徐匯音

(蘇州大學(xué) 陽(yáng)澄湖校區(qū)，江蘇 蘇州215137)

0 引 言

目前，我國(guó)的動(dòng)車(chē)組驅(qū)動(dòng)裝置主要采用體懸或架懸的結(jié)構(gòu)方式，為保證輪對(duì)的自由運(yùn)動(dòng)，主要采用萬(wàn)向聯(lián)軸器，以滿(mǎn)足動(dòng)車(chē)組高速運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)性能。在動(dòng)車(chē)運(yùn)行中，萬(wàn)向聯(lián)軸器既要傳遞牽引力矩又要適應(yīng)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，能否正常工作直接影響到列車(chē)的驅(qū)動(dòng)性能和運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，因而要重視萬(wàn)向聯(lián)軸器的檢測(cè)及維護(hù)。本文以CRH250 動(dòng)車(chē)中的萬(wàn)向聯(lián)軸器檢測(cè)及維護(hù)工藝進(jìn)行分析［1-2］。

1 萬(wàn)向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)原理

圖1 所示為CRH5 動(dòng)車(chē)駔的萬(wàn)向聯(lián)軸器，重量約為95.4 kg。一端連電動(dòng)機(jī)，另一端連齒輪，其結(jié)構(gòu)是由伸縮軸、兩個(gè)具有叉形接頭和一個(gè)十字銷(xiāo)組成，用以傳遞兩軸間夾角可以變化、兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)。萬(wàn)向接頭與軸用銷(xiāo)聯(lián)接，當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)1 周時(shí)萬(wàn)向聯(lián)軸器從動(dòng)軸也將隨之轉(zhuǎn)1 周，兩軸的平均傳動(dòng)比不變。為了避免從動(dòng)軸與主動(dòng)軸瞬時(shí)角速度的變化，傳動(dòng)軸兩端各有一個(gè)萬(wàn)向節(jié)，使傳動(dòng)軸兩端的夾角相等［3］。

2 列車(chē)運(yùn)行時(shí)的檢測(cè)原則

根據(jù)萬(wàn)向聯(lián)軸器的使用情況，通常將其運(yùn)行里程劃分為3 個(gè)階段。

2.1 列車(chē)在10 萬(wàn)km 內(nèi)

列車(chē)在10 萬(wàn)km 內(nèi)，檢車(chē)人員隨車(chē)檢查萬(wàn)向聯(lián)軸器。主要檢測(cè):①凸緣螺栓的緊固力矩，彈性擋圈是否就位;②軸承套顏色有無(wú)改變(此處主要是指溫度情況);③平衡配重是否處于正確位置;④潤(rùn)滑嘴是否損壞;⑤涂層的可見(jiàn)區(qū)域是否完好無(wú)損;⑥萬(wàn)向軸有無(wú)可見(jiàn)的損傷;⑦重新油漆的破損(劃傷)處，軸承套的潤(rùn)滑脂損耗是否可見(jiàn)。

2.2 列車(chē)在行駛60 ～120 萬(wàn)km 之后

當(dāng)行駛60 ～120 萬(wàn)km 之后，必須對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸器進(jìn)行拆卸后檢查，根據(jù)檢查情況作出廢棄或可再加工的意見(jiàn)，同時(shí)決定是否需要更換相應(yīng)零部件?隨著運(yùn)行里程的增加，萬(wàn)向聯(lián)軸器出現(xiàn)損壞的可能性加大，此 階段的檢修環(huán)節(jié)最重要。

圖1 十字萬(wàn)向軸聯(lián)軸器示意圖

2.3 當(dāng)行駛240 萬(wàn)km 之后

各零件使用期限已到，不再作維護(hù)處理，直接報(bào)廢，更換萬(wàn)向聯(lián)軸器。

3 萬(wàn)向聯(lián)軸器的檢修工藝分析

列車(chē)在行駛18 萬(wàn)km 后，要對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸器的接頭重新潤(rùn)滑。行駛60 ～120 萬(wàn)km 之后，須將萬(wàn)向聯(lián)軸器拆卸進(jìn)行檢測(cè)，以確定萬(wàn)向軸是否可以重新使用?要作出決定:廢棄或可再加工?還是需要更換部件?下面以行駛60 萬(wàn)km 后的萬(wàn)向聯(lián)軸器檢修主要工序進(jìn)行分析。

