和谐电力机车杆件橡胶关节更换装置的研制

摘 要：对和谐电力机车三级检修规程下的电机吊杆、轴箱拉杆、齿轮箱吊杆等杆件的橡胶关节进行快速准确的拆解、更换组装作业。满足拆解与组装后的杆件、橡胶关节符合检修工艺大纲的要求。

关键词：电力机车；电机吊杆；轴箱拉杆；齿轮箱吊杆；牵引拉杆吊杆；橡胶关节；拆解装置；更换组装

引言

电力机车是现代铁路运输部门效率最高、污染最小的牵引动力。随着铁路建设的快速发展，保证机车的行驶安全就显得尤为重要，机车运动过程中，杆件橡胶关节承受着扭转、偏摆、振动等力矩。杆件橡胶关节装配质量的好坏，直接影响机车的整体性能的发挥和行车安全。杆件橡胶关节是一种橡胶与金属复合的减震元件，常见的是内径和外径均为金属材质，中间有橡胶件，内外径金属材料将橡胶结合在一起组成橡胶关节。橡胶关节起到机车减震的作用，杆件橡胶关节作为机车定期检修、更换的易损件，为了保证机车的运行安全，需要对机车定期检修。利用杆件橡胶关节更换装置，快速、准确、无损伤地更换杆件的橡胶关节就显得尤为重要。

文章根据和谐电力机车杆件与橡胶关节的性能特点，及其和谐电力机车检修工艺大纲的要求；研制了橡胶关节更换装置。

1 设计方案

1.1 杆件与橡胶关节结构

杆件的内孔与橡胶关节的外圆是过盈配合结构形式。根据检修大纲工艺要求：杆件与橡胶关节组装时，橡胶关节长度方向与杆件两边压装深度一致。橡胶关节中的橡胶件压装过程中不能受外力，只能橡胶关节的外圆金属件承受压力。橡胶关节中间的小金属件扁平方与杆件中心线成90°关系。如图1所示。

1.2 装置概况

橡胶关节更换装置由单柱式液压压力机、拆解工装、组装工装、落料筐、工作平台、压头等组成。其中拆解工装包括底座、拆解压头组成，组装工装包括底座、组装压头、导向板、导向杆等组成。拆解和组装杆件橡胶关节时，只需更换拆解工装和组装工装即可，拆解工装和组装工装上均配有四个吊环孔，方便吊运工装。如何保证组装后的橡胶关节中间的小金属件扁平方与杆件中心线成90°是设计方案的关键。橡胶关节更换装置如图2所示。

单柱式压力机为拆解、组装橡胶关节提供源动力，压力机工作台面高度为750mm，符合人体工程学，压力机采用C型结构，从三面均可以操作。压力机现在几乎成为一种标准件，在市面上可以直接订购。拆解工装为拆解杆件关节提供定位、拆解装置，组装工装为杆件橡胶关节提供限位、压装装置。拆解工装、组装工装原材料采用均45#钢设计，45#钢作为一种非常常用的优质碳素结构钢，在市面上比较容易购买。45#钢经过调质处理进行精加工，调质可以使钢的机械性能、材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。加工完成后，所有的工件经发黑处理，达到防锈、美观目的。落料筐用于接住压力机拆解下的橡胶关节，落料筐四周内铺有橡胶皮，橡胶皮起到减震、降低声音、不会碰伤工件的目的。工作平台为拆解工装和组装工装提供必要的支承作用。

1.3 功能描述

1.3.1 橡胶关节拆解更换装置

橡胶关节拆解更换装置工作过程如下：单柱式压力机的底部设有机座和液压泵站，机座上安装有工作平台，机座的中心设有落料孔，落料孔的下面设有倾斜落料板，倾斜落料板的下端与落料框接触在一起；拆解更换装置放置在工作平台上，杆件的两端放在拆解更换装置底座的第一凸台和第二凸台上；凸台两边设有限位装置，保证杆件不会移动，凸台中心开有圆通孔，圆孔直径大于橡胶关节10mm，方便橡胶关节从中间落下，在压力机的上部压力机臂上设有上压头，在压力机的一侧设有压力机操作板，操作板设有操作按钮，组成杆件橡胶关节拆解装置。

单柱式压力机通过装在压力臂上压头压装拆解压头，使用橡胶关节与杆件分离，橡胶关节通过压力机的落料斜板从侧面滚入落料筐，这样不会对地面、操作人员造成伤害。拆解压头侧面有把手，把手作用有两个：一是方便操作人员操作，二是可以防止拆解压头一起随橡胶关节下落到落料筐里，拆解另一端橡胶关节只需要将杆件调整调头即可。如图3所示。

该装置结构简单，拆解杆件上的对橡胶关节、杆件均无损伤，操作方便，省时省力，提高工作效率，降低劳动强度。

1.3.2 橡胶关节组装更换装置

橡胶关节组装更换装置示意如图4所示。

橡胶关节组装更换装置由底座、组装导向杆、组装压头、定位销、导向板等组成。底座用于放置杆件，定位销防止杆件左右偏摆；导向板保证橡胶关节竖直向下，压头控制压装深度，控制橡胶关节扁平方与杆件中心线成90°。

底座起支撑杆件作用，底座大圆端内孔比杆件内孔直径大6mm，方便橡胶关节外圆金属件通过，底座另一端小圆内孔比橡胶关节的中间金属件的外圆直径大0.5mm，当一端橡胶关节压装完成后，压装另一端时，用橡胶关节中间的金属件定位，可防止杆件前后左右摆动。

组装压头采用与橡胶关节中间金属件端部扁方仿型结构设计，通过组装压头中的台阶孔来控制压装深度，组装压头是组装工装中非常重要的一个结构件。它不仅承受压力机的压力，还起到控制深度、保证橡胶关节压入杆件内孔的关键作用。如图5所示。

导向板固定在组装工装的底座上，导向板中间开有长槽，用于防止压装压头两端的导向杆旋转，导向杆与压装压头相连；即压装压头不会旋转，从而保证杆件中心线与橡胶关节内的小金属件的扁方中心保持90°直角关系。同时，导向长槽与底座垂直，从而保证橡胶关节压装时，与杆件的装配孔保持垂直。

定位销用于压装第一个橡胶关节时，通过第二个杆件内孔与底座定位。保证杆件第一个孔与第二孔在底座的中心线上。

压装时，首先将橡胶关节组装更换装置放到压力机的工作平台上，然后将杆件放置于底座下方，将无导向板侧的内孔穿上定位销；将橡胶关节放置于杆件内孔中，然后将压装压头放置于橡胶关节上，橡胶关节扁平方穿进压装压头。压装压头的导向杆放置于导向板的中间槽里。最后将橡胶关节组装更换装置的组装压头移动到压力机压头的正下方，通过操作面板操作将橡胶关节压入杆件内。压另一端时，只需将杆件调头，不需要定位销。即可将橡胶关节压入杆件内。

橡胶关节组装工装操作简单，定位准确，压装方便、省时省力。对杆件、橡胶关节均无任何损伤。组装后的杆件与橡胶关节满足杆件检修工艺要求。是机务段对和谐电力机车检修必备设备。

2 结束语

橡胶关节组装更换装置运用非常广泛，几乎覆盖了所有的和谐电力机车、CRH型动车组，希望读者能够令其在机车领域中进一步被开发利用，以便更好地服务于机车检修段，也可以用于机车新车杆件制造，为社会做出更大贡献。此压力机组及工装组合能够充分满足组装工艺，高效快速完成杆件橡胶关节的拆解、组装过程。