赵小辉
摘 要:目前上海局动车段CRH2动车组三级修进入量产化阶段,经过为期三年多的CRH2型动车组三级修,流水化检修流程已经有了较好的优化,工艺也做了多方面的改进。转向架的检修质量是保证动车组平稳、安全运行的基础,分析转向架检修过程中的关键工序和重要项点对提高转向架检修质量,确保动车组的安全、可靠具有非常重要的意义。尤其随着高铁的快速发展,动车配属量扩大,动车组走行公里数也普遍增长,动车检修的质量更要加强,检修效率更要提高。本文主要针对CRH2型车在三级修检修过程中的流程和工艺重要项点进行梳理,提出作业过程中关键工序卡控项点,对以后CRH2型车三级修向更高标准、更高检修效率和更好发展有着十分重要的意义。
关键词:CRH2;动车组;转向架;三级修;检修流程
1 CRH2动车组分类及转向架概述
自从2007年4月18日中国铁路第六次大提速以来,最高运行速度达200km/h的动车组已广泛奔驰在祖国大江南北。CRH2型动车组是引进于日本的200公里动力分散型电动车组,该动车组技术含量高、结构相对简单,具有轴重轻、能耗低、起动加速性能好、运行稳定等优点。并采用了较多的新技术、新工艺、新材料、新装置。经过四方车辆股份有限公司的改进研发,目前我国自主研发上线运行的CRH2型动车组总共有7种,分别为CRH2A(200公里8编组座车)、CRH2B(200公里16编组座车)、CRH2E(200公里16编组卧车)、CRH2C1(250公里8编组座车)、CRH2C2(300公里8编组座车)、CRH2C2(350公里8编组座车)、CRH380A(380公里8编组座车)、CRH380AL(380公里16编组座车)。其中CRH2A、B、E、2C1四种车型主要用于中国铁路既有改造线或新造快速线运营。CRH2C2、380A、380AL三种车型主要用于中国铁路高铁线运营。
目前CRH2型车的7种车型转向架大致可分为两种,普通动车所用转向架和高铁用车所用转向架。上海动车段转向架车间成立的主要目的是针对动车组转向架进行三级修程以上的检修作业。目前已经修浚CRH2型动车转向架5000多个。本文主要针对CRH2型车在三级修检修过程中的流程和工艺重要项点进行梳理,提出作业过程中关键工序卡控项点以提高动车组转向架检修质量和效率。
1.1 CRH2动车组修程
CRH2型动车组检修分为五个等级。一级和二级检修为运用检修,三级、四级和五级检修为定期检修。CRH2型动车组以运行里程确定检修周期循环图,如图1-1所示。
1.2 CRH2动车组转向架分类
到目前为止,上线运行的CRH2型动车组转向架主要有以下三种;
⑴CRH2A/B/E/2C1动车组转向架,主要结构特点是附有增压缸组成,采用液压管路制动装置。
⑵CRH2C2动车组转向架,主要结构特点是附有双层抗蛇形减振器安装座,采用空气管路制动装置。
⑶CRH380A/AL动车组转向架,主要结构特点是附有双层抗蛇形减振器安装座和抗侧滚扭杆装置,采用空气管路制动装置。
2 CRH2动车组转向架三级修流程和工艺项点分析
2.1 CRH2型车转向架三级修要求
动车组的轮对轴箱总成、牵引电机、空气弹簧总成、轴箱弹簧总成、减振器、速度传感器、制动夹钳等关键部件经过三级检修后要求保持良好运用状态,保证安全运行60万公里;其余经过状态修的部位要保证到下一次二级检修。状态修更新的零部件应执行其质量保证期。对动车组检修须严格执行质量检查、验收制度,由质量检查人员检查合格并向验收人员办理交验。
2.2 CRH2型车转向架三级修流程
CRH2型车流程主要分为14个项点,其过程如图2-1所示。各个项点按照次序流水化进行。首先对进入转向架车间的CRH2型车转向架进行分解,分解得到的部件按照检修要求和工位设置的不同可分为9个次级项点,分别为:(1)牵引拉杆、轮对提调等杆件检修;(2)减震器检修;(3)轴箱弹簧、空气弹簧检修;(4)构架检修;(5)电机检修;(6)联轴节检修;(7)轴箱体前后盖检修;(8)传感器检修;(9)轮对检修。
