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摘要：針對某型高鐵構架復檢時發現的側梁端頭定位尺寸超差問題，提出鐵路客車構架的等腰三角形三點支撐檢測方法。對等腰三角形三點支撐檢測方法與傳統四點支撐檢測方法進行了對比，確認等腰三角形三點支撐檢測方法具有操作簡單、檢測準確等特點，適合應用與推廣。

關鍵詞：列車；構架；支撐；檢測

1研究背景

鐵路客車運行性能主要取決于轉向架，構架作為轉向架的核心部件，是列車承載和傳力的基體［1］，也是轉向架眾多部件連接的主體骨架。構架是一個受力復雜的結構部件，不僅承載車體上部的所有質量，而且承載并傳遞列車運行中產生的垂向、縱向和橫向動態作用力。構架質量對轉向架性能有至關重要的影響，客車轉向架目前的構架均采用全焊接結構［2］。高速動車組作為鐵路客車的典型系列產品，速度較快，對安全和舒適性等指標有更高的要求。構架尺寸和相互間位置度是高速動車組運行安全和品質的強有力保證，為此結合檢測設備研究動車組轉向架構架結構和檢測技術［3］，提出更合理、準確度更高的構架檢測方法具有重要意義。

2現場情況

某型高鐵構架機加工后，在三坐標測量機上復檢時發現側梁端頭帽筒處R25mm圓弧的定位尺寸168±0.3mm出現了不同程度的超差。對這一問題進行了深入研究，發現問題產生的根源是構架在四點支撐條件下，由于自重使局部發生變形，導致構架整體平面度超差，進而使R25mm圓弧定位尺寸168±0.3mm出現超差。

3等腰三角形三點支撐檢測方法

構架在機加工的裝夾過程中，要充分考慮裝夾使構架產生變形的問題［4］。因此，為避免構架因自重變形使構架平面度超差這一問題，構架在機加工時可以選擇等腰三角形三點支撐方式，一側梁組成中心位置的空氣彈簧孔正下方為一點，另一側梁組成兩端頭帽筒內側下平面為另兩點，如圖1所示。但是，在三坐標測量機復檢時采用了四點支撐方式，即兩根側梁組成的兩端頭帽筒內側下平面四點支撐，如圖2所示。對比兩種支撐方式，分析平面度超差的原因。構架自身質量約為1500kg，主要集中在橫梁組成部位。橫梁組成部位剛性較好，不易變形。隨著側梁組成從轉臂定位座向帽筒方向延伸，構架的剛性越來越差，就容易產生變形。按照等腰三角形布置的三點支撐，在空氣彈簧孔處承受的質量約為構架質量的1/2，在構架側梁端頭帽筒處承受的質量約為構架質量的1/4。若采用四點支撐，因構架焊接扭曲變形，導致四角構架側梁端頭帽筒處實際只有兩點或三點承受構架全部質量，實際支撐側梁端頭帽筒處承受的質量約為構架質量的1/3～1/2。承受質量越大，就越容易變形。經過兩種不同支撐方式的檢測試驗［5］，結果表明兩種支撐方式下構架的平面度檢測結果相差較大，具體檢測數據見表1。由表1數據可見，在四點支撐條件下，構架質量對自身變形影響較大，使四角平面度差值較大，從而導致側梁端夾帽筒處R25mm圓弧定位尺寸超差。為進一步研究兩種支撐方式對平面度的影響，便于選擇合理的支撐方式，對現有的6動6拖12節某型高鐵車構架均按照兩種支撐方式在三坐標測量機上復檢試驗，并明確具體的支撐位置和三坐標測量機探測位置。通過檢測結果對比平面度值，證實等腰三角形三點支撐方式相比四點支撐方式，檢測結果更接近實際加工數據，說明等腰三角形三點支撐檢測方法是合理的。等腰三角形三點支撐檢測方法有效解決了高鐵構架在三坐標測量機上檢測時出現的問題，并得到小批量檢測驗證，具有合理性和可行性，且在三坐標測量機上檢測準確度高，質量可靠［6-10］。

