付雙福 端木偉 于孟

摘 要：轉向架作為軌道交通列車最基本的走行部位，軸箱彈簧是必不可少的，在軸箱彈簧正式安裝前，需要進行預組裝，傳統(tǒng)的作業(yè)方法是使用小型壓力機壓裝，不僅效率低下，而且方式落后。作者結合自身工作經歷，分析了軸箱彈簧壓裝每一道工序要求，考慮人員作業(yè)的合理性與舒適性，設計了一種新型軸箱彈簧壓裝設備，實踐證明使用效果良好，希望能夠將該設備進行更多地推廣使用。

關鍵詞：轉向架；軸箱彈簧；壓裝設備

前言

自從2006年7月實施第六次鐵路大提速，動車組作為一個新鮮事物開始走進尋常百姓的視野，而近幾年隨著城市地鐵的發(fā)展，軌道交通裝備領域更是發(fā)展到了一個新的高度，它們?yōu)榘l(fā)展跨區(qū)域快速運輸和緩解市內交通擁擠起到了積極作用。在列車技術飛速發(fā)展的同時，相應的制造手段也越來越先進與成熟，作者作為一名軌道交通車輛制造企業(yè)工程師，主要從事轉向架的生產組裝，轉向架作為整列車的核心部件一直備受重視，其生產技術水平基本代表了整個列車生產技術水平。

在親眼見證了這些年企業(yè)設計和制造技術的發(fā)展之后，與國內外相關企業(yè)的交流也日趨頻繁，自身的視野得到不斷地開拓，思路上也受到了啟發(fā)，在工作中時常思考和創(chuàng)新，設計并制造了一種新型的軸箱彈簧壓裝設備，愿與大家一起交流與分享，如有不妥之處還請指正。

1 傳統(tǒng)軸箱彈簧壓裝方式

軸箱彈簧作為轉向架上最基礎的減振裝置，是大多數轉向架都要采用的零部件，其優(yōu)良的可靠性和減振性不言而喻，通常由內、外兩圈螺旋彈簧組成，在上下端面裝上壓蓋用于固定，其基礎機構如圖1所示。

其中：2-上蓋板；3-下夾板；4-內圈彈簧；5-外圈彈簧：6-防雪罩

圖1 軸向彈簧結構圖

為了在轉向架組裝過程中順利的安裝上軸箱彈簧，通常在正式組裝時需要對軸箱彈簧施加一定的外力，使其在高度方向上尺寸縮短并產生一定的預壓縮，安裝到位后撤掉預壓縮，在彈簧恢復高度時自然定位到其工作位置，發(fā)揮支撐和減振的作用。

傳統(tǒng)的軸箱彈簧預壓縮方式通常采用小型的龍門式壓力機，框架結構一般固定在地面上，預壓力最大約100kN，時間久了難免會對地基造成損傷。另外，由于彈簧高度較低，人員一般采用蹲式作業(yè)，現場顯得雜亂無章，時間久了也必然產生疲憊感，預壓裝完成的彈簧重量約為80kg，需要通過天車吊運至所需要的位置，巨大的天車操作起來費時費力，導致整個壓裝作業(yè)效率低下。

2 新型軸箱彈簧壓裝設備設計與運用

通過總結傳統(tǒng)的軸箱彈簧壓裝基本工藝流程，主要兼顧高速動車組和地鐵列車轉向架，發(fā)現其基本的流程為“上料-熱裝防雪罩-組裝、壓裝-下料”，其中熱裝防雪罩為動車組所特有工序。為了使新設計的壓裝設備能夠充分適應當前技術水平發(fā)展及提升企業(yè)現場作業(yè)目視化，改善人員作業(yè)時的疲勞和不合理作業(yè)方式，主要從每個工序的具體需求入手設計。

上料工序：根據軌道列車的配臺要求，通常以一輛車為單位進行組合，因此將軸箱彈簧以每8個為一組進行組合，一次上料為一輛車的用量，避免傳統(tǒng)“單個上料，壓裝完后再配臺”的方式，這樣可以最大限度地減少天車的占用。同時，設計專用的儲運一體化儲物框，實現運輸與存儲統(tǒng)一，避免來回更換容器而浪費過多的物料轉運時間，這是現代物流發(fā)展普遍采用的方式。

