抗蛇行減振器座改造技術方案研究

王忠平

(南車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266111)

抗蛇行減振器座改造技術方案研究

王忠平

(南車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266111)

摘要：由于CRH6型城際車轉向架抗蛇行減振器結構改進涉及到車體接口變更，需要對車體抗蛇行減振器座進行現車改造。從改造需求入手，初步制訂了多套改造方案，并逐一進行了可行性分析，排除了不可行的技術方案。隨著工作的開展，對篩選出的改造方案進行了不斷完善，最終確定了切實可行的改造方案。利用該方案完成了多輛城際車減振器座的改造驗證，根據現場施工驗證情況，改造后的減振器座完全符合設計要求，也為其他動車組車體減振器座現車改造提供了可靠依據。

關鍵詞：城際車；抗蛇行減振器；改造；方案

蛇行運動是軌道車輛固有的運動形式，就像蛇彎曲前進時候的運動。這種運動如果控制在一定的范圍內，對軌道車輛的運行有導向的作用，但是該運動一旦失去控制就會導致車輛轉向架和車體發生劇烈振動，會嚴重影響車輛的乘坐舒適性和安全性，所以要對蛇行運動進行控制。抗蛇行減振器就是一種用于軌道車輛上控制蛇行運動的裝置[1]。

近年來，國內高速鐵路市場飛速發展，高速動車組和城際車以其高速、便捷、安全和舒適等優勢逐步成為人們出行的首選。在追求高速的同時，南車青島四方機車車輛股份有限公司更注重產品質量的穩步提升，一直致力于各種關鍵零部件的結構優化。為了使列車運行更平穩，在原有抗蛇行減振器結構的基礎上進行了優化設計。

優化后的減振器與車體減振器座接口有所改變，本文分析研究了車體減振器座現車改造的幾種技術方案，最終確定了一種合理方案并成功進行了應用。

1原車體抗蛇行減振器座結構

原減振器座結構為鋁合金板材拼焊而成，其結構簡圖如圖1所示。

圖1　城際車抗蛇行減振器座現車結構

車體抗蛇行減振器座需要通過螺栓與轉向架抗蛇行減振器聯接，而鋁合金材料材質較軟，在鋁板上攻螺紋，聯接強度無法滿足設計要求，所以現行工藝為用螺釘在鋁板上安裝碳鋼板，然后在碳鋼板上加工M16螺紋孔作為螺母使用。

2改造內容

原設計結構利用圖1中4個螺釘座的8-M16螺紋孔，使用M16螺栓使車體與抗蛇行減振器聯接。為保證聯接強度，使用螺栓由M16優化為M24，且螺栓布置也進行了變更。

根據接口變更要求，車體減振器座需要現車改造的內容如下。

1)圖1中位置1、2處螺釘座仍保留，但僅使用外側一個螺紋孔，且螺紋孔由M16改為M24。

2)圖1中位置3、6處螺釘座取消，但需在相應位置增加一處光孔作為抗蛇行減振器的定位銷孔。

3)圖1中位置4、5處原結構無螺釘座，需要新增2個螺釘座并開M24螺紋孔。

具體改造內容及部位如圖2所示。

圖2　城際車枕梁組成抗蛇行減振器座改造內容

3技術方案研究

車體減振器座與枕梁組成、車體是整體焊接結構，無法拆下單獨加工改造，必須現車加改。車體減振器座是向下的，對整個車體來說，無法翻轉，要進行現車加改，就需要對減振器座從車下向上鉆孔。

3.1方案1

在減振器座平面手工劃線，在各孔位置處打樣沖孔，通過手電鉆手工鉆孔。

分析：劃線精度達不到設計要求，孔間距無法保證，且手電鉆通過手動控制，鉆孔過程不穩定，無法保證鉆頭與鉆孔平面始終垂直，鉆孔精度和質量難以保證；手工無法實現M24螺紋孔攻螺紋和定位銷孔鉸孔。

結論：排除劃線鉆孔和使用手電鉆手工鉆孔2種方案。

3.2方案2

通過上述分析，同時考慮到車下空間狹小及工具操作的方便性，選用便攜式鉆孔工具——磁座鉆，磁座鉆型號根據改造內容確定，夾持鉆頭范圍應滿足φ6～φ26 mm，且具有攻螺紋和鉸孔功能。磁座鉆結構形式如圖3所示，同時，為了保證鉆孔精度，應通過鉆模實現[2]，將鉆模固定在車體減振器座底部。

圖3　磁座鉆

3.3方案2分析

標準磁座鉆鉆頭方向與磁力座在同一側，要實現自下向上鉆孔，就需要將磁座鉆倒置，吸附在車體底部，而車體減振器座為鋁合金材質，磁座鉆無法吸附，應先在減振器座底部固定碳鋼鉆模板，然后磁座鉆吸附在鉆模板上進行鉆孔；而在實際鉆孔過程中，存在切削抗力，切削抗力值時刻變化，且由于磁座鉆自重較小，約為20 kg，當切削抗力+磁座鉆自重>磁座鉆吸附力時，會造成磁座鉆墜落，存在極大安全隱患，所以此方案需優化。

