浅谈高速动车组转向架五级修主要检修工艺及设备

浅谈动车组转向架五级修检修工艺及主要检修设备（高加：中铁工程设计院有限公司，北京）摘要：本文对动车组五级修检修主要工艺方法、工艺流程、工艺要求及检修使用主要工艺设备进行介绍，并对转向架构架、轮对组成、电机等关键部件进行详细阐述。前言高速动车组转向架分为动力转向架和非动力转向架两种类型，两种转向架采用基本一致的结构型式，但非动力转向架没有牵引电机和驱动装置。每台动力转向架有两根动力轴，牵引电机采用架悬方式。转向架构架为H型箱形焊接结构，由侧梁、横梁及枕梁组成；一系悬挂是螺旋弹簧加垂向减振器；二系悬挂为带有辅助橡胶堆的空气弹簧直接支撑车体。动力转向架采用轮盘制动，非动力转向架采用轴盘制动。高速动车组转向架五级修为分解检修，轮对需拆除电机、齿轮箱、轴箱等部件并进行车轮退卸。油制动管路、牵引拉杆、及转向架配线等小部件进行状态修，不分解。1、构架检修工艺转向架解体后构架组成经清洗干燥后进入检修作业区，构架检修主要工艺流程为：构架外观检查→构架主要焊缝和吊座焊缝脱漆→主要焊缝和吊座焊缝磁粉探伤→构架焊修→空气室压力试验→构架尺寸测量→构架涂漆。构架的脱漆、涂漆应在密闭间内进行，密闭间电气设备应具备防爆功能，密闭间安装送排风系统保证室内空气脱漆剂及油漆含量低于燃爆点。构架的探伤采用湿法人工磁粉探伤，对侧梁与横梁连接部位焊缝以及电机吊座、制动吊座焊缝进行探伤，保证上述部位不得存在裂纹，探伤作业也应在封闭暗室内进行,对有裂缝的部位应进行打磨、修补。2、轮对组成检修及主要工艺设备检修内容包括轮轴检修、齿轮箱检修、轴箱轴承检修、电机检修及其它小部件的检修。检修流程为：齿轮箱冲洗→轮对脱漆→轴箱轴承拆解→空心车轴超声波探伤→轮对退卸→车轴检修→车轴磁粉探伤→齿轮箱解体→齿轮箱分解与检修→更换小齿轮轴承→齿轮箱组装→齿轮箱跑合试验→轮对压装→轮对踏面镟修→轴承轴箱组装及跑合试验→轮对交验2.1轮对检修轮对五级修需退卸车轮。车轴轴身的检修对于表面不大于1mm的打击伤痕，进行局部打磨处理，表面沟槽型擦伤如不大于0.5mm，进行局部打磨处理，大于0.5mm则利用数控车床进行车削加工，如动车车轴的轮座与齿轮座之间的卸荷槽有损伤则车轴作报废处理。车轴需进行磁粉探伤，探伤部位包括轴身、轮座、制动盘座、轴颈。车轮进行静不平衡位置检测并记录，轮对压装时两车轮静不平衡位置在同一平面且方向相反。轮对检修主要工艺设备：（1）数控轮对压装机满足动车组轮对压装、轮对注油压装、轮对退卸、轮对注油压装后的检压、轮对位置尺寸和跳动尺寸的检测，显示数据并打印。该设备应具备以下功能：1）能够用于整体车轮、制动盘、与车轴的压装、退卸、注油压装、注油退卸。2）能进行车轮、制动盘注油压装后的检压，检压方向包括沿车轮压装方向或沿车轮压装反方向进行，检压力大小可提前设定或检压时由人工控制。3）具有移动式轮对支撑输送装置，可将输送轮对到机床的中心。4）具有定中心装置（顶尖对中装置），轮对压装采用车轴中心孔定位方式，压装时须保持与液压油缸的中心一致。5）配备自动化操作软件，具有自动控制压装和人工控制压装两种作业方式。具有人工输入数据、压装尺寸自动检测、自动显示压装曲线、吨位、尺寸数值的功能；并具有存储、打印功能，具备超限报警功能。具有自动曲线判定功能。（2）空心轴超声波探伤机该设备用于检修动车组轮对空心轴的超声波探伤检查。整套设备安装在一个固定位置上,轮对可被自动定位,检测装置进入到空心轴内对其进行超声波检测，能够横向和纵向的两个方向上对空心轴内孔表面上的裂纹和空心轴内部的缺陷进行检测。轴横向的检测采用45°和70°的入射角，为了区分内部缺陷回波和外表缺陷回波，本检测系统采用一个优化程序，该程序中可以确定检测频率和传感器的尺寸。探头座超声波传感器安装在靠近探头座端部的位置,当探头完全插入到空心轴的内部时,就可以完成对整个空心轴的检测。