经过9个次级细化检修后要对电机和轮对进行部件组装,电机需要组装电机侧联轴节,轮对需组装轴箱体、传感器和齿轮箱侧联轴节。其次对各個杆件、减震器、轴箱弹簧、构架、电机、轮对组成6项关键部件进行整体落车并进行尺寸调整,落车完毕后进入静载试验台,进行静载荷试验、空簧保压试验、差压阀压差试验和制动装置动作试验。待试验完成后进行检查交检,检查完毕后转向架检修完成。
2.3 CRH2型车转向架工艺项点分析
2.3.1 牵引拉杆、轮对提吊等杆件检修分析
CRH2型车的分解杆件主要包括力传递、防护、减震或支撑类部件,其主要包括牵引拉杆、轮对提吊、齿轮箱吊杆、电线支架、排障装置、增压缸罩6个部件组成内容。杆件检修的重点内容为牵引拉杆和齿轮箱吊杆检修。其中牵引拉杆为牵引力传递的部件,与车体和转向架相连,是车体和转向架之间纵向牵引力传递的最主要部件。因此检修标准相当高,具体要求如下:橡胶节点不得接触酸、碱、油或其它有机溶剂,避免热损伤和人为磕碰损伤。
齿轮箱吊杆检修是杆件检修中的重要部件,齿轮箱吊杆是连接齿轮箱和构架的杆件,每根吊杆配合四个缓冲橡胶缓冲运行过程中齿轮箱和构架之间的冲击。检修过程中主要须重点注意以下几个方面:
⑴CRH2C2/CRH380A/AL齿轮箱吊杆需进行磁粉探伤,检查确保无裂纹;探伤的主要部位为齿轮箱吊杆的磨耗部位及整个中间部分。吊杆磨耗部位直径,对应橡胶座、垫片的内孔磨耗部位直径须予以重视,其尺寸标准非常高。
⑵CRH2A/B/E/C1齿轮箱吊杆时须测量橡胶垫厚度,不得低于23.1mm(设计厚度25mm)。橡胶垫表面有裂纹时,测量橡胶垫表面裂纹长度,裂纹长度应小于20mm,深度小于5mm。
⑶其余电线支架、排障器、轮对提吊、增压缸罩等杆件或防护类部件检修时按照相关作业指导书进行状态检查,需要测量尺寸的测量具体尺寸决定是否报废更换新品即可。
2.3.2 减震器检修分析
减震器为转向架一系或二系悬挂或车体之间震动冲击载荷缓冲的部件,是影响高速动车组运行的关键因素。CRH2型动车组减震器总共有四种。分别为垂向减震器、横向减震器、抗蛇形减震器、车端减震器。减震器检修过程中最重要的内容为减震器性能试验部分。其中CRH2A/B/E采用同一试验参数进行试验,CRH2C1和CRH2C2分别独立采用一套试验参数进行试验,另外CRH380A/AL采用同一套试验参数进行试验。
2.3.3 轴箱弹簧、空气弹簧检修分析
轴箱弹簧和空气弹簧都是承载车体和缓冲垂向载荷的重要部件,其中轴箱弹簧为钢簧,属于一系悬挂,压缩、拉伸弹性形变大,可有效的缓冲动车组运行过程中的低频震动;是由内外两圈反向螺旋钢簧组成的双簧结构,总体分解后需要进行再次分解,检修较为复杂。每个钢簧都须进行刚度试验,组装时按内外簧高度进行选配。空气弹簧为像胶囊包裹的气体弹簧。其拉伸、剪切形变小,但可以有效地缓冲动车组运行过程中的高频震动。其结构由上盖板、下盖板和进出气孔组成,不需要再次分解。
空气弹簧作为车体与构架之间的缓冲和垂向力承载装置,其对于高速动车组的作用非常重大。是动车组与普通车转向架结构改进的重要部件之一。其在检修方面最重要的就是对其充气部分的橡胶囊进行检修:
⑴空气弹簧检修时不得接触酸、碱、油或其它有机溶剂,避免热损伤和人为磕碰损伤。
⑵上下进气嘴毛刺、磕碰等损伤可用400#砂纸或油石进行打磨消除棱角。外露金属表面出现锈蚀时用80#砂纸进行清除。(砂纸粗细度区别很大)。
⑶动车组空气弹簧外观检修缺陷更换标准非常严格。
2.3.4 构架检修分析
构架是转向架的骨架,其主要作用是承载和安装各个悬挂系统及安装件。CRH2型车构架检修包括构架本体检修、未分解部件检修和管路系统检修三部分内容:
