淺談地鐵車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架螺紋的修復(fù)工藝

摘

要：闡述了地鐵車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架螺紋的檢修要求，分析了構(gòu)架螺紋的損壞形式，并著重介紹了常用的加裝鋼絲螺套修復(fù)工藝及塞焊修復(fù)工藝。關(guān)鍵詞：構(gòu)架；螺紋；修復(fù)工藝；鋼絲螺套；焊修

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引言隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國各大城市都在建設(shè)地鐵系統(tǒng)，對地鐵車輛進(jìn)行定期檢修是保障乘客出行安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。隨著地鐵車輛運(yùn)營里程的累增，轉(zhuǎn)向架檢修成為地鐵車輛檢修的重中之重。構(gòu)架作為轉(zhuǎn)向架的重要組成部分，承受和傳遞著車輛在運(yùn)行中產(chǎn)生的各種不同方向的力，并緩和了運(yùn)行中經(jīng)常變化的力的作用，需作為重要部件進(jìn)行檢修。調(diào)研各地鐵公司的架修修程可知，構(gòu)架檢修普遍要求進(jìn)行螺紋檢查，因此螺紋損傷修復(fù)工藝成為檢修的重點(diǎn)內(nèi)容。1構(gòu)架介紹1.1

構(gòu)架結(jié)構(gòu)成都地鐵1號線構(gòu)架采用鋼板焊接H型結(jié)構(gòu)，側(cè)梁采用箱型全鋼板焊接結(jié)構(gòu)，與側(cè)梁相貫通的橫梁用無縫鋼管制成。無縫鋼管選用Q345D材質(zhì)，設(shè)置兩個(gè)附加空氣室。1.2

構(gòu)架檢修成都地鐵1號線構(gòu)架需經(jīng)過拋丸、探傷、螺紋檢查、附加空氣室氣密試驗(yàn)、涂裝等工序的檢修。其中，螺紋檢查的要求為外觀檢查時(shí)螺紋外觀缺損累計(jì)不得超過3扣，且不得連續(xù)；通止規(guī)檢查時(shí)要求通規(guī)能全旋入，止規(guī)能在距端面5扣以內(nèi)止住，且不得有明顯晃動。2

構(gòu)架螺紋的主要損傷形式2.1

通止規(guī)檢測不合格構(gòu)架上本體螺紋使用通止規(guī)檢測時(shí)，會存在部分螺紋使用止規(guī)檢測不合格情況，此類問題的發(fā)生一般是初始加工精度不足、螺栓反復(fù)拆解磨損等原因造成，需采用加裝鋼絲螺套、塞焊加工等修復(fù)工藝。2.2

螺紋滑絲螺紋滑絲是螺栓在組裝和拆解過程中發(fā)生的常見故障，是指螺牙連接處由于受力過大或其他原因?qū)е侣菅滥p而使螺牙無法咬合，螺紋連接處無法擰緊的情況。此類問題的發(fā)生一般是用力過猛、螺紋受力不平衡、螺紋磨損過大、材料質(zhì)量太差等原因造成。螺栓組裝和拆解過程發(fā)生此類滑絲問題，一般采用震、敲、燒、沖、焊等方式進(jìn)行拆解，拆解后使用絲錐進(jìn)行溜絲，然后對其進(jìn)行通止規(guī)檢查，不符合要求的螺紋需采取相應(yīng)的修復(fù)工藝實(shí)施修復(fù)。常見的構(gòu)架螺紋修復(fù)工藝有加裝鋼絲螺套修復(fù)工藝和塞焊修復(fù)工藝。3

加裝鋼絲螺套修復(fù)工藝3.1

鋼絲螺套介紹鋼絲螺套是一種新型內(nèi)螺紋緊固件，是用高強(qiáng)度、高精度、表面光潔的冷軋菱形不銹鋼絲精確成形的螺旋線圈，可嵌入金屬或非金屬材料的高強(qiáng)度、耐磨損、具有互換性的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋，也可用于修復(fù)磨損或損壞的內(nèi)螺紋孔。鋼絲螺套自由狀態(tài)下的直徑比其裝入的內(nèi)螺紋稍大，裝配過程中安裝工具施加到安裝柄上的扭力使其引導(dǎo)圈直徑產(chǎn)生彈性收縮，從而進(jìn)入預(yù)先用鋼絲螺套專用絲錐攻好絲的內(nèi)螺紋孔中，鋼絲螺套產(chǎn)生類似彈簧膨脹的作用，使其牢固固定在螺紋孔內(nèi)，不會隨螺釘?shù)倪\(yùn)動而運(yùn)動。鋼絲螺套具有延長使用壽命、螺紋轉(zhuǎn)換、增加連接強(qiáng)度、增大受力面、增加螺紋連接承載力和抗疲勞強(qiáng)度、防銹死、耐磨、耐腐蝕、便于修復(fù)內(nèi)螺紋等優(yōu)點(diǎn)。3.2

