CRH5型转向架检修工艺分析与改进方案

摘要
安全是铁路运输的重要主题，而客车检修更是铁路运输安全的重中之重。

随着高速动车组在我国铁路运输中所占比例不断增长，高速动车组检修工艺也成为我国铁路的一向难题。

本毕业设计通过对CRH5型转向架结构的了解，学习转向架的用途与维修，最后通过对转向架的认知，提出检修优化与改进方案。

但是动车组检修运用是一项复杂的系统性工程，必须在不断积累现场经验中加以完善，只有通过反复的实践检验，才能最终形成适合我国铁路国情的科学的动车组检修体系。

关键词：动车组检修；转向架；优化改进
目录
第1章CRH5型转动车组转向架构造 (3)
1.1 CRH5转向架概述 (3)
1.2转向架的组成 (3)
1.3 CRH5转向架简介 (4)
1.4 CRH5转向架轴箱及定位装置 (5)
1.5机械传动装置 (7)
1.6 辅助装置 (8)
第 2 章动车组转向架三级修工艺分析 (10)
2.1 CRH5型动车组转向架三级检修的概述 (10)
2.2总体工艺 (10)
2.3总体工艺布局 (13)
2.4一系悬挂组成拆卸检修 (14)
2.5二系悬挂装置分解 (15)
2.6转向架分解工艺布局 (16)
2.7牵引组成检修 (17)
2.8基础制动装置及制动管路检修 (17)
第 3 章优化改进后的转向架三级检修工艺方案 (19)
3.1转向架车间清洗现状 (19)
3.2改进方案 (19)
CRH5型转向架检修工艺分析与改进方案
第1章CRH5型转动车组转向架构造
1.1 CRH5转向架概述
转向架是机车车辆最重要的组成部件之一，其结构是否合理直接影响机车车辆的运行品质、动力性能和行车安全。

现代城轨车辆的飞速发展，无一不与转向架技术的进步发展息息相关。

由于各国铁路发展历史和背景的不同以及技术条件上的差异，致使各国研制的高速转向架结构类型也相差较多。

然而在设计原则上的共识和实践经验却导致高速转向架形式上的众多相同之处，如采用空气弹簧悬挂系统、无磨耗轴箱弹性定位、盘形制动为主的复合制动系统，等等。

根据国外高速转向架的设计经验，建议采用以下设计原则：
1、采用高柔性的弹簧悬挂系统，以获得良好的震动性能。

这种高柔性空气弹簧在速度300km/h以下能表现出其优越性。

2、采用高强度轻量化的转向架结构，以降低轮轨间动力作用。

3、采用能有效抑制转向架蛇行运动，提高转向架蛇行运动临界速度的各种措施。

4、基础制动装置采用复合制动系统。

1.2 转向架的组成
1、轮对：车轮的回转实现在钢轨上的运行（平移）。

2、轴箱：联系构架与轮对的活动关节。

3、一系悬挂：缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证车辆运行平稳。

4、构架：转向架的骨架，将转向架的零件组装成一个整体。

5、二系悬挂：传递车体与转向架的垂向力和水平力。

6、驱动装置（仅动力转向架）：动力装置的扭矩最后有效地传递给车轮。

7、基础制动装置：放大制动缸的力，传递给闸瓦，压紧车轮，施行制动。

1.3 CRH5转向架简介
CRH5动车组CA250转向架：2005年ALSTOM公司在TAV-S104转向架基础上研制了CA250转向架，应用在中国CR1l5型动车组上上CRH5动车组每列8辆编组，采取“5M+3T”编组，所用转向架有动力转向架和非动力转向架两种形式，其中动力转向架有3种(简称M，代号为AX30499、AX109567、AX30500），非
动力转向架有2种(简称T，代号为AX30513、AX30514)。

CRH5动车组转向架主要特点是：
1、驱动装置采用牵引电机体悬式结构；
2、动车转向架只有一根动轴，通过万向轴将转矩传递给车轴齿轮箱；
3、轴箱采用上、下双拉杆定位结构
4、基础制动装置采用单元式空气盘形制动，均采用轴盘，2盘/动轴，3轴
盘/从动轴，单元制动装置通过专门的制动梁安装到构架侧梁和横梁上；
5、采用两套抗侧滚扭杆装置配合空气弹簧来抑制车体的侧滚；
6、车体与转向架之间采用Z字型布置的牵引拉杆配合中央牵引销传纵向力。