⑴构架本体检修。重点项目有:目视检查外露表面油污、锈垢清除良好,表面不得存在划伤、磕碰伤,各安装座不得存在扭曲、变形。目视发现有裂纹、密集式气孔等缺陷时须焊修,焊修后焊缝须进行磁粉探伤。
⑵未分解部件检修。重点项目有:未分解部件主要包括制动夹钳、增压缸、踏面清扫器、温度传感器、差压阀、抗侧滚扭杆等检修项目。其中制动夹钳和踏面清扫器为重点检查项目。制动夹钳的波纹套、油缸和闸片厚度需要重点注意。
⑶管路系统检测。重点项目有:配管表面无凹陷、划伤、变形。配管与管支架、管卡座和管卡间无间隙,管支架无变形。各管路安装管卡无松动、脱落现象;管卡有明显的变形须更换新品。
⑷螺纹孔检修。构架几乎是转向架所有部件的安装载体。因此构架螺纹孔检修是非常重要的检修内容。其主要包括:牵引拉杆安装螺纹孔、电机安装螺纹孔、减震器安装螺纹孔、定位臂安装螺纹孔、轮对提吊安装螺纹孔、温度传感器安装螺纹孔等。对所有螺纹孔都要进行清理溜丝,其中牵引拉杆安装螺纹孔、电机安装螺纹孔、减震器安装螺纹孔、定位臂安装螺纹孔为重点螺纹孔检修项点,需要用塞规检测螺纹状态。如果丝孔出现乱丝或滑丝需要返厂进行螺纹孔重新加工。
2.3.5 电机检修分析
CRH2型车电机首先在分解完毕以后,记录其铭牌号和所安装位置后进行彻底的防护。主要防护部位为电380V三项交流电缆插头和速度传感器插头,然后装箱返厂。因目前转向架车间不具备自主检修电机的资质,所以电机在分解以后直接装箱返厂,等待下列维修车列再次组装使用。返厂回的电机在组装前需要注意几个事项:
⑴确认电机合格证和铭牌是否一致,防止返厂批次错误。
⑵检查电机的电缆插头和传感器插头是否合格。尤其插针的状态。
⑶返厂后的电机需要对电机侧联轴节进行安装,需要核对所装联轴节批次正确且方向正确(不能将齿轮箱侧误装至电机侧)。
2.3.6 联轴节检修分析
联轴节是连接轮对齿轮箱和牵引电机的重要部件,牵引电机的全部扭力都由联轴节来传递。联轴节由两部分组成,一部分与齿轮箱连接,另一部分与牵引电机连接。CRH2型车的联轴节分为两种,其中CRH2A/B/E/2C1四种车型运用同一种联轴节。其在检修的过程中需要分解检修,对小齿轮部分需要进行探伤。而CRH2C2/380A/380AL三种车型所用联轴节为ESCO公司生产的联轴节。不需要分解检修,但要从转向架分解工序开始做好防护工作,防止污物污染内部润滑油。两种联轴节检修重要注意项点:
⑴两种联轴节在分解过程中都要做好防护工作,其中ESCO联轴节防护要求更为严格。
⑵CRH2A/B/E/2C1四种车型联轴节需要再次进行分解检修,小齿轮是扭力的重要传递部件,其啮合部位检查是关键,必要时需要进行磁粉探伤。
⑶两种联轴节在和电机或齿轮箱组装过程中需要严格保护好电机和齿轮箱主轴,防止磕碰。
⑷两种联轴节安装方法和所用工装工具不同,CRH2A/B/E/2C1组装时先要进行预组装,然后进行热装。而CRH2C2/380A/380AL需用高壓油泵进行正压,然后反压检查安装状况。
2.3.7 轴箱体和传感器检修分析
轴箱体是连接轮对和构架的活动关节,它除了保证轮对进行回转运动外,还能使轮对适应线路或轨道不平顺,相对构架具有一定的横向、纵向和垂向的减震作用。CRH2型车的轴箱定位方式均采用转臂式定位方式,检修过程中首先要对轴箱体进行分解清洗,然后再进行打磨。关键注意项点如下:
⑴定位节点需要进行刚度检测试验,调节设备参数至各型车所需参数进行试验,须严格执行各型车所匹配的参数。
⑵轴箱体内孔尺寸检测需要使用专用仪器,其精度要求相当之高,要严格进行测量仪器的标定工作。
⑶轴箱体前后盖各型车所用材料均由区别,进行轴箱体组装时应相匹配。
传感器检修内容主要包括齿轮箱、轴箱温度传感器检修、AG37、AG43速度传感器检修、ATP(GEL247V)、LKJ用速度传感器检修和接地线检修四项内容。轴箱齿轮箱温度传感器不从构架上拆下,在构架上检修,须在构架清洗工序后进行。CRH2型动车组各级检修中速度传感器检修仅针对给制动控制装置(BCU)提供速度信号的AG37、AG43型速度传感器。
