HXD1型电力机车钩缓装置拆装方案的分析研究

发表时间:2021/8/11   来源:《科学与技术》2021年第29卷第9期   作者:孙亦暄 张锡光 刘刚
[导读] 在HXD1型电力机车C5修钩缓装置检修作业中,结合车体结构设计特点
      孙亦暄   张锡光  刘刚     
      天津电力机车有限公司技术信息中心
                             天津       300457

      摘要  在HXD1型电力机车C5修钩缓装置检修作业中,结合车体结构设计特点,制定了钩缓装置整体拆装和分体拆装的方案。为了验证两种方案的异同,规避钩缓装置组装带来的风险,比较更加安全、方便、快捷的钩缓组装方式,保障了机车行车安全,将两种方案进行验证分析。
      关键词:HXD1型电力机车;钩缓装置;钩体
引言
      HXD1型电力机车钩缓装置由100型车钩和QKX100型缓冲器组成,与HXD3、HXD3C型机车钩缓装置结构相同,其在C5修的检修及组装尺寸也完全相同。为规避钩缓装置检修的风险,尽量提高工作效率,制定了钩缓装置整体拆装和分体拆装的两种方案进行验证,比较其异同点,以得到提高质量、降低生产时间的意义。
      一、车体结构及接口部位影响分析
      由于HXD1型电力机车的排障器下端为尖嘴式设计,没有类似HXD3系列排障器的承载面,无法在拆解后直接平方在地面或存放拍子上,故需要特别设计排障器支撑工作。通过对排障器尺寸的测量,设计制作了HXD1排障器支撑工装(见下图),计划作为其拆装时的支撑,保证其不会对操作者构成安全隐患。
      在实际操作钩缓装置整体拆解时,由于排障器及车体下端尺寸受限,工装无法完全进入排障器正下方。经过对叉车承载和受力情况的分析,排障器整体长度约为2700mm,在无法保证其平衡的情况下,叉车无法将其移动。若不使用该工装,则执行强行拆解排障器难以维持平衡,会造成巨大的安全隐患。
      在考虑安全性和适用性上,更倾向于使用分体拆装工艺方案。
      二、钩缓装置拆装过程理论分析
      HXD1型机车钩缓装置的整体拆装在实际作业时,受到了极大限制。但为保证检修规程项点全覆盖,保障机车部件检修质量,现从理论角度出发,对两种方式在拆解、检修、检查、组装全过程进行分析,异同点如下:
      1、整体拆装与分体拆装的相同点:
      ①车钩、钩舌、推铁、锁铁的分解方式完全相同;
      ②车钩、钩舌、推铁、锁铁、钩尾框、从板等部件的检修、检测、探伤要求完全一致;
      ③车钩组装、三态检查、组装后的装配尺寸检测完全一致。
      2、整体拆装与分体拆装的不同点:
      ①拆解过程:
      整体拆解时,须将钩缓装置整体从机车卸下,移至D3跨钩缓试验工作台上压缩前从板,拆解钩尾扁销,从而分离缓冲器及尾框。
      分体拆解时,须将钩尾扁销拆下,将车钩装配先行分离。然后拆解尾框托板的螺栓,将缓冲器和钩尾框拆解下来。
      两种方案相比,整体拆解从直观上要更方便简单,但由于HXD1型机车车体的端部布置结构设计较为特殊,在排障器不下车状态下,钩缓装置无法完成整体下车作业。
      ②检查环节:
      整体检查时,钩缓装置整体已完成组装,放置于钩缓组装工作台上,只能检查其最终装配状态,能够进行实物核查的项点有:车钩扁销安装螺栓力矩、表面油漆状态、部件探伤印记。其余各项检测检查项点均为只能通过质量记录单查看具体数据。
      分体检查时,车钩装配可放置在车钩组装台上,钩尾框及前从板的尺寸、车钩三态、组装后的配合尺寸均可进行检查实物状态,车钩部件油漆质量和探伤钢印清晰可见。缓冲器单独进行检查,钩尾框、前从板及缓冲器分体装车,车钩扁销安装螺栓力矩可以在装车时进行检查校核。
      相比而言,分体检查的辨识度更高,可进行实物检查的项点也更加全面,对于车钩尾部、前从板和钩尾框的尺寸都能进行实际检测,更加提高了装车部件的装车质量。
      下表对HXD1型电力机车钩缓装置C5检修的技术规程要求的检测项点进行了梳理,并选用了适合的检测方式加以控制,其全尺寸要求均可在车钩检修环节完成检测。