3.4方案2優化

要提高施工安全性，就需要磁座鉆正裝，需要對磁座鉆進行適應性改造。將電動機、主軸部分與座體部分反轉安裝，即磁力座向下，而鉆頭向上，反裝后的磁座鉆示意圖如圖4所示。

圖4　反裝后的磁座鉆示意圖

改造后的磁座鉆仍可將磁力座正常放置，但鉆頭向上，從而實現從車下向上鉆孔。

磁座鉆改造后如何固定又成了一個新的問題。如果磁座鉆固定在地面上，則與車體減振器座平面是相互獨立的，而車體落于架車臺位上時，減振器座平面的狀態是隨機的，并不是完全水平狀態，加上地面水平度的影響，磁座鉆的主軸無法確定方向，不能保證磁座鉆主軸與鉆孔平面垂直。為保證磁座鉆主軸與鉆孔平面垂直，特地制作了專用工裝——車底鉆孔裝置，其要求同時具備鉆模功能和磁座鉆固定功能。車底鉆孔裝置結構簡圖如圖5所示。

圖5　車底鉆孔裝置結構簡圖

鉆孔裝置具有下述特點。

1)鉆孔裝置為碳鋼整體框架結構，保證了施工剛度。

2)保證頂板和底板上平面的平面度和平行度，以保證鉆孔與減振器安裝平面的垂直度。

3)頂板、鉆模功能二合一，配合各種規格鉆套，用于各孔的定位鉆削，以保證各孔的定位精度[2]。

4)在裝置底板上配置有橫向、縱向各2條線軌，使磁座鉆在各個方向均可自由、方便地移動，輕松實現定位。

5)磁座鉆安裝板上橫向和縱向均帶有鎖緊裝置，能夠可靠鎖緊，避免在施工過程中發生相對位移。

6)由于車體枕梁組成上有2個減振器座，而要求新開的定位銷孔關于枕梁中心對稱，所以此鉆孔裝置預留了開孔位置，能夠兼顧左、右減振器座的鉆孔。

4實施過程

將車底鉆孔裝置推入車體減振器座下方，在裝置下方均勻放置3個小液壓千斤頂，用千斤頂頂起鉆孔裝置，使其頂板靠近減振器座下平面。車體減振器座如圖1所示位置1、2處螺釘座的內側2-M16螺紋孔和位置3、6處螺釘座的外側2-M16螺紋孔是不用改造的，將M16螺栓旋入此4處螺紋孔。改造現場施工圖如圖6所示，具體實施過程如下。

1)擰緊螺栓，將鉆模板及整個鉆孔裝置準確定位，同時起到聯接作用。

2)鉆孔裝置底部使用千斤頂支承，使頂板上平面貼緊減振器座平面，為保證貼合，使用塞縫尺周圈檢測接觸面接觸情況，要求密貼，然后擰緊螺栓。

3)液壓千斤頂保壓后作為輔助支承。

4)將改造后的磁座鉆(鉆削部分反裝)放置于鉆孔裝置上，通電使磁力座吸附在底板上。

5)在需改造或新開的各孔位置處放置相應規格的鉆套。

6)調整磁座鉆位置，使鉆頭置于鉆套內，通過底板鎖緊裝置固定，起動磁座鉆開始鉆孔。

7)鉆孔結束后，更換鉆套和鉆頭，進行擴孔。

8)按照上述步驟依次加工其余各孔。

9)鉆孔結束后，更換絲錐，對圖2中的4-M24螺紋孔進行攻螺紋。

11)鉆孔結束，安裝新結構轉向架抗蛇行減振器座即可。

圖6　改造現場施工圖

5結語

目前，國內外還沒有能夠實現車下加工的通用設備，若定制專機，則費用較高，且設計、制造周期都較長。本文所述技術方案不僅很好地解決了車下鉆孔的問題，同時保證了所鉆孔與平面垂直，可完全滿足設計要求。按照本文所述方案，可以擴展應用至其他車型的車下鉆孔、攻螺紋和鉸孔等施工。

參考文獻

[1] 卜繼玲,樊友權.抗蛇行減振器對機車運行品質的影響[J].電力機車與城軌車輛，2004(6):6-8.

[2] 吳明. 磁座電鉆在設備修理中的應用[J].建筑機械化，2009(3):68-69.

責任編輯鄭練

Research on Technical Scheme of Transform Anti-yaw Damper Seat

WANG Zhongping

(CSR Qingdao Sifang Locomotive and Rolling Stock Co., Ltd., Qingdao 266111, China)

Abstract:The structure has improved in CRH6 type inter-city train bogie anti-yaw damper, which results in car body interface changes and need to transform the anti-yaw damper seat of car body. Starting from transform demand, a preliminary transform scheme was developed and the feasibility was also analyzed. With the development of the work, the transform scheme was also improved, finally determined a feasible solution. According to the results of test, the anti-yaw damper after transforming can fully meet the design requirements, in the meantime, it provided the transforming basis for the anti-yaw damper seat of other motor train unit.

Key words:inter-city train, anti-yaw damper, transform, scheme

收稿日期：2014-05-27

作者簡介：王忠平(1980-)，男，高級工程師，大學本科，主要從事軌道車輛鋁合金零部件制造工藝等方面的研究。

中圖分類號：U 270.33

文獻標志碼：A