孫豐暉

摘 要：文章以CRH380A及典型國(guó)內(nèi)B型地鐵為例，介紹了轉(zhuǎn)向架構(gòu)架高級(jí)別檢修時(shí)的尺寸檢測(cè)工藝要求，重點(diǎn)闡述了檢測(cè)設(shè)備的選型、檢測(cè)方案的制定等內(nèi)容。結(jié)合實(shí)際操作過(guò)程，詳細(xì)討論了檢測(cè)過(guò)程中的重要影響因素，有效保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：構(gòu)架檢修;尺寸檢測(cè);三坐標(biāo)

中圖分類號(hào)：U279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2020）09-0014-02

隨著國(guó)內(nèi)高速鐵路及城市軌道的快速發(fā)展，動(dòng)車組及地鐵車輛的檢修需求隨之增大。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架作為車輛的核心部件之一，為保證車輛的安全運(yùn)行及掌握構(gòu)架變形規(guī)律，一般高級(jí)別檢修（如動(dòng)車組五級(jí)修、地鐵車輛架大修等）都要求對(duì)其關(guān)鍵尺寸進(jìn)行檢測(cè)（主要是承受重載部位，如橫梁間距、側(cè)梁間距、制動(dòng)吊座間距等）。CRH380A及某B型地鐵的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架檢修尺寸檢測(cè)要求如圖1所示。

1 檢測(cè)方案

1.1 檢測(cè)設(shè)備確定

根據(jù)構(gòu)架尺寸檢測(cè)的測(cè)量范圍、精度要求（通常測(cè)量設(shè)備的最大允許誤差應(yīng)滿足被測(cè)特種公差的1＼3～1＼10），檢測(cè)設(shè)備選擇如下：

采用接觸式的固定三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備（如橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)），具有測(cè)量范圍大、精度高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)，但具有對(duì)環(huán)境要求高、占地面積大、整備周期長(zhǎng)（如同溫時(shí)間）、投資較大等問(wèn)題;適用于精度要求高、檢測(cè)項(xiàng)點(diǎn)多的情況，如新制構(gòu)架的尺寸檢測(cè)等[1]。

采用便攜式關(guān)節(jié)臂測(cè)量設(shè)備，具有占地面積小、操作靈活簡(jiǎn)便、環(huán)境要求小、投資少等特點(diǎn);適用于檢修時(shí)的構(gòu)架檢測(cè);設(shè)備要求測(cè)量范圍：≥φ3500mm，單點(diǎn)重復(fù)精度：≤0.06mm，空間長(zhǎng)度示值誤差：≤±0.08mm。

1.2 檢測(cè)流程

1.2.1 分析檢測(cè)項(xiàng)點(diǎn)

主要分析無(wú)法直接檢測(cè)項(xiàng)點(diǎn)（如孔距、基于到車軸中心的距離等）的計(jì)算方法。借助第三個(gè)測(cè)量點(diǎn)，通過(guò)間接換算獲得目標(biāo)值;此類方法注意第三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的穩(wěn)定性，表面狀態(tài)不良及容易變形的盡量不要選擇。如檢測(cè)孔距，檢測(cè)圓孔內(nèi)表面，形成圓形投影，計(jì)算圓心間距即可;基于到車軸中心的距離，由于車軸中心無(wú)法找到，可通過(guò)第三個(gè)基準(zhǔn)面轉(zhuǎn)化需求尺寸。

1.2.2 選擇基準(zhǔn)面

基準(zhǔn)面一般選擇大范圍內(nèi)的精加工基準(zhǔn)塊（如側(cè)梁端部基準(zhǔn)塊）表面（如設(shè)計(jì)、新造加工基準(zhǔn)面），重點(diǎn)考慮塑性變形較小、剛性較好的基準(zhǔn)面，盡量避免使用通過(guò)測(cè)量特征狀態(tài)的特征面和局部圓弧面。

1.2.3 制定檢測(cè)流程

按照檢測(cè)需求，建立坐標(biāo)系（一般選用空間笛卡爾直角坐標(biāo)系），確定測(cè)量點(diǎn)位，編制檢測(cè)流程，并保證點(diǎn)位周邊有足夠的檢測(cè)空間，確認(rèn)需拆除部件;檢測(cè)數(shù)據(jù)均為二維平面尺寸，但是測(cè)量設(shè)備檢測(cè)的是三維空間尺寸，這就需選擇基準(zhǔn)面，利用投影轉(zhuǎn)化尺寸[2]。

1.2.4 整備

根據(jù)需要拆除零部件，測(cè)量點(diǎn)周邊區(qū)域（約10mm）需脫漆處理，漏出金屬面，保證測(cè)量點(diǎn)的表面平整。

1.2.5 檢測(cè)過(guò)程

按照檢測(cè)流程提示進(jìn)行點(diǎn)位的測(cè)量，對(duì)于出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)需重新復(fù)測(cè)。檢測(cè)過(guò)后及時(shí)核對(duì)檢測(cè)報(bào)告，最后進(jìn)行油漆恢復(fù)及零部件安裝。