4檢測方法對比

為進一步研究等腰三角形三點支撐檢測方法是否適用于其它車型構架，對目前在制城際列車、地鐵和碳鋼車的典型構架進行了等腰三角形三點支撐方式和四點支撐方式檢測的平面度數據對比。對某城際列車構架進行等腰三角形三點支撐方式和四點支撐方式的三坐標測量機檢測數據對比。采用等腰三角形三點支撐方式，一側梁組成空氣彈簧孔正下方和另一側梁組成兩端頭一系簧座板下平面為三點，如圖3所示。采用四點支撐方式，兩根側梁組成的兩端頭一系簧座板下平面為四點，如圖4所示。構架兩根側梁組成的兩端頭一系簧座板平面四處加工后的高度基準平面度檢測數據對比見表2。由表2可見，等腰三角形三點支撐方式檢測精度及準確度較高，證實等腰三角形三點支撐方式更合理。對某地鐵構架進行等腰三角形三點支撐方式和四點支撐方式檢測高度基準平面度數據對比，等腰三角形三點支撐檢測如圖5所示，四點支撐檢測如圖6所示，高度基準平面度檢測數據對比見表3。選擇某碳鋼車構架進行檢測試驗對比，等腰三角形三點支撐檢測如圖7所示，四點支撐檢測如圖8所示，構架兩根側梁組成的兩端頭四處帽筒上小圓柱高度基準平面度檢測數據對比見表4。三點支撐檢測結果顯示，城際列車構架高度基準平面度檢測為0.106mm，地鐵構架高度基準平面度檢測為0.075mm，碳鋼車構架高度基準平面度檢測為0.046mm，三種構架的高度基準平面度檢測標準均為0.5mm，可見都滿足技術要求。通過等腰三角形三點支撐方式和四點支撐方式的檢測結果對比，證實采用等腰三角形三點支撐檢測方法的構架，其平面度精度較高。

5應用推廣

經測試對比分析，鐵路客車構架的等腰三角形三點支撐檢測方法較四點支撐更合理。等腰三角形三點支撐檢測方法操作簡單，安全可靠，在原來四點支撐的基礎上，選一側梁組成的空氣彈簧孔下平面放置基準塊和支撐頂鎬。頂鎬調低，待吊運構架放入四點支撐上后，調整頂鎬使頂鎬慢慢升高，直到支撐起構架，使同側側梁組成兩端頭的支撐完全懸空，即可進行檢測。這一等腰三角形三點支撐檢測方法可以推廣應用至所有車型的構架檢測中。

6結束語

通過對各鐵路客車車型構架采用兩種支撐方式的檢測數據進行對比，確認等腰三角形三點支撐檢測方法更為合理，數據更準確，質量更可靠。這一檢測方法對于構架加工后的檢測具有普遍適用的特點，值得應用推廣。

參考文獻

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［2］呂國艷，賀靖倫，王銀靈，等.動車組轉向架裝配線規劃研究［J］.機械制造，2018，56（2）：87-90.

［3］徐福輝，高婧，宋淑玲.動車組轉向架構架檢測技術研究［J］.中國鐵路，2017（6）：74-78.

［4］鄭建科，王偉，黃軍軍，等.客車搖枕加工技術改進［J］.制造技術與機床，2015（3）：108-110.

［5］馬修水.三坐標測量機動態誤差源分析、建模與修正技術研究［D］.合肥：合肥工業大學，2005.

［6］王正明，何雪明，劉偉，等.三坐標測量機自動測量技術的研究［J］.機床與液壓，2009，37（12）：127-129，123.

［7］張國雄.三坐標測量機［M］.天津：天津大學出版社，1999.

［8］譚志昊，張旭，張宏，等.基于三坐標測量機的產品質量檢測關鍵技術研究［J］.機械制造，2014，52（4）：76-77.

［9］劉祚時，倪瀟娟．三坐標測量機（CMM）的現狀和發展趨勢［J］．機械制造，2004，42（8）：32-34．

［10］張國雄.三坐標測量機的發展趨勢［J］.中國機械工程，2000，11（1-2）：222-226.

作者：馬玉國 鄭建科 王偉 杜永強 呂海 單位：中車唐山機車車輛有限公司