关于对CRH5型动车组枕梁高度调整工艺的改进建议

周爱生

（北京铁路安全监管办驻北京动车段验收室，北京102600）

关于对CRH5型动车组枕梁高度调整工艺的改进建议

周爱生

（北京铁路安全监管办驻北京动车段验收室，北京102600）

针对CRH5型动车组三级检修中发生的枕梁高度不达标问题，依据工艺规程进行多次调整方法改进，使枕梁高度达到技术标准，并提出调整方法上的创新和后期整改方案。

枕梁；空气弹簧；尺寸测量；CRH5型动车组；三级修

自2011年11月北京动车段开始对CRH5A型动车组进行三级检修以来，多次发现一些与检修规程、检修工艺不相符的情况，其中动车组落成后枕梁高度达不到工艺标准的问题，导致检修作业不能按时完成。2015年7月25日对CRH5135A动车组三级检修整车落成后进行无风尺寸测量时，发现05车二位枕梁高度较工艺标准偏低5 mm左右（工艺标准为930.25 mm，实测值为925 mm），连续进行了3次测量，结果均是不合格。为解决这一问题，用了十多天的时间，严重影响了检修进度。随着CRH5型动车组运行公里的增加，动车组的运用故障和检修难题也在增多，作为CRH5型动车组高级修程的主修基地，北京动车段进行技术攻关，分析原因，提出可行方案并彻底解决。

1 结构原理分析

CRH5型动车组转向架摇枕（枕梁）是车体和转向架连接的关键环节，它受力较大，负担全车的质量，并通过中心销将车体质量传给走行部。如果摇枕高度不合格，除了可能引起车体倾斜、晃动、振动加剧，造成动车组运行品质下降外，还容易使车辆风档、中间车钩、车端大线等关键部件出现故障，引发严重后果。因此，工艺规程中规定了摇枕高度的技术标准。而与摇枕高度密切相关的一个部件就是空气弹簧。

CRH5A动车组每个转向架有两个空气弹簧坐落在侧梁上，空气弹簧上设有上枕梁，上枕梁采用焊接结构，四角与车体连接。空气弹簧是一种在柔性密闭的橡胶气囊中加入压缩空气、利用空气的可压缩性进行工作的非金属弹性元件，弹性恢复力由内部空气压缩的反力和随着变形有效受压面积增加的反力共同提供，具有缓冲、减振及降低噪声等功能。空气弹簧可以同时承受垂向、纵向、横向3个方向的载荷，具有较低横向和垂向刚度，并能承受大扭转变形。为确保车辆运行的安全性，在空气弹簧下部设置橡胶堆，当空气弹簧失效时，车体支撑于橡胶堆上；而在两个空气弹簧间设置了差压阀，当转向架一侧空气弹簧失效，另一侧空气弹簧可通过差压阀将压力空气排出，防止由此而引起的车体倾斜，从而保证了车辆的安全运行。当空气弹簧失效时，车辆的动力学性能变差，特别是在比较差的线路上要降到很低的速度才能安全运行，这时的枕梁高度已经完全不符合技术标准，继续运行会产生严重后果，必须回车辆段进行检修处理。

图1 CRH5型动车组转向架结构图

2 枕梁调整工艺流程

枕梁高度的测量和调整，发生在三级修整车落成后。

（1）枕梁高度测量方法：测量车体枕梁下缘与转向架接触面距轨面的距离即为枕梁的高度。水平测量时，将尺杆放在两根轨道上，测量面朝上（有垫块的一面为测量面）。卷尺零刻度线抵住测量起点，卷尺另一端垂直向下。

（2）枕梁高度调整方法：对于枕梁高度测量不合格的，要进行调整。调整时先起车，用架车机将车体升高8 mm±2 mm，将调整垫放入相应位置，直至尺寸合格。

注意事项：加垫调整时，每处最大加垫量为8 mm，应尽量使用原有调整垫进行恢复安装。现场实践中，由于加垫量是考虑到螺栓的长度，经重新核算，加垫9 mm，螺栓长度也能满足要求。

3 处理经过

根据中国铁路总公司运输局（2013）197号《和谐5A型动车组三级检修规程》的规定，空气弹簧未充气状态下摇枕的高度（Us）：T2车一位端为：932－Ws～952－Wsmm；T2车二位端为：935－Ws～955－Wsmm。

