張合榮

（攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司修建分公司，四川 攀枝花 617000）

鋼軌是軌道的重要組成部分，它是直接承受列車載荷并與車輪相互作用，它的狀況首先影響列車的安全及運(yùn)行效率。攀鋼釩軌梁廠檢測(cè)中心超聲波裝置是購(gòu)買的德國(guó)KK探傷儀，該超聲波裝置是軌梁廠鋼軌生產(chǎn)保證內(nèi)部質(zhì)量最為重要的設(shè)備之一。超聲波是對(duì)重軌內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行探傷檢測(cè)的設(shè)備，其探頭設(shè)備又是執(zhí)行探傷動(dòng)作的主要部件。軌梁檢測(cè)中心超聲波探頭動(dòng)作見(jiàn)圖1，超聲波探頭是通過(guò)風(fēng)閥控制皮囊風(fēng)缸，皮囊風(fēng)缸推動(dòng)擺臂，擺臂與探頭軸及探頭相連接。當(dāng)檢測(cè)元件檢測(cè)到重軌時(shí)，風(fēng)閥得電，風(fēng)進(jìn)入皮囊風(fēng)缸，皮囊風(fēng)缸推動(dòng)擺臂及探頭軸、探頭擺動(dòng)，對(duì)重軌進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。在對(duì)重軌進(jìn)行探傷檢測(cè)時(shí)，動(dòng)作的快慢及擺動(dòng)角度直接關(guān)系到重軌探傷檢測(cè)的質(zhì)量。

1 現(xiàn)狀分析

如圖1，探頭擺臂在原設(shè)計(jì)時(shí)，探頭擺臂的孔開(kāi)一個(gè)2mm寬的槽（圖2），探頭擺臂的孔與探頭軸的配合采用間隙配合，當(dāng)探頭擺臂與探頭軸裝配在一起時(shí)，通過(guò)擺臂鎖緊螺絲，將探頭擺臂與探頭軸鎖緊，以達(dá)到消除間隙和緊固的目的（圖1）。

圖1 改前擺動(dòng)臂結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 改前超聲波探頭擺動(dòng)臂

但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于探頭擺臂的孔，開(kāi)2mm寬的槽兩側(cè)壁厚各為20mm，剛度較大，變形量小，通過(guò)M8鎖緊螺絲連接鎖緊，要想將探頭擺臂與探頭軸鎖緊很難。再加上工作環(huán)境較差，經(jīng)常受水及氧化物的浸蝕，造成螺絲及內(nèi)螺紋的銹蝕損壞，使其更難鎖緊固定。工作中經(jīng)常發(fā)生軸與擺臂內(nèi)孔打滑，造成探頭軸與擺臂動(dòng)作不同步及擺動(dòng)角度不到位等故障。同時(shí)原設(shè)計(jì)探頭軸在擺臂內(nèi)孔一旦打滑還會(huì)造成探頭軸沿著軸向方向串動(dòng)，致使探頭擺臂與探頭軸脫開(kāi)，造成故障需要檢修處理，影響生產(chǎn)及重軌探測(cè)質(zhì)量。

2 改進(jìn)措施

由于我車間經(jīng)常加班搶修處理超聲波故障，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期檢修該設(shè)備的摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察分析，并通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，我們根據(jù)以上原因?qū)⑻筋^擺臂進(jìn)行了改進(jìn)。

（1）為了防止水對(duì)探頭擺臂長(zhǎng)期浸蝕所造成的損壞，對(duì)探頭擺臂的材質(zhì)建議從新選擇，采用不銹鋼材質(zhì)。

（2）取消探頭擺臂2mm寬的槽及鎖緊螺絲（圖3）。

圖3 改后超聲波探頭擺動(dòng)臂

（3）改進(jìn)探頭擺臂與探頭軸裝配配合間隙，將探頭擺臂孔上偏差為-0.020mm、下偏差為0，有很小的過(guò)盈量，使其又便于安裝又有一定的緊固性。

（4）增加防止探頭軸打滑情況下產(chǎn)生軸向串動(dòng)的壓蓋固定方式。具體方法是：在探頭軸端下面鉆孔攻絲（M8內(nèi)螺紋），當(dāng)探頭擺臂與探頭軸裝配完后，將壓蓋通過(guò)螺絲M8固定連接在探頭軸軸端上，使壓蓋與探頭軸軸端緊密連接，防止探頭擺臂與探頭軸脫開(kāi)，并保證壓蓋與探頭擺臂間存在0.50mm的間隙，以使探頭軸能自由擺動(dòng)（圖4）。

圖4 改后擺動(dòng)臂結(jié)構(gòu)示意圖

3 改進(jìn)后效果

通過(guò)以上改進(jìn)，在生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程中，解決了探頭擺臂與探頭軸鎖緊困難而產(chǎn)生打滑故障，消除了超聲波與擺臂不同步動(dòng)作及擺動(dòng)角度不到位故障；更換不銹鋼材質(zhì)后解決了因水的浸蝕造成探頭擺臂的損壞情況，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命；通過(guò)增加軸端壓蓋固定連接方式，解決了探頭擺臂與探頭軸脫開(kāi)的現(xiàn)象；通過(guò)以上改進(jìn)措施提高探測(cè)精度，減少探頭故障搶修狀況，切實(shí)降低了職工檢修勞動(dòng)強(qiáng)度，減少備件組裝人工成本以及為重軌產(chǎn)量創(chuàng)造了條件。

4 改進(jìn)后效益

（1）直接效益。通過(guò)改進(jìn)了擺臂的裝配結(jié)構(gòu)，其結(jié)果不僅降低了擺臂的事故時(shí)間，降低了因超聲波擺臂故障檢修頻次，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，軌梁廠共有4套超聲波檢測(cè)設(shè)備，沒(méi)改前因擺臂的裝配結(jié)構(gòu)引起的搶修，平均每月4次，每次搶修需要6人4小時(shí)。通過(guò)改進(jìn)后沒(méi)有發(fā)生擺臂與探頭軸鎖緊難的現(xiàn)象，因水的浸蝕造成探頭擺臂的損壞和動(dòng)作慢及擺動(dòng)角度不到位或擺臂與探頭軸脫開(kāi)的現(xiàn)象。改進(jìn)前每月組裝組裝擺臂備件2套，組裝需要4人8小時(shí)，搶修按200元/工日計(jì)算（搶修需要額外支出來(lái)回交通費(fèi)、加班費(fèi)），備件組裝人工費(fèi)按200元/工日計(jì)算：

1年節(jié)約搶修人等工成本：

6×4÷8×4×12×200=2.88 萬(wàn)元。

1年節(jié)約備件組裝人工成本：

4×8÷8×4×12×200=3.84 萬(wàn)元。

改進(jìn)后1年節(jié)檢修人工成本：2.88＋3.84=6.72萬(wàn)元。

（2）間接效益。年節(jié)約備件成本費(fèi)：超聲波4個(gè)起落架每年更換擺臂4×2×12=96個(gè)，擺臂屬于進(jìn)口件其單價(jià)：4000元/個(gè)，年節(jié)約成本費(fèi)：96×4000元/個(gè)=38.4萬(wàn)元。

（3）此項(xiàng)改進(jìn)合計(jì)年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值：6.72萬(wàn)元+38.4萬(wàn)元＝45.12萬(wàn)元。

（4）社會(huì)效益。該技術(shù)已成熟運(yùn)用，切實(shí)提高了生產(chǎn)效率，保證了鋼軌產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，節(jié)約了維修成本，有著很好的經(jīng)濟(jì)效益。