图1 转向架示意图
动力转向架与非动力转向架的主要区别是：（1）动力转向架有两根动力轴，每根动力轴上装有两个制动轮盘和一组齿轮箱；（2）非动力转向架有两根非动力轴，每根非动力轴上装有三个制动轴盘；（3）动力转向架比非动力转向架多一个电机安装架。

1.4 CRH5转向架轴箱及定位装置
一系悬挂装置采用两组螺旋钢弹簧、一系垂向减振器等结构组成；
轴箱采用双拉杆式定位，其拉杆两端分别与构架和轴箱连接，拉杆可容许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移，拉杆中的橡胶节点分别限制轴箱与构架之间横向和纵向方向的相对位移，实现弹性定位；上下拉杆的刚度、钢弹簧的刚度和垂向减振器的参数根据动力学计算进行了优化选择，减少和缓冲由于线路的不平顺引起的对构架的激扰。

、
为减小来自钢轨的振动，在轴箱体和构架间还加装一系垂向减振器，以使车辆具有良好的平稳性。

二系悬挂装置主要由空气弹簧、上枕梁、牵引装置、抗侧滚扭杆等部件组成。

每个转向架两个空气弹簧坐落在侧梁上空气弹簧上设有上枕梁，上枕梁与构架间牵引装置采用“2型双牵引杆；每个转向架有两套抗侧滚扭杆装置、两个二系垂天向减振器、两个二系横向减振器和两个抗蛇行减振器，其中二系垂向减振器和二系横向减振器根据车型的不同参数不同，可使车辆获得较高的乘坐舒适性。

空气弹簧系统由两个空气弹簧、两个高度阀、压差阀和两个附加空气室通过管路连接而成，是转向架构架与上枕梁之间的悬挂装置，空气弹簧系统能使车辆获得良好的垂向和横向性能，确保车辆保持高度不变；空气弹簧由胶囊与橡胶堆组成，胶囊与橡胶堆串联联工作，在正常工况下(充气状态)，橡胶堆有助于胶囊适应转向架的转动，如果胶囊失效，橡胶堆将独立工作，此时上盖下表面与橡胶堆顶部的磨耗板接触，悬挂系统仍然能够安全的进行工作，不会影响到车辆的运行速度。

图2 空气弹簧组成
1.胶囊 2橡胶堆组成 3橡胶堆组成 4上盖组成 5摩擦版组成
上盖板通过上盖心轴与上枕梁的定位圈和附加空气室相通，下板组成与构架上的空气弹簧座相连，如图。

图3 空气弹簧在转向架的位置
1-车体 2-空气弹簧 3-构架
枕梁通过支座7与车体连接。

通过空气弹簧、牵引装置与构架相连88，二系垂向减振器、抗侧滚扭杆、二系横向减振器、抗蛇行减振器等都通过相应的支座与上枕梁和构架相连，此外，上枕梁上的安全钢丝绳@对二系悬挂垂向上限位置限定起作用，如图所示。

图4 减振器位置示意图
1.二系重向减振器座；2-抗蛇行减振器座；3-抗侧浪扭杆座；4-二系横向减振器座；5-中心销；
6-横向止挡板；7-与车体连接支座；8-钢丝绳
1.5 机械传动装置
图5 齿轮箱万向轴位置示意图
图6 轴箱定位装置尺寸参数
1.动力转向架力的传动
1、垂向力(重力)
车体一上枕梁→橡胶空气弹簧一构架侧梁一轴箱弹资下定位拉杆一轴箱一车轴一>轮对一钢轨
2、横向力(离心力等)
轮对一车轴→轴箱一>轴箱弹簧+下定位拉杆一构架侧梁一橡胶空气弹簧一上枕梁一车体
3、纵向力(牵引力或制动力)
轮对一>车轴一轴箱一定位双拉杆一构架侧梁一构架横梁一‘7’形牵引拉杆一中央牵引销一上h枕梁一车体一>车钩
2.基础制动装置
CRH5动车组的基础制动装置包括动力转向架的轮盘制动和非动力转向架的轴盘制动动力转向架的每个车轮上安装一套轮盘制动盘（图14），制动盘直径
为750mm。