空气弹簧未充气状态下的高度（Ats）：T2车一位端Ws305～319 mm；T2车二位端Ws307～321 mm。Ws为转向架车轮单边磨耗量，T2车代表05车。

对于CRH5135的T2车（即05车）二位端而言，Ws＝4.75 mm（旋轮后得到的数据），则T2车二位端的空气弹簧未充气状态下摇枕的高度：Us＝930.25～950.25 mm。而实测值为925 mm，较下限低5.25 mm。因此从理论上讲二位侧至少应该增加5 mm的垫片，从而抬高二位侧摇枕的高度。第一次进行枕梁高度调整时，根据工艺规程的要求，在加入5 mm的垫片后，对车体与转向架紧固螺栓施加340 Nm扭矩，绑扎防松铁丝，然后进行无风测量，枕梁高度为927 mm，较下限仍低3 mm，空气弹簧高度合格。于是进行第二次枕梁高度调整。在同一部位又各加3 mm的垫片。测量结果是枕梁高度合格，但空气弹簧高度A ts值较标准值307 mm低2 mm，为305 mm。后经有关部门研究，决定对05车二架进行返工处理。

4 测量过程的干扰因素分析

通过对此次故障现象的综合分析，导致CRH5135A动车组枕梁高度不合格的干扰因素可能有：

4.1 动车组水箱内存在积水

经过认真检查，发现部分水箱中存在积水。如果动车组入修时没有排尽水箱内的积水，则会导致动车组在落成作业过程中，车体存在倾斜现象，转向架受力不均衡，转向架空气弹簧高度Ats值不符合标准要求，Ats值变化必然引起摇枕高度Us值的改变。

4.2 空气弹簧本身存在质量问题

6月11日至6月16日CRH5135A刚入修程时对空气弹簧进行了拆卸并进行外观检查，发现有31个空气弹簧出现故障（整车共32个），不能继续使用，需进行返厂检修，具体故障情况如下：

（1）橡胶堆与胶囊分离24个

在空气弹簧拆卸及吊运时，在正常操作的情况下，出现了24个空气弹簧橡胶堆与胶囊分离情况，不能继续使用，需返厂进行检修，见图2。

（2）橡胶囊裂纹7个

在对空气弹簧外观进行检查时，发现7个空气弹簧橡胶囊出现裂纹，根据规程限度要求（更换标准为裂纹深度大于1 mm，长度大于30 mm，已超限，需返厂进行检修，见图3。

图2 橡胶堆与胶囊分离情况

图3 橡胶囊裂纹情况

空气弹簧入厂检修时，只是进行更换部分有缺陷的橡胶囊和机能试验，没有更换新品空气弹簧。返修回车辆段后，也只对空气弹簧进行外观检查，缺乏严格的检测手段，因而空气弹簧质量不在可控范围。

（3）执行工艺有偏差

动车组落车后，未能及时进行无风尺寸测量，导致空气弹簧长时间在无风状态下，受车体挤压，发生变形，导致转向架Ats值不符合标准。

（4）空气弹簧高度值标准范围太大

工艺规程中已经对空气弹簧高度值进行过一次修改，而空气弹簧高度与枕梁高度存在关联。其中T2车二位端空气弹簧高度在2009年《CRH5型动车组三级修规程》试行稿中的标准为311～321 mm，而在2013年的正式稿中修改为307～321 mm。因此空气弹簧高度值标准是在一个范围内，随着运用和检修的实际情况会做出一定调整，从另一个侧面也说明空气弹簧的质量对枕梁高度是有很大影响的，必须加以重视。转向架工位测量空气弹簧尺寸Ats值时，尺寸如果处于下限，会影响下个工位摇枕高度Us值达不到标准。

5 初步结论

通过对以上问题的分析研判，逐项进行各种干扰因素的检查排除，并进行了大量细致的现场调研：对5135动车组5车进行了彻底排水作业；5车2位转向架落车后重新进行尺寸测量；更换5车2位转向架等一系列整改工作后，仍然没有彻底解决问题，最终形成初步结论：动车组落车后，因测量台位无空闲而未能及时进行无风尺寸测量，导致空气弹簧长时间处于无风状态下，受车体挤压，发生空气弹簧胶囊蠕变，导致转向架空气弹簧高度Ats值不符合标准，从而影响到枕梁高度发生变化。经充风并完成上述整改措施后，空气弹簧恢复原有性能状态，重新进行尺寸测量时空气弹簧高度Ats值、枕梁高度Us值均达到了工艺标准的要求。