序号    检测位置    检测要求    使用量具名称    检测方式
1    钩体钩耳销孔的直径(衬套)短轴    ≤Φ44.2mm    钩体厂修检测止规    44Z止规不通过
2    钩体钩耳销孔的直径(衬套)长轴    ≤Φ46mm    钩体厂修检测止规    46Z止规不通过
3    钩尾扁销孔    ≤115mmX49mm    钩体厂修检测止规    用2mm塞尺配合113Z止规检测长轴不通过,用3mm塞尺配合46止规检测短轴不通过。
4    钩体尾部厚度    ≥48mm    钩体修复量规    用2mm塞尺配合50mm止规检测不能插入
5    钩体耳孔距    ≤212mm    车钩上、下钩耳距检测量规    209T通规通过,212Z止规不插入
6    下防跳凸台高度    16~18mm    钩体下防脱台检修量规    16T通规插入后,2mm塞尺不能塞入
7    钩舌销孔的直径    ≤Φ44mm    钩舌销孔检测修复量规    44Z止规不通过
8    钩舌厚度    ≥68mm    钩舌S面磨耗测量尺    贴靠钩舌正面、钩舌鼻部和钩舌内腕,滑尺显示钩舌厚度
9    钩尾框框身厚度    ≥25mm    钩尾框修复量规    25Z止规不通过
10    钩尾框扁销孔长度    ≤111mm    钩体修复量规    110.5Z止规配合0.5mm塞尺不通过
11    钩尾销尺寸    ≥96X36mm    游标卡尺   
12    钩舌销直径    ≥Φ38.6mm    游标卡尺   
13    从板磨耗量    ≤1mm    钢板尺、塞尺    1mm塞尺不得塞入
14    钩体锁腔立壁与钩锁锁面间的横向间隙    ≤7mm    横向间隙塞尺    用0.5mm塞尺配合6.5mm止规检测,不能塞入
15    锁闭后钩锁铁向上活动量    3~22mm    车钩钩锁移动量段修间隙塞尺    3T通规通过,22Z止规不通过
16    钩舌与钩耳上下面的间隙    ≤8mm    钩舌组装间隙塞尺    8Z止规不能插入
17    车钩开度 闭锁状态    110~127mm    车钩闭锁位内侧距段修量规    110T通规通过,127Z止规不通过
18    车钩开度 全开状态    220~245mm    车钩全开位内侧距段修量规    220T通规通过,245Z止规不通过
19    钩体及钩舌牵引突缘处间隙    ≤2.6mm    辅助测量工装配合游标卡尺检测   
20    钩体及钩舌冲击突肩处间隙    ≤2.3mm    辅助测量工装配合游标卡尺检测   
21    锁闭后钩舌尾部与锁铁垂直面的接触高    ≥40mm    辅助测量工装配合游标卡尺检测    用红丹粉涂抹后,检测锁闭后的接触量
      ③组装环节:
      整体组装时,在完成车钩、缓冲器和钩尾框的组装后,将钩缓装置一起安装到车体底架的弹簧箱内,紧固车钩托板、尾框托板,即可完成装车过程。
      分体组装时,将检修合格的缓冲器、前从板放入钩尾框中,并将尾框用托举小车托入车体弹簧箱内,安装尾框托板。用液压千斤顶将从板及缓冲器压缩,在前从板与从板座之间垫入约5mm垫片,松开千斤顶再装入车钩装配,将钩尾扁销从下往上插入钩体尾部和钩尾框销孔内,紧固钩尾扁销螺栓后,将预装的垫片顶出,从而完成车钩、缓冲器的装车工作。
      钩缓装置的装车环节与拆解环节类似,在不拆解排障器的前提下,碍于排障器位置的钩缓装置无法整体进入弹簧箱内部,影响了钩缓装置整体装车作业,反而事倍功半。
      三、结论
      经过对HXD1型电力机车钩缓装置两种拆装方式的实际及理论分析,发现排障器的拆解和安装所耗费的人力和时间高于钩缓装置拆装两到三倍,且在不拆解排障器时无法完成钩缓装置的整体拆装。
      在产品结构设计过程中,不同的结构对于实物拆装及检修作业影响巨大,在探索机车部件上不仅要注意部件本身的设计、原理,还要与其接口状态、空间位置相联系,整体规划、整体思考,才能真正实现以人为本,更好得推动产品人文化发展。
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