非动力转向架的每轴安装三个轴盘制动盘，制动盘直径为640mm。

为了而减少重量，这些制动盘均为空心设计。

图7 轮盘制动夹钳
基础制动装置中也有弹簧储能停车制动功能，设置在每个拖车转向架的轴盘制动装置的中间那个单元制动器上。

1.6 辅助装置
辅助装置包括轮缘润滑装置、扫石器、横向不稳定检测系统、撒砂装
置、速度传感器等
轮缘润滑装置：安装在每列车两端的前转向架上，该系统可按照列车运行方向、预定的时间间隔和列车时速启动
扫石器装置：仅列车端部转向架上设置，每列车装2套扫石器
CRH5动车组中的动车分别装用了安装不同设施的八个动力转向架，每个转向架轴端布置有轴温传感器，在每个动力转向架上安装有一个加速度传感器；第1、8号车所用的转向架轴端布置有ATP速度传感器以及接地回流装置。

另外第1、8号车一位端转向架上有两个安装天线装置的端梁，转向架前端还安装有轮缘润滑装置、洒沙装置和扫石器。

第3、6车每个转向架的端部只有一套洒沙装置和扫石器。

做砂装置：所有动轴安装带加热装置的撒砂设备，根据列车的运行方向触发撒砂器；
图8 撒沙装置
①-砂箱；②-辅助控制单元；③-砂位指示仪-x：
④-上砂装置SDN14-1；⑤⑤-砂管加热装置-SHR
枕梁与构架间牵引装置采用“Z”形双牵引拉杆配合中央牵引销。

每个转向架有一套抗侧滚扭杆装置、两个横向减震器（图9）和四个抗蛇行减震器（图10），其中抗侧滚扭杆装置和横向减震器根据车型不同进行了参数优化选择，以使车辆获得良好的乘坐舒适性。

图9 横向减震器图10 抗蛇行减震器
第 2 章动车组转向架三级修工艺分析
2.1 CRH5型动车组转向架三级检修的概述
CRH5型动车组三级检修是指新造或从上次四级检修起，每运行120万公里进行一次的修理，保证车辆运行的可靠性。

CRH5型动车组三级检修转向架检修包括：清洗、分解、检修、装配、调试五个部分。

其中分解主要是对转向架电气装置、四种减震器、牵引装置、抗侧滚扭力杆装置、制动装置、二系悬挂装置、一系悬挂装置、齿轮箱及组件、辅助装置等部件进行分解，下文介绍了CRH5型动车组三级检修转向架分解工序和工艺布局。

转向架分解工序安排。

CRH5型动车组三级检修转向架分解工序安排如图11其中“轮对退卸及齿轮箱分解”工序针对动车转向架带有齿轮箱的动力轮对分解，拖车转向架轮对及动车转向架非动力轮对跳过此工序。

图11转向架分解工序安排
2.2总体工艺
由于CRH5型动车组为350 km/h速度等级的动车组，鉴于该产品技术的复杂性和特殊性，编制了CRH5型车组转向架三级检修规程，规定了CRH5型动车组转向架三级检修范围（表1）和更换件清单，确定了CRH5型动车组转向架三级检修主要工艺流程（图11)。

（1）将转向架所有空气管路接头，所有电线、电缆“接头，轴箱后盖迷宫密封
处，齿轮箱前后盖迷宫密封处，牵引电机等零部件进行清洗前的防护，然后将转向架进行整体清洗。

（2）将横梁组成、空气弹簧控制组成、横向悬挂装置、抗蛇行减振器组成、抗侧滚扭杆组成以及与构架组成相连的地线等零部件与构架组成分离、并将拆解下来的零部件放置到各自的存放区等待检查或进行再次拆解和清洗。

(3)将二系悬挂装置与构架组成分离，并将拆解下来的零部件放置到存放区等待清洗和检查在
(4）将构架组成(动力转向架包括牵引电机组成、电机吊架组成、板簧组成)与轮对轴箱装置组成分离，。