6 几点建议

（1）细化CRH5型动车组转向架检修作业标准

针对此次故障问题，要求后续CRH5型动车组三级修检修作业时，转向架测量值取中间值以上，以减少后续加垫处理作业。发生枕梁高度超标的情况时，不要盲目地进行加垫处理，首先要排除引起枕梁高度变化的因素，如积水问题、空气弹簧质量问题、测量手法问题等，然后再进行增减垫处理。

（2）整车落成后动车组搁置不得超过24 h

整车落成后、无风测量前，为了避免空气弹簧长时间在无风状态下受车体挤压而发生变形，导致转向架空气弹簧高度Ats值不符合标准，建议科学规划工序之间的衔接，确保动车组搁置时间不要超过24 h。

（3）强化动车组接车作业标准落实

要求检修车间严格落实动车组检修作业标准，对入修动车组，提前做好动车组排水及故障情况确认，确保动车组高级修作业顺利推进。

（4）做好5135动车组故障问题的后续追踪

针对此次5135动车组故障情况，结合5135动车组专项修作业进行尺寸测量，做到对动车组运行状态的追踪及监控；同时完善空气弹簧的质量控制，将质量问题及时向检修厂家反馈，促进空气弹簧的质量提高。

（5）修改完善枕梁高度和空气弹簧高度标准

通过多车次、长时间的数据积累，对CRH5型动车组枕梁高度标准尺寸形成一个适中的数据范围，经专家评审后对规程进行修改，更好地指导生产现场。

（6）修改完善转向架静载试验工艺标准

由于转向架静载试验（压磅试验）对于后续的一系列工序如尺寸测量影响较大，因此，必须严格按照工艺要求进行试验，时间尽量保持在30 h以上。特别是对于空气弹簧的蠕变试验严格要求：转向架在静压载荷状态下，保持压力90～120 min，检测空气弹簧高度Ats值5车在312＋2－6mm范围内，其他转向架在301＋2－6mm范围内。由于CRH5型动车组新品空气弹簧的硬度大，试验中发生过在正常压力值下（5车的载荷值为80 k N·m／8 155 kg，其余转向架载荷为99 k N·m／10 092 kg），空气弹簧高度达不到工艺标准的情况，经现场多次试验，建议新品空气弹簧试验时压力值可适当提高到109 k N·m／11 122 kg，利于提高作业效率。

（7）更换空气弹簧后需要进行转向架静载试验

随着动车组运行公里的不断增长，空气弹簧的性能逐步下降，部件老化，蠕变增多，运用检修中故障率加大，更换空气弹簧的几率增多，而更换空气弹簧后是否需要进行转向架静载试验，工艺规程中没有明确规定，因此，建议更换空气弹簧后的转向架要进行静载试验，以确保动车组运用安全。远期应考虑研发防蠕变试验装置。

7 结束语

CRH5135A动车组枕梁高度调整工艺改进后，经检验合格，于当年8月22日上线运行，目前已安全运行30万km。同时，按改进后的工艺方法进行CRH5型动车组三级修枕梁检修，工时可节约一半以上。

［1］ 铁总运［2013］197号.和谐5A型动车组三级检修规程［S］.

［2］ 王伯铭.高速动车组总体及转向架［M］.成都：西南交通大学，2016.

Improvement Suggestions for Height Adjustment Technology of Bolster on CRH5EMUs

ZHOU Aisheng
（Beijing Railway Safety Supervision and Management Office in Beijing EMU Depot Acceptance Chamber，Beijing 102600，China）

Aiming at the body bolster height problem during the 3-class repair of CRH5EMU，this paper improves the method of height adjustment to reach standard on bolster height based on the technology process，and puts forward the innovation method of adjustment and the scheme for subsequent improvement.

body bolster；air spring；dimensional measurement；CRH5EMU；3-class repair

U266.2.8

A

10.3969／j.issn.1008－7842.2016.06.19

1008－7842（2016）06－0076－03

8—）男，高级工程师（

2016－07－07）