工藝流程加裝鋼絲螺套修復(fù)工藝流程為選型→擴(kuò)孔→攻絲→檢測→安裝→螺紋檢測。3.2.1

選型鋼絲螺套一般參照《普通型鋼絲螺套技術(shù)條件》（HB5516—1996）、《安裝鋼絲螺套用內(nèi)螺紋》（HB5515—96）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型。鋼絲螺套的長度需參照構(gòu)架基體螺紋的長度，標(biāo)準(zhǔn)中沒有相應(yīng)規(guī)格的，需單獨(dú)定制鋼絲螺套。3.2.2

擴(kuò)孔參照《安裝鋼絲螺套用內(nèi)螺紋》（HB5515—96）、《攻絲前鉆孔用麻花鉆直徑》（GB/T20330—2006）標(biāo)準(zhǔn)選擇擴(kuò)孔參數(shù)。擴(kuò)孔設(shè)備一般選用數(shù)控鉆床、磁力鉆、手持電鉆等設(shè)備。數(shù)控鉆床的鉆孔精度較高，但是對于構(gòu)架的定位要求也較高，一般檢修基地不具備此能力；磁力鉆便攜、精度高、使用范圍較廣，但是在檢修中只能適用于垂直孔鉆孔，并且需制作輔助工裝固定鉆機(jī)；手持電鉆使用靈活、精度低，但對技術(shù)人員的技術(shù)水平要求高。3.2.3

攻絲擴(kuò)孔后的孔稱為底孔，底孔攻絲采用螺套絲錐（ST）攻絲，螺套絲錐選型參見《安裝鋼絲螺套用內(nèi)螺紋》（HB5515—96）。構(gòu)架檢修一般采用機(jī)用絲錐進(jìn)行手工攻絲，攻絲前需增加觀察基準(zhǔn)，多方向檢查，以免歪斜；攻絲過程中需采用花生油潤滑；攻絲后需清理螺紋孔，一般采用壓縮空氣吹掃或者清洗劑清洗等方式。為使螺紋面更加光滑，采用絲錐涂抹研磨膏溜絲，增加螺紋表面的光潔度。3.2.4

檢測底孔攻絲完成后，檢測人員使用螺套通止規(guī)進(jìn)行檢查，要求通規(guī)能全通，止規(guī)能在端面3扣以內(nèi)止住，并且不得有明顯晃動（手試）。3.2.5

安裝安裝人員采用鋼絲螺套專用工具安裝鋼絲螺套，當(dāng)鋼絲螺套端頭凹入構(gòu)架端面0.5～1個(gè)螺距時(shí)，即安裝到位；有折斷槽的鋼絲螺套，需用去柄工具去除安裝柄，無折斷槽的鋼絲螺套不需進(jìn)行沖斷操作。3.2.6

螺紋檢測檢測人員使用螺紋通止規(guī)檢查修復(fù)完成的螺紋，要求通規(guī)能全通，止規(guī)能在端面3扣以內(nèi)止住，并且不得有明顯晃動（手試）。4塞焊修復(fù)工藝4.1

焊接修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)焊接修復(fù)是為了應(yīng)對因結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度限制，無法使用換新件或內(nèi)置鋼絲螺套等方法進(jìn)行修復(fù)的狀況下使用的一種常見修復(fù)工藝，具有強(qiáng)度高、永久修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)。4.2

塞焊修復(fù)工藝流程以牽引電機(jī)安裝座螺紋孔（M24）為例，塞焊修復(fù)工藝流程為擴(kuò)孔→焊修→劃線→鉆孔→外觀檢查→攻絲→檢測。4.2.1

擴(kuò)孔在構(gòu)架原螺紋基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)孔，一般在原螺紋的基礎(chǔ)上擴(kuò)大4mm左右。擴(kuò)孔時(shí)選用的磁力鉆機(jī)采用電機(jī)安裝座吸附固定。4.2.2

