CRH1型动车组转向架定位转臂检修工艺分析

赵 要 敏

(青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司 生产部，山东 青岛 266111)

定位转臂是CRH1型动车组转向架一系悬挂装置中的重要组成部分，承担着轮对轴箱装置、螺旋钢弹簧及一系垂向减振器等部件的安装与定位作用，同时，承载了来自车辆簧上部分的全部质量及各个方向的冲击载荷[1]。本文针对定位转臂检修过程中存在的一些问题，结合实践，提出一套行之有效的工艺方案，确保定位转臂的检修质量能够满足车辆运行要求。

1 定位转臂结构及检修要求

定位转臂由定位转臂体、橡胶节点和弹簧挡圈组成(图1)。定位转臂体的节点孔和橡胶节点之间采用过盈配合，定位转臂体节点孔两侧各有1个凹槽，弹簧挡圈安装在凹槽内，起到对橡胶节点的轴向定位作用。橡胶节点的压装工艺为：先将一侧的弹簧挡圈安装到定位转臂体节点孔的凹槽中(该弹簧挡圈安装到位后，用以对橡胶节点进行轴向定位)，然后用压力机将橡胶节点压入定位转臂体节点孔内，最后安装另一侧的弹簧挡圈。在CRH1型动车组转向架进行四级修和五级修过程中，橡胶节点和弹簧挡圈均需要拆卸并更换新件，拆卸工艺为：先将一侧的弹簧挡圈取出，然后用压力机将橡胶节点由该侧退出，最后取出另一侧的弹簧挡圈。

图1 定位转臂结构图

2 目前存在的问题

在对CRH1型动车组转向架进行第一次四级修过程中，发现在拆卸橡胶节点时，定位转臂体节点孔有不同程度划伤，较严重的划痕导致了定位转臂体报废。同时，结合车辆运行过程中的故障反馈，认为橡胶节点压装后的对称度超差将影响轮对组成的安装精度，进而导致由定位转臂传递给轴承的载荷发生偏载、轴承横向力增大，增加了轴承出现剥离、车轮踏面磨耗加剧等质量问题的概率。因此，如何避免橡胶节点拆卸时定位转臂体节点孔划伤以及保证橡胶节点压装后的对称度，是确保定位转臂检修质量的主要课题。

3 原因分析及解决方案

3.1 划伤

根据统计，橡胶节点拆卸后，约有20%的定位转臂体节点孔存在轻微划伤，这些划伤经过打磨修复后，定位转臂体可正常使用；约有7%的定位转臂体节点孔存在严重划伤，需报废。研究橡胶节点压装及拆卸过程发现，导致定位转臂体节点孔划伤的原因主要有2个：(1)橡胶节点在压装过程中，在其刚压入定位转臂体节点孔时，两者会存在一定的不同轴度，导致橡胶节点圆周面与定位转臂体节点孔发生不均匀挤压，从而导致节点孔划伤；(2)橡胶节点与定位转臂体节点孔长时间紧密贴合，局部会产生粘连，在拆卸节点过程中，一旦拆卸速度过快，粘连区域则会产生划伤。针对以上原因，对橡胶节点压装工艺及拆卸工艺进行优化。首先，在橡胶节点压装过程中，在工装底部增加了一个缓冲垫(图2)，缓冲垫材质为高分子橡胶，厚度为10 mm，当橡胶节点压入定位转臂体体节点孔时，缓冲垫受到定位转臂体传导的压装力会发生不同程度的形变，该形变有效地缓解了橡胶节点与定位转臂体节点孔之间的不同轴度，从而避免了定位转臂体节点孔的划伤；其次，在橡胶节点拆卸过程中，压力机压头在开始接触橡胶节点时，先采用点动方式操作，以此来消除橡胶节点圆周面与定位转臂体节点孔之间的粘连，待橡胶节点产生轻微位移后，再对其连续施压，直至橡胶节点完全退出。经过验证，优化后的橡胶节点压装和拆卸工艺，有效地减少了定位转臂体节点孔划伤概率。

图2 橡胶节点压装工艺的优化

3.2 对称度

经过对现行压装工艺及压装后的尺寸链分析发现，橡胶节点压装完成后，其两端平面对定位转臂体中心线的对称度为1～1.2 mm。分析认为该对称度过大，应对其进行控制，经过多次论证，最终将对称度确定为0.5 mm。根据对定位转臂体节点孔和橡胶节点配合后的尺寸链及公差的计算[2]，认为受定位转臂体尺寸公差及加工误差累积影响，无法从工艺上或利用工装一次性保证橡胶节点压装后的对称度。针对以上问题，从以下三方面采取措施进行解决：

(1) 压装后检测。制作一组检测样板，检测样板分为通过样板和止住样板2种(图3)，其工作面为“ ︹ ”形，“ ︹ ”形工作面的高度即为橡胶节点端面与定位转臂体端面的高度差，根据计算得出，通过样板和止住样板工作面的高度应为5 mm、4.5 mm。橡胶节点压装完成后，先用通过样板对任一侧橡胶节点凸出定位转臂体端面的高度进行检测，如果通过样板能够通过，则说明该高度尺寸小于5 mm，同时再用止住样板进行检测，如果止住样板无法通过，则说明该高度大于4.5 mm，由此可判断该定位转臂合格(图4)。如果用通过样板检测无法通过，或者止住样板可以通过，说明两端橡胶节点端面与定位转臂体端面的高度差大于0.5 mm，由此可判断该定位转臂不合格。

图3 通过样板和止住样板

图4 利用检测样板检查橡胶节点凸出定位转臂体端面的高度

(2) 工装优化。首先根据理论计算确定出橡胶节点凸出高度，然后在工装上增加限位凸台，由限位凸台对橡胶节点进行轴向定位，以此可基本保证对称度不超过0.5 mm。经过对320个定位转臂的压装数据统计，橡胶节点压装后对称度一次合格率为95.3%。

(3) 二次压调。对于对称度不合格的定位转臂，通过在工装上增加调整垫的方式对橡胶节点进行压调，调整垫为圆环状，尺寸与定位转臂体节点孔外圆相吻合，厚度分为0.2 mm、0.5 mm和0.7 mm 3种规格。首先用深度游标卡尺测量出橡胶节点端面与定位转臂体端面的高度差，确定出合适厚度的调整垫，然后找出高度差较小的一侧，并将调整垫放在该侧定位转臂体端面下方，用压力机对橡胶节点进行压调；压调完成后，再次用检测样板进行检查。通过二次压调的定位转臂可满足橡胶节点两端平面对定位转臂体中心线对称度为0.5 mm的要求。

4 结束语

在CRH1型动车组转向架进入五级修阶段时，对定位转臂检修过程中的划伤情况进行了跟踪，采用本文所述的优化工艺方案后，定位转臂体节点孔划伤问题发生率已不足1%，因严重划伤导致定位转臂体报废的情况基本消除。同时，列车运行中反馈的轮对组成安装精度问题也得到了有效控制。