2 檢測(cè)影響因素

2.1 安裝平臺(tái)要求

便攜式三坐標(biāo)一般需固定在三腳架、真空吸盤、磁力吸盤等專用底座上，嚴(yán)禁將設(shè)備放置在容易變形的平臺(tái)（如木質(zhì)、薄鋼板等）上。同時(shí)，應(yīng)避免周圍區(qū)域振動(dòng)過(guò)大，要求被測(cè)構(gòu)架需放置牢固，不能出現(xiàn)晃動(dòng)情況。

2.2 人員要求

由于便攜式關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)是靠人工尋找確認(rèn)點(diǎn)位，同時(shí)探針及被測(cè)表面粗糙度等因素，設(shè)備點(diǎn)位感應(yīng)力對(duì)測(cè)量結(jié)果有一定影響，不同人員手感存在差異。因此，最好固化相關(guān)操作人員，減少人員導(dǎo)致的檢測(cè)差異。

2.3 幾何特征的選取

三坐標(biāo)按照“預(yù)先編制檢測(cè)方案—收集點(diǎn)位數(shù)據(jù)—建立檢測(cè)模型”方式獲得預(yù)期檢測(cè)結(jié)果，因此點(diǎn)位選取十分重要，采點(diǎn)基本要求如下：

采點(diǎn)分割區(qū)域通常應(yīng)均布在采集區(qū)域表面;采點(diǎn)具體位置不能規(guī)律分布，避免機(jī)械加工中存在的系統(tǒng)或周期誤差，如一條周期性變形的直線等。

2.4 溫度要求

雖然檢測(cè)設(shè)備內(nèi)置了溫度檢測(cè)及補(bǔ)償程序，但是周圍溫度變化過(guò)快會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。一般要求，5min內(nèi)溫度變化不大于5℃，工作環(huán)境溫度滿足10℃～40℃要求。

2.5 探針的校準(zhǔn)及補(bǔ)償

探針拆裝、環(huán)境溫度變化較大、長(zhǎng)時(shí)間未使用時(shí)，都應(yīng)該進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)符合環(huán)境要求（一般要求20±0.5℃，被校儀器的同溫時(shí)間不小于4h，開(kāi)機(jī)預(yù)熱時(shí)間不小于0.5h），進(jìn)行單點(diǎn)重復(fù)精度及空間長(zhǎng)度示值誤差的雙重校準(zhǔn)，具體可參照《JJF1408 關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》執(zhí)行。另外，設(shè)備檢測(cè)輸出為探針中心的坐標(biāo)值，為輸出測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值，需在探針中心的坐標(biāo)值上增加偏移量。在特征測(cè)量采點(diǎn)結(jié)束后，以補(bǔ)償線為界限，向上（或線內(nèi)）移動(dòng)探針進(jìn)行確認(rèn)，則向線的下方（或線外）增加一個(gè)偏移量進(jìn)行探針補(bǔ)償，球形探針補(bǔ)償原理如圖2所示。

2.6 螺紋孔的檢測(cè)

考慮到螺紋孔檢測(cè)一般都是為了獲得孔中心位置，因此探針直徑最好小于等于螺距，采點(diǎn)時(shí)需保證探針?lè)胖迷趦陕菅乐虚g位置，多次采點(diǎn)即可得到圓形，進(jìn)而確定中心點(diǎn)位;但是一般球形探針的最小規(guī)格直徑約1mm，無(wú)法按照上述要求檢測(cè)小直徑的螺紋孔（小于M8螺紋孔），所以需選用圓柱形探針檢測(cè)螺紋孔，螺紋孔的檢測(cè)如圖3所示。

2.7 其余注意事項(xiàng)

參考新造檢測(cè)方案（重點(diǎn)是基準(zhǔn)面選取，輔助測(cè)量點(diǎn)選擇等），結(jié)合便攜式關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)的特點(diǎn)制定方案。這樣，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的一致性更好;檢測(cè)過(guò)程中盡量避免構(gòu)架移動(dòng)位置，否則應(yīng)重新選擇檢測(cè)基準(zhǔn)面;設(shè)備開(kāi)機(jī)預(yù)熱時(shí)間不少于30min。

3 結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的全壽命尺寸檢測(cè)對(duì)于了解構(gòu)架的變形規(guī)律，掌握構(gòu)架失效形式具有重要作用。因此，構(gòu)架檢修時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照檢修規(guī)程要求進(jìn)行尺寸檢測(cè)，盡量消除因操作不當(dāng)、設(shè)備不良等原因?qū)е碌臏y(cè)量誤差，文章對(duì)提高構(gòu)架尺寸檢測(cè)的準(zhǔn)確性及一致性具有較高指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫睿.地鐵車輛架修轉(zhuǎn)向架檢修布局及工藝探討[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2018（2）：23.

[2] 趙傳迅.動(dòng)車組故障檢修數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究與應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（17）：177-178.