1并将构架组成放置到检修存放区等待检查或进行再次。

（5)将轴箱转臂定位节点和齿轮箱C型支架（动车轮对)等处装上防护工装运至轮对专业检修厂检修。

（6）将拆解完的所有零部件按照各部位的检修工艺规程进行检修，同时做好相关检修记录(填写检查卡片）
（7）将检修完的所有零部件按照转向架组装工艺规程进行复原组装，切记不能混装
（8)将重新组装完成的转向架进行功能性试验，试验合格的转向架进行交验并转运至落车工序。

表1 CRH5型动车组转向架三级检修范围
注：“状态检修”为该配（部）件在安装位置状态下检修；“分解检修”为该配（部）件需从上级部件分解下来检修；“◎”表示该配（部）件的检修状态，“△”表示该配（部）件自身需分解检修，“☆”表示该配（部）件需要更换。

图12 CRH5型动车组转向架三级检修主要工艺流程
2.3总体工艺布局
为了满足CRH3型动车组转向架三级检修纲领和检修工艺的需要，进行了CRH5型动车组转向架三级检修工艺布局规划设计，利用公司现有的厂房进行
了CRH5型动车组转向架三级检修单元总体工艺布局，并添置了检修所需的清洗、分解、组装、试验等进入口、国产设备和工装、工具，按照功能分别布局规划为清洗线、分解确检线、轮对检修线、组装调试线（图2)。

2.3.1清洗线
1、清洗转向架
作业程序：（1）用温度适度和压力适度的高压清水对转向架构架组件表面进行清洗除垢作业一遍，再用喷壶在构架上喷一遍清洗剂，浸泡大约10分钟后，人工粗洗一遍，再用高压水枪冲洗干净。

（2）用百洁布等工具对构架组件和轮对进行刷洗，分别从转向架的上部、侧面、下部进行清洗。

局部角落处没有清洗干净的，用歪把毛刷进行手工刷洗，（3）轮对清洗包括轮轴和动车轮对齿轮箱等部位，制动盘表面不允许清洗。

（4）转向架推入清洗间前应调节好各闸片间距。

如果不满足此要求，使用扳手调节制动单元的调节器螺栓，增大闸片间距。

CRH5型动车组转向架组成中电器件、橡胶件和铝制品件等零部件较多，目
前没有整体清洗经验，为了保证清洗质量和零部件的完整性，经过大量的调研及相关试验，最终采用全封闭脉冲式高温、高压电加热水漂洗系统进行转向架整体清洗。

在首列车的清洗过程中，通过正交试验法摸索出中性清洗剂、清洗温度、喷淋流量和喷淋压力等相关技术参数的优化配比，并以较少的流量和相对较高的压力实现单位时间内最大面积的清洗。

零部件的二次清洗采用人工清洗方式，并配有专用的清洗小车、地台、清洗槽等工艺装备。

2.3.2分解确检线
CRH5型动车组转向架分解采用进口的落轮设备取代传统的地沟作业拆解方式，
轮对轴箱、横梁组成和沟架组成等转向架主要组成部分的分解均在落轮设备
上一次性分解完成。

构架组成和横梁组成的分解分别采用变位翻转胎和可升降式的专用举升设备以及配套的移动式液压升降车、专用工装和工具等辅助工艺装备。

分解确检线的工艺规划和先进工艺装备的采用，降低了职工的劳动强度，提高了生产效率，解决了因转向架本身结构复杂而导致的地沟作业困难、存在无法
操作的作业死角等问题。

另外，按照零部件的不同，设置了专用的检测、确检平台及专用工具，以满足确检需要。

2.3.3轮对检修
依据检修规程的要求，配置了进口的空心轴探伤机、轮对动平衡机、踏面旋床、轴承退装机等配套的工”艺装备。

2.3.4组装调试线
采用流水线式的组装调试工艺布局模式。

构架组装工序采用可升降式专用举升机并配有独立的单元行架车和移动式液压升降车；横梁组装工序采用变位翻转设备进行零部件装配；落轮工序采用进口的落轮设备取代传统的地沟作业方式，在落轮设备上一次性完成转向架各种零部件的组装；调试工序采用进口的转向架综合试验台和电阻测试设备对组装完成的转向架进行自重、轮重差、固定轴距以及各种高度尺寸、气密性试验和电阻试验等各项参数的检测；交验工序采用举升式交验设备代替传统的地沟作业。

