客车 转向架构架变形调修的相关研究

贾泽东 杨孟珂 赵宝臣

中车唐山机车车辆有限公司 河北省唐山市 063035

摘 要

21世纪以来，我国的轨道交通事业方兴未艾，轨道交通成为人们长途出行和货物运输主要交通工具，轨道交通铁路旅客运输事业在我国扮演的角色也越来越重要，所要承担的责任也越来越大，这就意味着行车安全也有了更为严格的要求，转向架作为轨道车辆关系到行车安全的核心部位，面临着更为严格的挑战。构架作为转向架的主体，用以联系转向架各个组成部分以及传递各方向的力，在运用过程中会产生各种变形。在转向架检修过程中，这些变形不能保证产品质量以及车辆行车安全。所以在此主要探讨变形构架调修的相关知识。

关键字：轨道交通、转向架、构架调修

1 客车转向架简介

转向架作为轨道车辆的最为重要的部件之一，其性能直接关系到车辆的行车安全，转向架的各项参数也对车辆稳定性和乘坐舒适性有很大影响。转向架的主要作用有：1. 增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度；2. 保证在正常运行条件下，车体都尽可能地坐落在转向架上，通过轴承装置使车轮沿轨道的滚动转化为车体沿线路运行的平动；3. 支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力；4. 保证车辆安全运行，能灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线；5. 利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力。

2 构架变形

构架作为转向架的主体，用以联系各个组成部分以及传递各方向的力，由于构架承受各种方向交变载荷，在运用过程中就会产生各种变形，以及在检修过程中，腐蚀、裂纹检修以及更换时，由于有局部加热，产生热变形。

2.1 构架变形分布情况

构架变形按构架结构主要分布在采用铸钢结构构架的车型上，例如206G、209P、209T型转向架，部分焊接结构构架也会出现构架变形情况，例如SW-160、CW-1（2）型转向架。

转向架构架变形按部位大致可分为以下几种。

1. 固定轴距超差：206G、209P、209T型转向架固定轴距2400mm；SW-160型转向架2560mm；CW-1（2）型转向架3034mm。

2. 对角线尺寸超差：206G、209P、209T型转向架导柱安装座对角线长度差≤3mm；SW-160型转向架轴箱弹簧座对角中心孔长度差≤3mm。

3. 制动吊座尺寸超差：盘型车制动吊座横向间距860mm，同一横梁上两制动吊座距构架纵向中心线间距430mm。

4. 导柱安装面高低差：206型、209型转向架导柱安装座面的高低差≤3mm。

5. 构架横向中心距：转向架构架横向中心距1956mm。

6. 导柱安装面水平度：206型、209型转向架导柱安装面水平度 ≤0.5mm。

2.2 构架变形原因分析

1. 运用过程中产生的变形：由于转向架在运用过程中起到支撑车体，承受并传递各种载荷及作用力的作用，且构架作为转向架的主体，在运用过程中是受力主体部分，承受着各种方向的交变载荷，在构架较为薄弱区域就会产生各种变形。此种变形在空调发电车上体现更为明显。

2. 检修过程中产生的变形：在构架检修过程中，由于部分构架腐蚀严重，在腐蚀检修过程中焊修区域较大，就会产生局部热应力，在应力消除过程中，构架就容易产生变形。此种变形在配属南方的车辆段的车辆上体现较为明显，另外一些没有安装集便器装置的车辆上，也会有类似情况出现。

3. 构架受意外冲击力导致的变形：在车辆运用过程中，由于车辆出现事故，例如：掉道、意外撞击以及构架在运输过程中脱落等，会造成部分转向架产生变形。

3 构架变形调修

3.1 构架变形调修方式

针对构架各部位变形不同情况，要选取合适的调修方式，下面对调修的几种方式进行探讨。

1. 火焰调修

火焰调修的原理：由于金属具有热胀冷缩的特性，钢材受热会以1.2×10^-5（℃）的线膨胀率向各方向伸长。由于周围物体对受热物体的限制，受热部分受到压缩，当部件冷却时就会比原来的长度有所缩短。这种特性就为火焰矫正提供了支持可能性。用火焰矫正的方法进行调修，在适当的位置进行火焰加热，当构架冷却时会产生很大的冷缩应力，达到调修的目的。