防雪罩熱裝工序：防雪罩為彈簧最外層的防護物，可有效避免水、雪、泥等雜質進入彈簧內部，通常為熱縮型橡膠材料，因此采用電吹風進行烘裝，在烘烤過程中，需不斷轉動彈簧使其受熱均勻，傳統(tǒng)的方式依靠人力進行翻轉，外彈簧重量約為20kg，多次翻轉將造成人員疲勞。新設計的方案采用轉盤承托彈簧，將彈簧放置在轉盤上，本身不帶動力，采取人力推動的方式，既能節(jié)約工人的勞動強度，又可以避免自動旋轉機構易發(fā)生的人員絞傷事故。

壓裝工序：在壓裝彈簧時，需要將內外圈彈簧、上蓋板、下夾板等預組裝在一起，傳統(tǒng)方式全部靠人力搬運套裝，通常連續(xù)作業(yè)兩小時就達到疲勞極限。由此新設計的壓裝方案必須減輕人員搬運作業(yè)，由于壓裝區(qū)域面積有限，也不能使用過于笨拙的搬運方案，通過調研和對比，發(fā)現氣動吊運方式最為適合，占用空間小，噪音底，操作靈活，沒有液壓油污染可保持作業(yè)臺面清潔，也沒有電動方式帶來的觸電隱患。

下料工序：采用和上料工序類似的方式，也是一次以8個為一組進行作業(yè)，這里就不再詳細說明。

經過仔細的論證與分析，最終設計出了新型軸箱彈簧壓裝設備，該設備的主要特點是將軸箱彈簧壓裝的所有工序集合在一個設備上，避免了傳統(tǒng)的工序分散式作業(yè)，減少作業(yè)面積的同時也能夠有效地提升作業(yè)現場物料與工具的目視化管理，符合現代制造型企業(yè)的發(fā)展潮流。采用高臺位式設計，作業(yè)臺位距離地面約0.9米，適合人員站立工作，消除長久下蹲的疲勞。另外，軸箱彈簧在臺位上的流轉使用滾柱式滑動傳送，采用滾柱式滑動的好處一方面減輕人員搬運的強度，另一方面提升人員作業(yè)時的安全性，避免了人員近距離接觸機械傳動機構。

除此之外，為了解決外圈彈簧熱裝防雪罩后的吊運問題，還專門設計了內三爪吊具，該吊具從彈簧內伸入，內三爪的長度需要與彈簧旋向、節(jié)距、簧條直徑、彈簧內徑等參數匹配，這樣才可以充分保證吊運的穩(wěn)定性與安全性，防止發(fā)生吊運脫落傷人事故。經過實踐驗證，該內三爪吊具設計非常成功，其原理和結構是安全可靠的。

當前，該新型軸箱彈簧壓裝設備已經廣泛運用于軌道交通車輛裝備的制造企業(yè)，隨著列車運營里程增加步入大修期，一些檢修基地也逐步開始運用該設備，它能夠有效地提高軸箱彈簧壓裝的作業(yè)效率和作業(yè)規(guī)范，減少作業(yè)場地面積，采用的半自動化設計成本低廉，且易于維護和保養(yǎng)。它符合當前軌道交通乃至機械行業(yè)的發(fā)展潮流，作為生產輔助型設備，不應該一味地追求全自動化與智能化，而是要以人為本，充分地考慮人機適應性，同時還應該適應企業(yè)自身發(fā)展的需求，從這一角度看，本設備將有著廣泛的市場前景。

3 結束語

進入21世紀后我國的制造業(yè)得到了飛速發(fā)展，帶動了社會進步的同時也不斷催生著產業(yè)革命，作者在親身經歷的軌道交通列車制造工作中深有感觸，傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式逐漸發(fā)生著改變，隨著一批批設備的更新換代，工人的作業(yè)方式越來越規(guī)范化和國際化，相信在廣大科技工作者辛勤努力和創(chuàng)新下，類似文章所述的新型軸箱彈簧壓裝設備數量會越來越多，功能越來越先進，并且很實用。

通過文章的介紹，讓大家了解軌道交通行業(yè)當前的發(fā)展狀態(tài)，同時也希望與廣大制造業(yè)工程師分享制造裝備的設計思路孵化與落地實施經驗，從產業(yè)工人的切身使用感受出發(fā)，創(chuàng)造出更多更優(yōu)的產品，共同推進我國從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國邁進！

作者簡介：付雙福（1981-），男，漢，天津人，主要從事軌道列車轉向架制造工作。