3.1 目視檢查

首先進(jìn)行目視檢查，再根據(jù)情況進(jìn)行處理。具體處理方案:①管段有無(wú)損傷，蓋管上有無(wú)損傷(盡可能由供應(yīng)商進(jìn)行再加工);②軸承套底部顏色是否改變(軸承失效，更換);③軸承套潤(rùn)滑脂有無(wú)損耗(油跡可見(jiàn)，更換);④在凸緣板上有無(wú)可見(jiàn)的磨擦腐蝕(檢查凸緣螺栓連接);⑤滑脂嘴是否損壞;⑥所有彈性擋圈是否就位;⑦檢查接頭可否自由運(yùn)動(dòng)(有無(wú)任何可見(jiàn)的沖擊運(yùn)動(dòng)，更換);⑧檢查長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置能否自由運(yùn)動(dòng)(有無(wú)銹蝕?白色潤(rùn)滑脂?);⑨套筒的密封區(qū)是否已油漆?⑩密封條損壞(盡可能由供應(yīng)商進(jìn)行再加工)，在行駛180 萬(wàn)km 后，接合處沒(méi)有再潤(rùn)滑(直接更換)［4］。

3.2 彎曲測(cè)量

彎曲測(cè)量過(guò)程見(jiàn)圖2。使用配平機(jī)進(jìn)行檢查:將量規(guī)置于焊接管套后20 mm 的蓋管夾緊裝置的焊接處之后，將量規(guī)調(diào)整至0°位置的“0”處。將萬(wàn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°，讀“彎曲量b”?？鄢捎谂_(tái)架自重造成的自彎曲影響。軸合并長(zhǎng)度值 為1 940 mm，伸展值為55 mm。允許的彎曲量bmax值0 ～5 mm;如果測(cè)得的值超過(guò)bmax，則應(yīng)更換萬(wàn)向軸。

圖2 萬(wàn)向軸的彎曲測(cè)量

3.3 彎曲力矩測(cè)量

使用彎曲力矩測(cè)量裝置，要求彎曲力矩的范圍在11 ～27 N·m;通過(guò)調(diào)整彈性擋圈厚度達(dá)到彎曲力矩在有效范圍內(nèi)［5］。

3.4 對(duì)接頭軸向間隙的調(diào)整

對(duì)于接頭的“松弛”，應(yīng)采用錘擊套箍臂的方式處理;檢查叉中與軸向間隙有關(guān)的接頭。接頭每個(gè)軸線(xiàn)方向的彎曲力矩都必須在11 ～27 N·m;如果接頭的實(shí)際值較高或較低，則須調(diào)整彈性擋圈的厚度;在選擇其他彈性擋圈的厚度時(shí)，應(yīng)考慮到萬(wàn)向軸中段的拉伸。使用通止規(guī)來(lái)檢查彈性擋圈配合是否正確，保證所有彈性擋圈均就位且正確配合［6］。

3.5 拉伸測(cè)量

通過(guò)彈性擋圈厚度對(duì)彎曲力矩的調(diào)整;裝配到配平機(jī)上的軸;需要測(cè)量3 個(gè)位置:管段中部穩(wěn)定值為0～3 mm;套筒段(焊縫旁)穩(wěn)定值為0 ～2 mm;距管套箍與管的焊縫200 mm 處穩(wěn)定值為0 ～2 mm。

3.6 重新配平

萬(wàn)向聯(lián)軸器的配平是在配平機(jī)上完成，對(duì)配平機(jī)的技術(shù)要求:允許速度n =3 600 r/min(系統(tǒng)(軸+配平機(jī))的臨界彎曲速度)，必須與配平速度有較大差距);配平機(jī)法蘭h6 的對(duì)中直徑(H7/h6 配合)，并按照萬(wàn)向聯(lián)軸器特定的幾何形狀調(diào)整好配平機(jī)。