火焰矫正工艺规程：ａ矫正前准备：检查氧气、乙炔气体、工具、设备情况；ｂ了解变形部位的材质，确定其结构特性、塑性、刚性等因素，找出变形原因；ｃ用目测方法或测量方法，确定变形大小，并分析变形类别；ｄ确定加热位置和加热顺序，考虑是否施加外力；ｅ确定加热范围、加热温度和深度；ｆ检查矫正质量，对未能达到要求的可再次加热矫正。

火焰矫正的方式：适用于构架调修的方式大致有两种，线状加热法和三角形加热法。

２．机械调修

机械调修就是使用施加外力的方法让工件变形的方式。

3.2 构架调修的影响

调修优势：构架作为联系转向架各个部分的主体结构，其各部分的尺寸，都会影响后续转向架组装尺寸，有些尺寸会对行车安全有很大影响，例如，盘行车制动吊座尺寸偏差，会造成闸片偏磨等情况出现；转臂定位方式转向架定位座尺寸偏差，会造成转臂安装时别劲，严重会影响轴箱组装尺寸，对行车安全有很大影响。

调修缺点：部分车辆构架使用火焰加热的方法调修后，构架本体材质会发生变化，由于火焰矫正是一种较难操作的方式，方法掌握、温度控制不当还会造成更严重的变形，温度过高会引起金属变脆，影响其冲击韧性，从而导致承载安全系数降低。

4 构架调修平台

为了提高检修质量和提升生产能力，下面给出一种构架调修平台的设计方案。

构架调修平台应具有以下功能：1.能够适用与不同车型构架的固定；2.平台应具有一定强度，不能轻易变形；3.顶镐、千斤顶、电源等常用调修工具配备齐全；4.辅助工具，如火焰切割设备应便于存放；5.在没有需要调修的构架时，可与其他平台通用。

构 架调修平台三维模型（初步设计）

上面给出的是构架调修平台初步设计的三维模型，该平台设计尺寸为4500mm*3500mm*400mm，平台整体铸造成型，梯形槽铣床加工，保证其强度要求。四个“门”形结构用来对转向架构架初步固定，该结构横向间距为1956mm，宽度为500mm，上方横梁是可开闭结构，模型中8个台柱形结构代表顶镐和支座，对构架进行进一步固定，构架固定后使用顶镐、顶杆、千斤顶、手扳葫芦（链镐）和火焰切割设备等，对变形构架进行调修。

此构架调修平台的优势在于可以适用于不同型号的转向架构架，通过“门”形结构的纵向移动，可以使用不同固定轴距的转向架构架，构架在平台上可以有多个顶镐固定牢固可靠，平台强度能够满足使用要求，另外平台周围设有工装工具存放台位，使用方便。在没有需要调修的构架时，平台上各零部件可以随意拆卸，提高平台的利用效率以及空间利用率。

结 论

轨道交通成为人们长途出行和货物运输主要交通工具，尤其在我国春运和暑运期间，其发挥的重要作用更为明显。转向架构架作为转向架的主体，对车辆的行车安全起着至关重要的作用。这就要求对于不同形式的构架变形，要有不同的专业处理方法，根据不同情况制定不同的工艺方案。采用上述技术措施对变形转向架构架进行调修是可行、可靠的，为今后对构架变形调修积累了经验。

参考文献

[1] 中国铁路总公司.铁路客车厂修规程.北京：中国铁道出版社,2015.

[2] 周承波,刘志民.钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法.北京：中国计划出版社,2002.