焊修螺紋孔塞焊對焊工的技能水平要求極高，操作難度較大。螺紋的深寬比是評價(jià)焊接修復(fù)條件好壞的重要指標(biāo)，一般在堵孔塞焊時(shí)深寬比小于1的情況下，焊接條件較好，焊接質(zhì)量容易得到保證；深寬比大于1時(shí)，焊接條件差，需采取相應(yīng)措施。構(gòu)架牽引電機(jī)螺紋孔（M24）擴(kuò)孔后的深寬比為55/（24+4）≈1.96，塞焊條件較差，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊?，F(xiàn)有直徑為20mm的焊槍保護(hù)套，受空間限制，焊接難度大。選用φ17mm的細(xì)長型焊接保護(hù)套，能增大觀察空間，降低塞焊難度。本文選用松下500

A氣體保護(hù)焊機(jī)，進(jìn)行MAG焊修，焊絲選用CHW-50C6（φ1.2

mm），使用500

A標(biāo)配焊槍，配備自制細(xì)長型焊接保護(hù)套（φ17mm）進(jìn)行焊接。采用多層焊，每層焊接的焊接參數(shù)選擇分別為：焊接電流190～210A；焊接電壓23～25V；氣體流量18～22L/min。每層焊接均從孔的中間部位引弧，由內(nèi)向外焊接，焊道寬度≥5mm，后一層焊縫至少覆蓋前一層焊縫寬度的1/2以上，層間溫度控制在200

℃內(nèi)。每焊接完成一層后，需使用風(fēng)鏟進(jìn)行層間清理，徹底清除焊縫氧化皮。焊補(bǔ)完成后，需進(jìn)行局部退火去應(yīng)力處理，即使用氧乙炔火焰對座體整體加熱，加熱溫度控制在550～650

℃（使用紅外測溫儀進(jìn)行溫度測量），加熱時(shí)間保持0.5h以上，空冷。4.2.3

劃線按照圖紙要求，兩個(gè)安裝螺紋孔中心距為（200±0.5）mm，以未損壞的螺紋孔為基準(zhǔn)來劃線。劃線采用手工劃線方式。4.2.4

鉆孔參照《攻絲前鉆孔用麻花鉆直徑》（GB/T20330—2006）標(biāo)準(zhǔn)選擇底孔直徑，然后選擇相應(yīng)尺寸的莫氏錐柄麻花鉆。由于焊修后的材料硬度比原材料硬度高，鉆孔時(shí)的反沖擊力更大，需在電機(jī)安裝座上制作固定工裝用于固定磁力鉆，增加磁力鉆的吸附面積使其牢固可靠。4.2.5

外觀檢查檢測人員主要檢查孔壁塞焊的質(zhì)量，表面無氣孔、夾渣等缺陷，若發(fā)現(xiàn)有缺陷，需塞焊后重新鉆孔。4.2.6

攻絲攻絲工藝同加裝鋼絲螺套修復(fù)工藝的3.2.3。4.2.7

檢測同加裝鋼絲螺套修復(fù)工藝的3.2.4。5

修復(fù)工藝驗(yàn)證在正式修復(fù)產(chǎn)品件之前，需先制作模擬結(jié)構(gòu)件，按照以上兩種工藝進(jìn)行試修復(fù)，待操作人員連續(xù)修復(fù)3件以上工作試件且全部合格時(shí)，再開始實(shí)物修復(fù)。加裝鋼絲螺套工藝試修復(fù)的目的為驗(yàn)證鉆機(jī)的固定方式、驗(yàn)證螺套絲錐和機(jī)用絲錐的精度、驗(yàn)證操作者攻絲的技能水平等。塞焊修復(fù)工藝試修復(fù)的目的為驗(yàn)證塞焊修復(fù)工藝的可行性及修復(fù)效果、驗(yàn)證焊工技能水平、驗(yàn)證機(jī)用絲錐的精度、驗(yàn)證鉆機(jī)的固定方式等。塞焊修復(fù)工藝一般需對塞焊試件切片進(jìn)行MT探傷及目視檢查，若切片質(zhì)量檢查不合格，需調(diào)整工藝重新進(jìn)行塞焊驗(yàn)證。6結(jié)語本文通過對構(gòu)架螺紋的兩種修復(fù)工藝分析得出：（1）利用加裝鋼絲螺套