǎn)定位工裝和雙彈性節(jié)點(diǎn)定位工裝組合而成，為實(shí)現(xiàn)上述產(chǎn)品要求，設(shè)計(jì)如圖8所示的工裝，該工裝由底座、壓頭1、壓頭2、壓桿和吊環(huán)螺釘組成，底座起到支撐拉桿體的作用，在底座各支撐上設(shè)計(jì)半圓凸臺(tái)，固定拉桿體，防止其竄動(dòng)；壓頭1將單彈性節(jié)點(diǎn)壓入；壓頭2下端為方形設(shè)計(jì)，固定兩相同彈性節(jié)點(diǎn)芯軸，上端開槽與壓桿配合，2個(gè)壓頭相同；壓桿通過與壓頭上端凹槽將2個(gè)壓頭連接在一起，從而確保兩彈性節(jié)點(diǎn)a面和b面平行；由于此類工裝比較重，配備吊環(huán)螺釘便于吊運(yùn)；三彈性節(jié)點(diǎn)部件一般都需要多次壓裝實(shí)現(xiàn)。

1—底座；2—壓頭1；3—壓桿；4—壓頭2；5—吊環(huán)螺釘。圖8 拉桿體壓裝工裝圖

3 結(jié)束語

壓裝定位工裝直接影響到彈性節(jié)點(diǎn)部件的壓裝效率和壓裝精度，好的定位工裝能夠降低彈性節(jié)點(diǎn)的廢品損失率，上文介紹的幾種常見的彈性節(jié)點(diǎn)部件的裝配，針對(duì)不同的彈性節(jié)點(diǎn)部件分別采用了幾種巧妙的壓裝定位方法，在實(shí)際應(yīng)用中效果良好。