2.4 一系悬挂组成拆卸检修
图13 一系悬挂装置
1下部杆组件； 2外部弹簧组成；3内部弹簧组成
4整个推杆；5垂向挡；6一系垂向减震器
7轴箱组成；8连接块；9螺栓连接板
1、一系悬挂装置拆卸
（一系悬挂装置，如图13）其分解主要是将构架与轮对分离，分解整个推杆组成、下部杆组件及一系轴箱弹簧组成，一次悬挂装置分解同样包括一次分解和二次分解，具体内容如下：
1、构架与轮对分离；
2、整个推杆组成分解及二次分解；
3、下部杆组件分解及二次分解；
4、一系垂向减震器分解；
5、一系轴箱弹簧分解；
6、垂向止挡分解；
构架与轮对分离前，动力轮对需安装齿轮箱支撑轮，防止轮对移动过程中齿轮箱磕碰伤；构架与轮对分离时，应避开砂箱连接管路与整个推杆的刮碰；一系轴箱弹簧分解后对其标记，并放入专用的料箱内，以便于弹簧载荷试验时记录。

2、一系悬挂装置检修
（1）检查弹簧挡板不得存在裂纹缺陷，表面机械损伤无法修复时换新；对油漆缺损部位进行补漆。

（2）检查调整垫不得存在裂纹缺陷，表面机械损伤无法修复时换新；拆下螺旋钢弹簧组并做外观检查，如外露面有裂纹、折损、簧间有磨碰压痕时更换；对油漆缺损部位进行补漆；拆下叠层弹簧并做外观检查，不允许存在机械损伤；叠层弹簧橡胶部位不得存在破损、开裂、裂纹现象；叠簧上部表面锈蚀在不损伤镀锌层的情况下可打磨处理。

2.5 二系悬挂装置分解
二系悬挂装置分解主要是将摇枕与构架分离，如图3，并对二系悬挂组件分解，二次悬挂装置分解分为一次分解和二次分解，一次分解是将大部件与构架或摇枕分解，如制动装置分解（包括制动梁及制动缸），二次分解则是将分解下来的大部件进行彻底分解，如制动缸与制动梁分解和退卸制动梁龙骨底端的球型节点等，二系悬挂装置分解的具体内容如下： 1、摇枕与构架分离 2、制动装置分解及二次分解； 3、抗侧滚扭力杆分解及二次分解； 4、牵引装置分解及二次分解； 5、齿轮箱反作用杆分解及二次分解； 6、横向止挡分解； 7、速度
传感器、扫石器装置、轮缘润滑装置及过分相器装置等辅助装置分解及二次分解；
如图14 摇枕与构架分离
1-垂向安全钢丝绳；2-抗侧滚扭力杆；3-制动梁
4-构架；5-摇枕；6-空气弹簧
2.6 转向架分解工艺布局
CRH5型动车组三级检修转向架分解工艺布局安排如图8，整个布局以轮对走向为总线，场地内应安装必要的电源和风源，（1）（2）（3）（4）工作区内需安装轨道线。

图15 转向架分解工艺布局安排
1-分解一区；2-分解二区；3-轴端分解区；4-轮对退卸区；5-齿轮箱分解区；
6-构架存放区7-摇枕存放区；8-小件分解区；9-轴端存放区
（1）为转向架分解一区，分解一区包括“分解前准备”和“整体预分解”工序，此工作区内应配有静压机，并采用地坑式结构，采用地坑式结构是为了方便转向架底部部件分解。

