转向架是城轨车辆的重要部件,其技术状态直接影响到车辆运行品质和行车安全,必须严格检修保证质量。
一、转向架的日常检修
(1)构架外观清洁,构架无裂纹、损伤及泄漏,螺栓、螺母无松动,弹簧垫片状态良好;头车排障器高度符合要求,无损伤、变形,安装状态良好。
(2)牵引装置螺栓、螺母无松动,弹簧垫片状态良好;横向液压减振器无损伤、漏油,安装状态良好;牵引缓冲橡胶堆无龟裂老化,橡胶与金属黏接良好;止档橡胶堆无裂纹、剥离,安装状态良好。
(3)空气弹簧高度阀安装牢固,作业良好,胶囊无破损、老化、龟裂。
(4)齿轮减速箱无损伤、漏油,安装状态良好;齿轮箱油无乳化、劣化现象,油位正常;磁性螺栓松下检查、擦拭;安全吊钩橡胶护套状态良好;联轴节安装状态良好,无损伤、变形。
(5)轮对踏面擦伤、剥离不超限;轮缘无异常磨耗;车轴无磨伤、电蚀;轮径符合标准。
二、转向架部件检修
1.构架检修
在车辆架修、大修期或车辆发生重大冲击、脱轨后,应对构架进行安全检查,并对损伤部位进行修复,对于细小的变形可以进行修正,对裂缝进行补焊。构架的主要检查办法是探伤和尺寸测量。
(1)构架探伤。
对构架关键部位的焊缝、应力集中部位的母材、曾经出现裂纹部位或发生冲击变形部位进行探伤,可以根据裂纹形式采用着色(渗透)探伤、磁粉探伤或涡流探伤。在裂纹明显且不脱漆的情况下,常采用着色(渗透)探伤。在裂纹不明显的情况下,可采用磁粉探伤,但需要对工件脱漆。在裂纹不明显、不需要对工件脱漆的情况下,可采用涡流探伤。
若探伤发现裂纹,可采用打磨或补焊等方式消除。值得注意的是,由于构架在设计过程中经过严格的有限元分析和强度校核后才投入生产,因此,对构架损坏部位进行的任何修复,都必须经过设计单位和权威部门重新校核强度后才能进行。
(2)构架尺寸的测量。
构架尺寸测量主要是为了检查构架的关键尺寸是否合格,以此来判断构架是否出现变形。构架的关键尺寸如下:
①构架中心线到两侧梁中心线的距离,以此来判断两侧梁是否平行。
②构架两对角线的距离,以此来判断转向架是否出现平行四边形。
③构架两侧一系弹簧安装座的距离,即每一侧的外侧与外侧一系弹簧安装座的距离和内侧与内侧一系弹簧安装座的距离,以此来判断一系弹簧安装位置是否变形,保证转向架组装后的两条轮对相互平行,一般可用靠模来检测。
2.轮对检修
(1)踏面检查。
目测检查车轮踏面上是否有擦伤和剥离等损伤。城轨车辆运行的车站间距短,运行时需要频繁地加速、减速和制动停车,这种运行的特殊性容易导致城轨车辆轮对发生踏面擦伤和剥离等损伤。
踏面擦伤分为轮对滑行造成的擦伤和车轮空转造成的擦伤,踏面擦伤会在踏面上形成一个擦伤面,一般伴随有表面材质龟裂。
车轮踏面剥离是指车轮在运行过程中,由于制动热作用或轮轨滚动接触疲劳作用,而在踏面圆周或部分圆周上呈现出的金属掉块剥落损伤和鱼鳞状或龟裂状热裂纹现象。
车轮踏面出现擦伤或剥离损伤区域较小时,暂时不会影响行车安全,但会导致车辆运行舒适性下降,造成车辆振动和冲击,损伤会不断恶化。运用单位一般根据车辆的实际振动情况,决定轮对是否镟修。
(2)车轮的直径测量。
车轮直径指车轮离轮缘内侧70 mm处滚动圆的直径。大多数地铁车轮新轮直径都为840 mm,运用到限值的直径为770 mm。广州地铁4号线车辆采用直线电机,为了保证直线电机和轨道上感应板的间隙,车轮直径范围为650~730 mm。车轮直径运用到限值后需要更换车轮。
(3)轮缘厚度测量。
新轮轮缘厚度为32 mm,磨耗到限值的轮缘厚度为22 mm。轮缘厚度与轮轨磨耗、安全通过曲线性能、车轮强度有关,关系到行车安全,需要重点检查。当轮缘厚度超出限度时,必须通过镟轮来恢复轮缘厚度。为了减少因恢复轮缘而导致镟除轮径的浪费,运用单位一般采用等级镟修来延长车轮的使用寿命。
(4)轮对内侧距离测量。
