地铁车辆牵引节点与中心销拆卸工装的优化设计与运用

王先亮

（苏州市轨道交通集团有限公司运营一分公司，苏州 215000）

B型地铁车辆转向架在运营5年或行程达到约6×105km后需开展架修工作[1]，在运营10年或行程达到约1.2×106km左后需开展大修工作。运用工装可有效提高转向架零部件架大修的拆装作业效率[2]，通过工装的现场运用与优化设计，不断提高工装RAMS水平，可有效提高转向架架大修作业的安全、质量以及作业效率[3-8]。

苏州地铁2号线电客车牵引节点和牵引中心销为金属锥面接触。列车长期运营会使牵引中心销和牵引中心节点因挤压形成真空而发生金属咬合，使得电客车落架时牵引中心销和牵引中心节点无法正常分离。电客车架修作业时，牵引中心节点未正常分离会导致工艺转向架不能正常推入落车而导致架修作业被迫卡滞，严重影响架修的整体生产进度。针对该问题，作业人员前期需根据主机厂提供的样品制作工装，但因工装材质强度不够和使用频繁，导致工装拉杆出现弯曲变形情况，存在拉杆滑动崩出的风险。因此，急需对既有工装进行优化改造，以提高工装的可靠性、安全性以及作业效率。

1 既有工装问题分析

根据使用情况，既有工装存在的问题主要包括6个方面。第一，图1底盘四角为开口凹槽，无防脱设计，拉杆受力位移后，调节螺纹连接部位存在从底盘凹槽滑脱崩出的风险。第二，图2拉杆挂钩为平直结构，但牵引中心座铸造外围周边外形存在一定弧度，工装安装好后不可能保证拉杆完全处于竖直状态，导致使用时拉杆会因受力而发生钩头位移，同时挂钩存在从中心座顶部脱钩的风险。第三，图2拉杆材质强度不够，拉杆长期受力和冲击后，调节螺纹容易产生变形损坏，导致底盘四角水平控制不稳定。第四，图2节点分离过程中的拉力可达30 kN，但拉杆为普通高碳钢材质，强度、硬度以及抗冲击性能不足，存在拉杆弯曲变形的情况。第五，工装在作业时因千斤顶顶压中心销，会导致中心销锥部M36内螺纹损坏。第六，图1作业人员近距离手动操作手摇油压立式千斤顶，一旦发生隐患，作业人员将来不及躲避，即工装使用时存在安全隐患。

图1 既有工装现场运用

图2 既有工装拉杆

2 工装优化设计

针对既有工装各问题进行如下优化设计。第一，图3工装底盘四角采用封闭式开槽设计，防止拉杆调节螺纹处因受力滑脱。第二，根据牵引中心座顶部的凹槽结构，图4将拉杆挂钩端部增加设计5 mm弯钩止挡，用于拉杆受力时挂钩紧紧挂住牵引中心座顶部凹槽，从而遏止拉杆挂钩因受力崩出。第三，图4拉杆调节螺纹采用粗牙设计和法兰螺母锁紧，并增加如图5所示的厚垫片、拉杆以及法兰螺母等进行调质处理，以增强螺纹抗冲击能力，防止调节螺纹损坏。第四，底盘、拉杆、螺母采用铬钼钢调质处理，整体按30 kN受力设计，提高工装材质强度和硬度，增强工装抗冲击变形能力。第五，增加设计防护垫板，将其放置于千斤顶和牵引中心销锥部之间，用于牵引中心销锥部M36内螺纹防护。第六，图7用外牙式分体液压千斤顶替代手摇油压立式千斤顶，待作业人员布置完工装后可以实现远距离操作，能有效保障作业人员的安全。

图3 封闭式开槽设计

图4 5 mm挂钩止挡设计

图5 厚垫圈和法兰螺母

图6 优化后的牵引中心节点分离工装零部件

图7 外牙式分体液压千斤顶

3 工装优化后的应用及对比

如图8所示，工装优化后，在使用时将拉杆、法兰螺母与底盘连接。拉杆4个挂钩吊挂于牵引中心座顶部凹槽。液压油缸置于底盘和牵引中心销锥部之间，液压泵的液压输出端通过高压油管连接油缸的液压输入端，将防护垫板置于油缸活塞杆顶部，通过驱动油缸使千斤顶向上推牵引中心销。在反作用力的作用下，4个拉杆将力传递给牵引中心节点，使牵引中心节点从牵引中心销分离，如图9所示。

图8 优化后工装现场运用

图9 牵引中心节点分离

截至目前，苏州地铁2号线电客车架修前30列车共发生牵引中心销与牵引中心节点未正常分离的情况有137次，发生率达45.67%。优化设计后，工装已累计使用115次，使用稳定，检查外观状态无变形和部件探伤检查无损伤。工装优化使用效果前后对比如表1所示。

表1 工装优化前后效果前后对比

4 结语

综合对比工装优化设计前后的使用情况，优化后的牵引中心节点和中心销分离工装解决了现有工装强度不足问题，提高了工装的可靠性和架修现场的作业效率，极大地减小了作业安全隐患，保障了架修现场作业人员安全，避免了中心销螺纹孔的损坏，提高了架修部件的维修质量。