（2）为转向架分解二区，分解二区包括“一系悬挂装置分解”和“二系悬挂装置分解”工序，分解后的部件转到（6）（7）（8）工作区。

（3）为轴端分解区，分解轴端及附属件，同时用来存放轮对。

（4）为轮对退卸区，此工作区配有轮对退卸机和注油机，用来退卸轮片及制动盘。

（5）为齿轮箱分解区，此工作区配有小型吊运设备，用来分解齿轮箱件。

（6）（7）分别为构架存放区和摇枕存放区，此工作区用来存放构架和摇枕，同时分解构架和摇枕上部分配件。

（8）为小件分解区，在小件分解区，对一系悬挂装置、二系悬挂装置及辅助装置等小部件进行分解，如制动管路分解、抗侧滚扭力杆上弹性节点退卸等。

（9）为轴端及附属件存放区，此工作区可兼用轴端及附属件检修区。

2.7 牵引组成检修
1、牵引梁检修
检查牵引梁表面不得有裂纹及明显的机械损伤。

检查牵引梁内孔壁是否有划痕，如有视情况对划痕进行处理；检查牵引梁中心销套橡胶有无明显破损、龟裂和老化等现象。

如有则更换新的中心销套；
2、连杆组成检修
检查连杆不得有裂纹及明显的机械损伤；检查牵引拉杆橡胶节点无明显破损、龟裂和老化等现象。

如有则更新的橡胶节点：
3、中心销压板检查
对中心销压板进行检查，检查表面和销子不得有裂纹及明显的机械损伤，压板销子存在损伤时更换。

2.8 基础制动装置及制动管路检修
1、制动夹钳单元组成检修：
制动夹钳单元销轴应转动自如。

制动单元各部件无损坏，紧固件无松动、缺失；检查制动缸上的波纹管应无损坏，如有损坏将制动缸拆下，返厂检修；检查
闸片托架有无损坏、裂纹，连接件有无松动、缺失，如托架有损坏时返厂检修，如连接件松动由厂家确认后并重新校紧；检查制动缸卡簧与缸体是否作用良好。

2、制动吊座的检修
对制动吊座及制动连接块安装套(黄色)进行检查，确认其状态是否完好。

安装套应无断裂，破损等现象，如有需换新；对制动单元组成上未拆解过的螺栓进行检查，检查它们是否有松动或缺失，如有松动记录松动位置，并按规定校紧至规定扭矩，重新涂打防松标识。

如有缺失补装新的紧固件。

3、闸片检修
检查闸片磨损情况，是否有磨耗到限，磨损限度为5mm，磨耗到限时更换新闸；检查闸片销子是否完好；轮对落成及制动闸片组装完后，使制动夹钳一侧的闸片与制动盘密贴，测量另一侧闸片到制动盘的间隙应为(1.5-3mm)
第 3 章优化改进后的转向架三级检修工艺方案
3.1转向架车间清洗现状
CRH5型动车组三级修转向架分解过程中，部分配件由于锈死，无法正常分解，如整个推杆组件相互锈死、制动缸吊座连接螺栓锈死、垂向止挡与轴箱过渡盖连接螺栓锈死、一系弹簧上定位盖板与构架锈死及轴承与轴箱体分解困难等问题。

根据转向架车间分解、清洗流水线的工艺流程设计，构架与轮对的清洗在不完成轮对与构架分离的情况下进行，在此种情况下转向架构架与轮对结合部、构架底部极其难清洗干净，造成构架、轮对必须二次清洗，增加工作时长，浪费时间。

按原清洗分解线设计，没有设置构架和轮对的补洗工位，现利用检修线中的构架磁粉清洗间、轮对涂装剥离间进行临时补洗；此外CRH5的定位转臂、摇枕等大部件在原设计中也无相应的清洗工位。

由于目前补洗条件限制，安全、效率等因素均影响阻塞了生产流程。

待CRH5型车检修时，由于CRH5型车大部件较多，将无法满足清洗要求，进一步影响转向架车间检修能力。

原转向架车间布局设计没有面积较大的部件检修、检查、存放区域。

3.2改进方案
由于检修工艺与CRH1型车的不同，转向架分解清洗线目前不完全兼容CRH5型车的检修工作。

车辆段转向架间的设计是车辆段规划中的一个关键部分。

从车辆段整体的检修工艺作业流程看来，转向架是从修车库推送到转向架间，所以修车库和转向架间有着不可分割的联系。

从转向架上拆卸下来的转向架配件(包括基础制动部件、轮对、滚动轴承等)必须送到相关的检修区进行检修，转向架最后组装的大部分零件也同样必须从相关检修区取得。

转向架间内的配件检修区、轴承和轮对之间(包括存轮场)的联系更为紧密，所以布局应当将各个车间紧凑的布置在一起依据客车转向架的特点和具体要求，转向架间的检修方式采用流作业，具体位置应依附在修车的侧跨，减少转向架从修车库运送的时间。

转向架间的规模根据修车库的规模相应的设计为长度取95m，跨度取57m。

根据各种零件检查和维修的要求，需要转向架间设置一些特殊设备以及起重运输设备、压缩空气管。