叠层弹簧蠕变对高速动车组落车调整的影响

韩冰+孙禹

摘 要：为满足高速动车组运行安全性、平稳性、舒适性要求，在车辆制造全过程都要严格控制，确保最终车辆的重量均衡、载荷均衡。近年来发现，叠层弹簧的橡胶蠕变对车辆重量均衡、载荷均衡有一定的影响，本文以CRH380B型动车组为例，通过对比试验统计分析，最终确定了解决方案，解决了生产过程中频繁起、落车，转向架返回生产线重新静压等问题。

关键词：叠层弹簧；蠕变；动车组；落车

中图分类号：U266 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）23-0030-02

橡胶在一定的温度和外力（拉力、压力）下，橡胶的形变会随着时间变化而变化，经过一段时间之后，即使撒掉外力，橡胶的形变也不能完全的恢复.会留有一定的残余形变.这就是橡胶的蠕变特性，这种现象被称为蠕变。蠕变是橡胶黏弹性表现的一种，即基于分子链移动或分子重排时所产生的。在保持一定张力的情况下，任何材料都会有一定的蠕变特性，只是表现得是否明显.或者说是能否能在所观察的时间范围内表现出来。

1 落车的关键工艺过程

动车组车辆落车的关键工艺过程一般为：车辆配重→四点称重→莱卡检测→转向架与车体温度匹配→落车调整→空簧无风状态下四角高测量→空簧充风状态下四角高测量→单车称重。

1.1 车辆配重的要求

在落车开始前，按工序安装顺序尚有部分部件未安装，需要进行车辆配重。应根据设计部门给出的针对该车的配重图进行车辆配重，配重后检查配重状态。通常的主要缺件例如：转向架处裙板、外风挡及站台补偿器等。

1.2 四点称重的要求

四点称重计算受力值按照DIN 25043-4标准执行。四点称重要保证测量调整后车体实测重心落在理论几何重心坐标系的合理范围之内，即沿着车体长度方向中心原点坐标值（Xs）±500mm，沿着车体宽度方向中心原点坐标值（Ys）±30mm范围之内即为合格。

1.3 莱卡检测的要求

将莱卡测量仪放置在车体右前方约10米左右的距离，作为站点1。调整莱卡测量仪的水平，通过调整旋钮将屏幕中的圆圈中心与十字交叉点重合；将两个靶标分别放置在称重仪上，作为建立坐标系的基准靶标，靶标要放在可见位置，保证莱卡仪在每个站点测量时均可见到，靶标要放置平稳，可用纸胶带固定；将2个车钩处靶标安装到车体的两端底架下的工艺孔上；以上4点作为固定靶标，在整个测量过程中不移动；将测的四组数据导入计算软件，软件自动计算各需要的测量尺寸，通过在允许范围内调整测量基准面及车体倾斜，基准面可浮动±5mm，车体倾斜的调整范围为±3.5mm（此数值为测量软件中的调整范围），达到外形的最佳状态，并生成最终组装车体测量表，根据生成的垫片及四角基准点的测量表格，确定每个基准块应加的垫片厚度，应加的垫片厚度与计算的理论厚度偏差小于±0.5mm。

1.4 转向架与车体温度匹配处理的要求

（1）测量车体与转向架枕梁温度。（2）车体测量点为与转向架连接垫板处（机加面处），可随机选取4个垫板表面进行温度测量，测量完毕后取平均值。（3）转向架摇枕的温度测量点为三点（两点为两侧定位销、一点为在摇枕上表面随机取一点），测完后取三点温度的平均值。测量温度后，用车体测量温度的平均值与转向架摇枕测量温度的平均值比较，如差值小于或等于10℃，则允许进行落车工序。

2 存在的问题

通过对超差转向架二系（空气簧）的针对性调整（相应加减调整垫），由于受到车辆四角高测量数据范围标准的影响（头车391～397mm。中间车466～472mm），效果微乎其微，往往是调整二系后，一系数据变化不大而车辆的四角高却已经超差啦。通过实践证明，这样的调整只对超差数值比较小（在0.5mm之内）的还有些效果，如果超出0.5mm的就无法调整到合格范围。

3 试验方法及分析

我们经过对2015年生产的三个批次（A-3032、A-3035、A-3036）共计55列CRH380B型动车组落车后一系簧的测量值进行统计分析，特别是对落车后因检测不合格而返回转向架制造中心进行二次静压的36个（其中A-3032项目22个、A-3035项目5个、A-3036项目9个）转向架的两次静压值进行了专门对比研究试验。

3.1 落车后测量数据超差的车辆数据分析

转向架静压后轴箱簧测量数据如表1所示。从表1中统计数据可以看出，一位端转向架的2R（此转向架的二位右侧数据低于标准要求）数据超差，通过对该转向架调轉180°前后两次测量的各角位（1R、1L、2R、2L）数据对比，两组数据对比趋势完全一致（且始终是2R测量值超差），因此可以验证转向架静压设备是没有问题的。

而2R数值低于标准值（150mm）则说明落车后该转向架右侧承受的实际载荷超出了理论载荷量，这在表2的测量数据中得到了充分体现，表2中1R位的实测值偏高于静压值，而车辆对角的2L位的实测值偏低于静压值。

3.2 叠层弹簧的载荷试验数据分析

采用液压万能试验机对叠层弹簧进行试验检测，试验地点武汉汽车车身附件研究所，试验环境温度21℃，相对湿度52%，加载8T的载荷，A34336017-01、A34337017-01样件叠加放置进行试验，试验前尺寸154.42mm。

经过试验数据统计分析，我们发现落车检测数据的影响因素除了以往我们所熟知的要控制新型车辆设计过程中上、下体重量匹配要一致，制造过程中设备、工装要按要求定期检测等以外，还要对叠层弹簧的蠕变量加以控制，才能够保证高速动车组的产品质量。

4 结语

通过上述试验研究，我们要求设计部门修订了《叠层弹簧技术规范》，编制了《CRH380项目转向架用叠层弹簧补充技术规范》，增加了在23±2℃条件下，对叠层弹簧施加80KN垂向载荷，加载时间48h，叠层弹簧的蠕变量不得超过2mm，经过如此控制，后续生产的车辆很好的解决了落车检测数据超差的问题。

参考文献

[1]君轩.橡胶的蠕变[J].世界橡胶工业，2010，（08）：48.endprint