2.3.8 轮对检修分析
轮对检修是三级修最为重要的检修部分,同时也是确保动车组安全运行的最为关键因素。CRH2型车轮对检修按照流水化检修,其流水检修流程如图2-2所示:
轮对检修按照流水化检修可细分为16个作业项点。其中的重点检修项目有:超声波探伤、磁粉探伤、轮辋轮辐探伤、轮对镟修、轮对组装交检。其中CRH2A/B/E/2C1动车组需要进行上述所有检修项目。而CRH2C2/380A/380AL只需进行上面流程图中的除探伤脱漆、磁粉探伤、轴身补底漆、轴身补面漆之外的12个检修项目。这是因为CRH2C2/380A/380AL三种车型所用轮对与CRH2A/B/E/2C1四中车型所用轮对有别。三级检修不需要进行磁粉探伤。轮对检修重要注意项点有:
⑴轮对清洗时不能对齿轮箱和轮对连接处用高压水枪直接冲洗,防止齿轮箱进水。
⑵轴承清洗时要注意轴承的纵向滑动状态,如果手能感觉到明显游隙,需进一步进行轴承游隙测量,必要时更换轴承。
⑶齿轮箱清洗时需要确认齿轮箱润滑油型号,CRH2A/B/E/2C1四种车型所用润滑油为EP-3080,CRH2C2/380A/380AL三种车型所用润滑油为JRK-65。另外确保润滑油箱中清洗用油混合比例正确,是否变质或存在太多杂质。
⑷CRH2A/B/E/2C1四种车型在脱漆时只需对探伤部位进行脱漆,确保探伤部位脱漆到位。
⑸超声波探伤机、磁粉探伤机、轮辋轮辐探伤机和镟轮机均属高精度操作设备,平时做好计量维护工作,每次开机性能交验要认真。
⑹轮对组装要在正常室温条件下组装,确保环境温度达到要求。
2.3.9 转向架落成试验分析
转向架落成是在所有转向架部件都检修交检完毕和轮对电机组装完毕后进行的整合工序。落成完毕后需要进行一些尺寸的测量,对于不满足要求的要进行调整,主要调整测量内容有转向架轴距测量、对角线尺寸测量、轴箱构架高度测量、联轴節高度差测量、轴箱调整垫片空簧调整垫片选择等工作内容。对于连接件都有扭矩要求,必须对扭矩扳手交验和存放管理予以重视。扭矩施加是非常重要的部分。
转向架试验是最后的工序,试验台可以模拟整车压力情况进行预压,预压后测量各基准尺寸,确保螺栓紧固到位,转向架变形在要求范围之内。对于空气弹簧需要进行模拟车体重量的保压试验,确保无泄漏。对于制动装置,要模拟列车管风压进行制动试验,确保夹钳动作正常,制动效果良好且无抱死现象。对于差压阀要进行压差试验,确保阀体内部工作正常。
3 结语
本文主要针对CRH2型车在三级修检修过程中的流程和工艺重要项点进行梳理,提出作业过程中关键工序卡控项点,对以后CRH2型车三级修向更高标准、更高检修效率和更好发展有着十分重要的意义。随着动车组的更多投入运营,动车组高级修的修程将扩大到四级修、五级修,各项质量检查的规章制度将逐步健全完善,检修质量也将逐步提高。三级检修只是动车组定检的最低级别检修。目前经过上海动车段3年多近200组车的实际经验积累,已经对于CRH2型车检修有了一定的经验和水平。同时也为四、五级更高级别检修做好了铺垫准备工作。目前转向架车间CRH2型车三级修水平已经达到一定高度,但从上海局CRH2型车配备情况看,目前产量还不够多。对于上海局约300多组的CRH2型车配备数量,按照三级修60万公里(即约1.5年)的检修周期,每年需要进行CRH2型车三级修的车组数量保守估计数量为100组。随着高铁的发展,动车组配备数量还会增多;随着动车的运行年数增多,故障发生频率也会增多。所以动车检修工作目前只是个起步。要迎接以后更为艰巨的检修量和更高层次检修任务,还需从工艺、管理、人员配备等多个方面提高。
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[5]王伯铭,编著.高速动车组总体及转向架.西南交通大学出版社,2008年9月.