（3）数控车轮车床数控车轮车床主要用于组装后的轮对的踏面、轴载和轮载制动盘的加工，数控车轮车床的基本性能为：配有摩擦驱动系统；具有轮对提升机构，将轮对提升到机床的对中高度，并应保证切屑顺利进入废屑传送系统；具有对轮缘厚度、轮缘高度、踏面直径、不圆度、垂向跳动和内侧距等轮对主要数据的测量功能。具有数控切削刀架，并具有两个双刀柄(左右端)、四个刀片座。具有集成PLC的数控系统、轮型磨损和直径测量系统及滑动控制系统等功能模块。2.2轴箱轴承检修要求轴箱体导柱局部锈蚀减少量不大于2mm，轴箱体金属迷宫槽部位不得有凹陷、变形，轴箱前后端盖表面目视不得存在裂纹，装配面不得出现锈蚀。轴承检修需建立流水生产线，轴承检修工序包括轴承清洗、轴承内外圈探伤、滚子探伤、轴承选配，轴承的检修及与轮对的组装均应在密闭间内进行，封闭间采用中央空调控制房间温度，工作时温度在16℃~30℃之间可调，可精确控制在（20±2.5）℃内。空调具有除湿功能，湿度不允许超过60%。房间的清洁度和降尘量满足60mg/㎡·24h的要求，空调的供风口有除尘净化装置。封闭间内应配备3t天车，以备特殊情况下使用。2.3齿轮箱检修齿轮箱检修内容包括大小齿轮磁粉探伤、密封盖和轴承盖清洗、密封圈更换、轴承更换、齿轮箱油更换、齿轮箱跑合试验。大小齿轮轴承为偶数次5级修进行更换。齿轮组装后，测量大小齿轮轴承在检修温度下的游隙，不合格必须调整。齿轮箱的检修也应在密闭间内进行，环境要求与轴承检修类似。齿轮箱跑合试验是模拟车辆实际运转工况下对轮对进行空转，检查齿轮驱动系统有无异响、渗漏、异常升温及其他异常情况，保证齿轮箱检修质量，要求在最高跑合速度时正反向跑合各15min，轴承温度、齿轮箱油温不得超过100℃。3、牵引电机检修牵引电机也进行分解修。防护接线插头部位，清理电机外部污垢，更换拆解过的紧固件和橡胶件。用干燥空气吹扫转子、定子表面，转子需进行动平衡试验和固有频率测量，更换轴承润滑油脂，充分润滑后进行电机磨合运行。4、转向架组装落成转向架落成和尺寸调整在专用台位上进行，组装后各部尺寸须满足轴距偏差小于±1mm,且轴距之差≤1mm,对角线之差≤1mm；同一轮对与构架侧梁基准面距离横向之差≤1mm。轴箱弹簧组成按试验载荷下的高度选配，同一轮对两组轴箱弹簧高度之差不大于1mm，同一转向架四组弹簧高度之差不大于2mm。转向架组成M16以上规格的螺栓安装时须涂抹扭矩系数稳定剂。转向架落成组装后将温度传感器与轴箱安装位置联接，将动车齿轮箱接地装置与电机接地装置联接。转向架落成后须在专用的加载试验台上进行加载状态下尺寸检查、空气弹簧管路气密性试验、差压阀的压差试验、踏面清扫装置动作试验、制动夹钳动作试验，制动单元及油压管路排气、泄漏试验，具体试验要求及作业方法按照新造产品相应试验要求进行。转向架静载试验台用于动车组检修后的检测试验。该设备应具备的主要功能有：1）定位和对中找正功能：保证转向架横向和纵向偏差均不超过0.5mm。2）加载检测功能：设备在垂向方向具有双加载油缸结构，能模拟车体重量（空车载荷、满车载荷）对转向架两侧进行垂向加载试验，油缸加载速度可实现无级调节，单侧油缸加载力的大小在0～200KN载荷范围内任意调整。可实现单独加载、同步加载（等位移加载）、等载荷加载、空车载荷-满车载荷循环加载等。3）称重功能：能在模拟车体（空车载荷）或者任意加载载荷工况下进行单个车轮轮重及单条轮对轮重差的检测，同时能计算和显示转向架总重（轮重之和）；工作过程和测量结果在控制系统即时显示。4）气密性试验检查：应配备气密性试验检查装置以满足转向架空气弹簧管路系统、各空气管路系统的管路气密性试验（保压泄露）检查，也可实现制动装置的动作试验。5）自动尺寸测量功能：自动测量并即时显示转向架轴距尺寸,对角线尺寸,转向架二系上平面到轨面高度距离；结束语：国内动车组五级修为动车组检修的最高级别，目前可借鉴经验较少，在今后高速动车组的运用和维护中应不断积累技术数据，特别是驱动电机、制动夹钳等影响动车组行车安全核心部件的检修，还要做进一步研究，只有不断提高检修工艺技术水平，才能更好的确保高速动车组的安全可靠运行。