3.6.1 萬(wàn)向聯(lián)軸器在配平前的條件

未重新潤(rùn)滑(接頭和長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置);接頭的拉伸和彎曲力矩已被調(diào)整至規(guī)定值;凸緣板和凸緣叉對(duì)中外廓清潔且無(wú)損傷;彎曲值處于規(guī)定范圍內(nèi);所有彈性擋圈均就位且正確配合;配平長(zhǎng)度1 945 mm(55 mm延長(zhǎng)段)。

3.6.2 配平過(guò)程

對(duì)配平機(jī)的校準(zhǔn)必須使用一根規(guī)定的校準(zhǔn)軸來(lái)進(jìn)行。校準(zhǔn)軸的特性:長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置鎖定在55 mm 延長(zhǎng)段(不能有彎曲和/長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置);接頭彎曲力矩調(diào)整至較高值(25 ～30 N·m);彈簧加載叉(消除軸向間隙);接合軸承中的徑向間隙減小;質(zhì)量分布與系列軸類(lèi)似;較高等級(jí)的配平質(zhì)量精度等級(jí)?G16;涂有藍(lán)色油漆。

當(dāng)校準(zhǔn)軸安裝在配平機(jī)中時(shí)，對(duì)軸不應(yīng)施加任何軸向預(yù)加載荷，否則會(huì)導(dǎo)致管彎曲，可能影響配平結(jié)果［7-11］。

3.6.3 配平試驗(yàn)

配平試驗(yàn)要消除對(duì)中直徑間隙造成的影響，需對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸器在不同位置測(cè)試2 次。第1 次，與機(jī)器夾具成0°;第2 次，軸相對(duì)機(jī)器夾具調(diào)轉(zhuǎn)180°，不平衡值的差值可被作為校正因素。對(duì)于使用中的軸，其平衡精度等級(jí)為G16，平衡精度等級(jí)最大允許值為G40，將平衡配重固定在配平環(huán)中;標(biāo)出平衡配重的位置，使用黏合劑將螺釘鎖緊。需要配平認(rèn)證，其值應(yīng)從第2 次試驗(yàn)中獲得［10-12］。

3.7 重新潤(rùn)滑接合處和長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置

重新潤(rùn)滑接頭1，直至密封圈處可看到新的潤(rùn)滑脂;對(duì)長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置2 重新潤(rùn)滑，最多可至200 g 最大量，甚至直至密封圈處可看到新潤(rùn)滑脂(見(jiàn)圖3)。

圖3 接合處和長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置

完成上述任務(wù)，就可以重新裝配使用。以上是對(duì)列車(chē)運(yùn)行60 萬(wàn)km 后萬(wàn)向聯(lián)軸器的檢修工藝，當(dāng)列車(chē)運(yùn)行120 萬(wàn)km 之后，除完成前面的工序外，還需要拆卸長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置，對(duì)長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置進(jìn)行檢查，如明顯磨損的要更換萬(wàn)向聯(lián)軸器。還要注意的安全事項(xiàng):①長(zhǎng)度補(bǔ)償裝置可能脫落注意有人身傷害危險(xiǎn);②萬(wàn)向軸凸緣叉的運(yùn)動(dòng)，也同樣要注意有人身傷害危險(xiǎn)［13-14］。

4 結(jié) 語(yǔ)

萬(wàn)向聯(lián)軸器在高速列車(chē)運(yùn)行中，既要傳遞牽引力矩又要適應(yīng)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，能否正常工作，直接影響到行車(chē)安全。尤其是高速列車(chē)，通過(guò)對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸器在不同里程區(qū)間的檢修工藝分析，有助于操作人員按照正常的工藝流程進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，以保證萬(wàn)向聯(lián)軸器安全可靠，滿(mǎn)足列車(chē)的運(yùn)行性能，這對(duì)保證高速列車(chē)運(yùn)行安全意義重大［15］。

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