轮对内侧距离指同一轮对两轮缘内侧面的距离,广州地铁1 号线车的标准为mm,轮对内侧距离与轮轨磨耗、安全通过曲线性能、安全通过辙叉性能有关,当轮对内侧距离超过标准后,应对车轮重新进行推卸和压装,保证轮对内侧距离在标准范围内。
(5)其他检查内容。
主要检查车轮是否异常磨耗,例如,踏面严重下凹和辗堆、轮缘辗堆、轮缘垂直磨耗等。
(6)车轴探伤。
车轴探伤主要分为电磁探伤和超声波探伤,车轮装在车轴上时,可用便携式电磁探伤机或便携式超声波探伤机对车轴进行探伤;车轮退卸后,车轴应脱漆,用荧光磁粉探伤机进行安装面探伤。
3.轴承检修
轴承拆卸后的检修要求非常严格,不仅要在专业的车间内进行,对轴承检修设备、检修工艺布局、检修环境的要求都非常严格。
按照轴承检修标准,轴承拆卸后的检修分为一般检修和大修,各级修程适用于不同的轴承,检修内容也不同,在标准中都有严格规定。
(1)轴承一般检修的基本工艺流程。
初洗→轴承分解及编号→外圈除锈→零件清洗→零件探伤→零件喷淋→零件外观检查、尺寸检测→手工处理→清洗、烘干→选配组装→注油脂→均匀油脂→组装油封、密封罩→装密封座(此工序根据轴承结构要求选做)→轴承包装。
(2)轴承大修的基本工艺流程
整套清洗→分解→零件清洗→零件一次探伤→零件表面磨削加工、超精加工或抛光→零件二次探伤→零件外观及尺寸检测→零件磷化→打标记→零件清洗、组装→轴承包装。
4.驱动装置的检修
(1)齿轮箱箱体的外观检查。
①检查箱体是否漏油或有异常情况发生。
需要注意的是,当列车运行停止后,由于工作后的箱体温度很高,检修人员不要立即用手直接触摸齿轮箱,以免被烫伤。
②通过齿轮箱体上的窥视镜检查。
主要检查润滑油是否发生减少、乳化、变色等现象。
③其他外观检查。
检查齿轮箱各部件及与转向架的配合状态、有无异常声音、各紧固件的防松是否异常等。
(2)齿轮箱内部零件磨损情况检查。
拆下齿轮箱下部的磁性油塞,检查是否吸附不正常的物质。若吸附了少量的铁屑且铁屑颗粒较细小时,则表明齿轮箱工作正常;若吸附了较大铁片或金属颗粒,可能是齿轮箱内部的零件磨损严重,工作不正常,需找出原因,并加以排除。检查完成后,将油塞清洗干净后再安装到齿轮箱上。
(3)齿轮箱换油。
一般新齿轮箱投入使用运行25000 km后应更换润滑油,主要是由于齿轮箱内新加工的部件经过第一次装配后,磨合初期会有一定的磨损,磨损产生的铁屑混入润滑油中,容易损伤齿轮箱内各部件,因此需要换油。此后一般每年更换一次齿轮箱润滑油。电机轴承润滑脂也应每年补加一次。
(4)齿轮箱的拆卸检查。
当齿轮箱运用达到120万千米左右后,需要拆解检查。但车辆架修时一般只需要对齿轮外观进行检查,车辆大修时应该对大小齿轮、轴承进行全面检查。齿轮箱拆解后的检修内容主要包括以下两项。
①对齿轮齿面和重要部位目测检查外观,如果发现齿面剥离,可进行磁粉探伤检查,情况严重的需要更换齿轮。在齿面出现有犁地状的沟槽时,可能是电蚀造成的,情况严重的也需要更换齿轮。
②全面检查轴承端部以及保持架的状态,如果发现异常情况,应及时更换轴承。
(5)联轴节的检修。
采用油润滑和脂润滑的联轴节在广州地铁车辆上都有应用,但两种润滑方式的联轴节的检修内容基本相同。
5.一系弹簧检修
(1)检查一系弹簧的蠕变和刚度的变化情况。
可以通过测量轴箱顶面到构架间的距离(称为轴箱间隙)或者构架侧梁到轨面的距离,来判断蠕变和刚度的变化。一系弹簧刚度的变化会影响转向架轮重的分配和轮重减载率,这都是影响车辆运行安全的重要指标,因为一系弹簧刚度的变化关系到行车安全,至关重要。一般新一系弹簧安装后,由于橡胶弹簧蠕变特性,轴箱间隙会下降,经过一段时间运用后,该间隙趋于稳定。若检修过程中发现轴箱间隙量过大,且超过允许值,则需要把一系弹簧拆下,重新做刚度测试,如刚度正常,可以通过在一系弹簧安装座处加一定厚度的垫片,增大轴箱间隙到允许值范围内,同时保证转向架的轮重分配在允许范围内即可;如果刚度不正常,则更换一系弹簧。为了保证同一个转向架的水平度和轮重平衡,一般应同时更换安装一个同一等级的一系弹簧。
