抗側滾連桿剛度檢測工裝優(yōu)化研究

摘要：抗側滾連桿剛度檢測過程中，由于工裝自身變形影響測量精度，通過對原工裝影響測量因素分析，重新設計剛度檢測工裝，降低測試誤差，提高精度。

關鍵詞：剛度 框架結構 厚壁圓筒

1.前言

動車組檢修過程中，為保證關鍵橡膠零部件的狀態(tài)，需進行剛度檢測試驗驗證，抗側滾連桿剛度檢測試驗則是典型之一。物理量的測量值與客觀存在的真實值之間總會存在著一定的差異，這種差異就是測量誤差。剛度檢測的測量誤差主要由設備誤差、工裝誤差以及操作過程誤差等疊加。本文主要對抗側滾連桿剛度檢測工裝進行研究，通過優(yōu)化工裝結構，以求達到減小誤差的目的。

2.工裝設計

2.1. 剛度檢測簡介

測量抗側滾連桿節(jié)點剛度的數(shù)據，通過支撐節(jié)點芯棒，保證檢測過程中芯棒相對靜止，壓力設備從垂向方向給與一定的壓力，傳感設備記錄檢測過程中的力與位移曲線，得出所需結果。剛度檢測簡圖見圖1所示。

圖1 抗側滾連桿剛度檢測原理圖

剛度檢測設備一般為龍門式框架單壓頭結構，其中載荷動作為自動化操作，能實現(xiàn)橡膠節(jié)點載荷范圍內任意載荷下的壓縮高度，也可以在檢查橡膠節(jié)點壓縮高度范圍內任一壓縮高度下載荷值的大小。剛度測試指根據剛度計算公式根據橡膠節(jié)點壓縮過程中檢測到F-S關系計算出剛度值的大小。

設備主要包括主體結構、壓力系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)以及微機部分，而由于被檢測抗側滾連桿結構的特殊性，并不可以直接檢測，需要制作專用工裝底座配合檢測。

2.2. 剛度檢測工裝分析

抗側滾連桿剛度檢測，按照其結構特點分析，可參照牽引拉桿定位節(jié)點的剛度檢測方式制作支撐工裝。牽引拉桿定位節(jié)點剛度檢測工裝為整體鑄造框架式，鑄造后作表面處理。按照牽引拉桿定位節(jié)點工裝方式制作同樣框架式見圖2所示，較牽引拉桿定位節(jié)點剛度檢測工裝，抗側滾連桿剛度檢測工裝體積小，鋼材厚度也較小。

圖2 框架式剛度檢測工裝

使用此樣式工裝進行抗側滾連桿節(jié)點剛度檢測過程中，發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據有偏向上限的趨勢。針對這種現(xiàn)象，檢查檢測設備本身并無異樣，分析工裝誤差可能會有較大影響。工裝受力部位位于頂部平面內邊緣，受力面積為節(jié)點芯棒平面，接觸位置較小且居中，通過簡單受力分析，這種結構變形會較大，見圖3所示。

圖3 框架式剛度檢測工裝受力示意圖

為找出工裝變形量大小，制作剛度較大的模擬塊直接對工裝檢測。模擬試塊需剛度大，即受壓變形量可以忽略不計，并且與工裝接觸位置、面積均要求與抗側滾連桿剛度檢測一致。通過多次檢測，此框架結構工裝確實存在一定變形，會影響抗側滾連桿剛度檢測數(shù)據。

2.3. 剛度檢測工裝設計

剛度檢測工裝在工作過程中的變形無法避免，但是可以通過降低變形量提高檢測精度。通過分析，雖然使用框架結構較為輕便，操作簡單，但工裝變形量太大，有提升的空間。

要減小剛度檢測工裝受壓變形，支撐部位最好避免懸空結構，從接觸部位到底座底部，要求受力方向整體支撐。根據抗側滾連桿的結構特點，厚壁圓筒結構能較好的承載壓力。具體設計見圖4所示。

圖4 圓筒式剛度檢測工裝設計

（1-工裝主體、2-底座定位塊、3-壓力頭）

厚壁圓筒結構剛度檢測工裝，根據抗側滾連桿結構，設計圓筒高度盡量低，頂面開與節(jié)點芯棒形狀配合的溝槽，溝槽平面與工裝底面要求平行度高。需切削加工讓出抗側滾連桿運動路徑。工裝側面開工件進出槽，方便作業(yè)過程中工件進出。工裝底部焊接定位塊，保證壓力方向對正技術要求。按照利用模擬塊直接壓向工裝的方式檢測，厚壁圓筒結構剛度檢測工裝自身變形量小，達到降低工裝誤差效果，可提高抗側滾連桿剛度檢測精度。兩種剛度檢測工裝對比見圖5所示。

圖5剛度檢測工裝對比圖

3.實施效果及總結

使用新式剛度檢測工裝對抗側滾連桿節(jié)點進行剛度檢測，檢測精度得到提高，保證質量的同時抗側滾連桿報廢率降低，經濟效益也得到提高。

回顧此次抗側滾連桿剛度檢測工裝優(yōu)化研究過程，對相關工藝工作經驗總結如下：

3.1.對抗側滾連桿等樣式零部件剛度檢測工裝，厚壁圓筒結構較為實用，制作方法簡單，變形量小。

3.2.壓力檢測輔助工裝，因其自身結構、材料特性等原因，無法避免受力過程中的變形，合理設計的結構會減小變形量。

3.3.壓力測試工裝變形量的研究，可制作剛性模型，模擬壓力檢測過程，從系統(tǒng)中直接分析變形量。

3.4.工裝變形量試驗過程中，每次測試得出的變形量不一定一致，但都在一個小范圍中波動，可從大量測試的數(shù)據中研究分析，制定修正系數(shù)，更能提高部件剛度檢測數(shù)據的準確性。