(2)检查一系弹簧是否出现疲劳损伤。
例如,由于温度过高导致的橡胶变形,由于应力集中产生的裂纹,橡胶和金属黏合处发生的剥离,压缩时侧面产生褶皱现象等。
(3)定期检修。
一系弹簧每运用60万千米左右或测量其沉降超过允许值时,应该拆下一系弹簧,在橡胶元件试验台上进行刚度试验,包括垂向、横向和纵向的刚度试验。为了保证橡胶刚度的稳定性,试验前,应在环境温度下放置48 h以上。
一般金属橡胶弹簧在刚度公差范围内分为几个等级,若测定到刚度发生变化,应重新进行刚度等级的标定,以便重新选配后安装使用。若测定的刚度超过公差范围,则该一系弹簧不能再继续使用。
此外,由于橡胶元件的老化特性,金属橡胶弹簧的使用寿命一般在120万千米左右,金属橡胶弹簧达到使用寿命后应更换。
6.二系弹簧检修
(1)外观检查。
①检查空气弹簧气囊表面是否出现破裂等明显的损伤。
气囊破裂将无法使二系弹簧正常充气,或者充气的空气弹簧迅速泄气,导致二系弹簧失效,车体下降并倾斜,影响车辆运行安全。若出现气囊破裂的情况,应更换气囊。如果气囊橡胶外层存在微小缺陷,且仅影响橡胶外层而没有对织物加强造成任何可见损坏,则气囊可以继续使用。织物的任何损伤均应被视为严重损伤,必须立即更换气囊。
②检查应急弹簧金属与橡胶接合处是否存在剥离、橡胶是否有明显破裂或变形等损伤。
需要注意的是,在空载乃至最大载荷条件下,橡胶往往会围绕其对称轴产生环状褶皱,此现象是正常的,不会造成应急弹簧的损坏。在高臭氧浓度的环境条件下,橡胶中可能会出现小的裂纹(几毫米长),可根据相关维修标准,确定其是否能继续使用。此外,应急弹簧与一系弹簧一样存在蠕变特性,在运用前一个月内,高度会发生几个毫米的变化,在此期间应重点关注其变化情况,若蠕变量超出正常值,应拆下二系弹簧,对其进行刚度试验,确定能否继续使用。
③在二系弹簧充气状态下,检查是否有漏气现象。
若发现漏气,可能是由于气囊破裂、空气管路密封性能不好、空气弹簧压板与气囊密封不好等原因造成的,应找出原因,尽快排除。
④检查二系弹簧上的金属零件是否出现变形或严重腐蚀等损伤。若有,应更换金属零件。检查紧固件是否有松动和损坏,若松动,予以紧固;若损坏,予以更换。
(2)定期检修。
在运用60万千米左右的检修周期,除了日常检修内容和表面清洁外,二系弹簧不需要进一步维护。当运用达到120万千米后,橡胶元件会老化,此时需要更换空气弹簧气囊和紧急弹簧,其他金属件若无损伤可以继续使用。
7.减振器检修
(1)检查减振器是否漏油。
减振器漏油分为轻微漏油和严重漏油,一般对于轻微漏油的减振器,擦拭后可继续跟踪一段时间,若再次发现漏油严重的,应更换。
(2)外观检查。
减振器日常检修还应检查橡胶关节是否有明显的裂纹和碎裂,橡胶和金属连接处是否有剥离等,橡胶表面细小的裂纹没有什么影响,但严重的,应更换。还应检查保护管外观是否有变形或凹痕等损伤,焊接处是否有明显裂纹等,严重的,应补修或更换。
(3)定期检查。
减振器使用一个大修期后应该全面更换。若条件允许,每使用3~5年,应对减振器阻尼性能进行测试。检验减振器的阻尼力是否在要求范围内,若不在范围内,则需要分解减振器,更换密封件,并清洁和换油后,重新校验阻尼特性,使其符合使用要求。
减振器的阻尼性能可以通过实验台试验。试验台拉压减振器,使其活塞运动,测量拉压过程中的位移变化和载荷变化,从而判断减振器故障的原因。
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