动车组用管路冷弯常见缺陷及处理方法

苏健　付阳阳　廉小增

[摘 要]“复兴号”制动系统使用的管路是薄壁不锈钢管，全列车大约有1400余根，其中大部分是弯管，加工难度较大。由于管材的比较薄容易在弯制过程中产生较多的缺陷，无法满足安装要求，严重影响质量和美观。

[关键词]管路缺陷；处理措施；弯管

中图分类号：S123 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0073-01

一、常见的弯管缺陷

常见的弯管缺陷主要有以下几种形式：圆弧处变扁严重（椭圆形）、圆弧外侧管壁减薄量过大、圆弧外侧弯裂、圆弧内侧起皱及弯曲回弹等。随着弯管半径的不同，前四种缺陷产生的方式及部位有所不同，而且不一定同时发生，而弯曲工件的弹性回弹却是不可避免的。弯管缺陷的存在对弯制管件的质量会产生很大的负面影响。管壁厚度变薄，必然降低管件承受内压的能力，影响其使用性能；弯曲管材断面形状的畸变，一方面可能引起横断面积减小，从而增大流体流动的阻力，另一方面也影响管件在结构中的功能效果；管材内壁起皱不但会削弱管子强度，而且容易造成流動介质速度不均，产生涡流和弯曲部位积聚污垢，影响弯制管件的正常使用；回弹现象必然使管材的弯曲角度大于预定角度，从而降低弯曲工艺精度。因此，应在弯制之前采取对应措施防止上述缺陷的产生，以获得理想的管件，保证产品的各项性能指标和外观质量。

二、针对不同缺陷采取的对策及处理措施

为防止或减轻弯管缺陷的产生，得到满意的弯管质量，就应在弯管过程中采取相应的对策加以解决。首先，在产品设计结构允许的范围内，弯制管件应尽可能设计较大的弯曲半径，同时，选购设备时应选择带有侧面助推及尾端顶推机构的弯管机。在通常情况下，对于前面提到的几种常见缺陷，应有针对性的采取措施，具体方法可按以下进行：

1、对于圆弧外侧变扁严重的管件，在进行无芯弯管时可将压紧模（轮）设计成具有反变形槽的结构形式，以减轻或消除管子弯曲时的变扁程度。对于有芯弯管，当芯棒直径太小或磨损严重时，应更换合适的芯棒，芯棒与管子内壁间的单边间隙应不大于0.5mm，同时，安装芯棒时的提前量要适当。另外，在安装模具时，要保证各件的管槽轴线在同一水平面上。

2、小半径弯管时圆弧外侧减薄是弯曲工艺的特性决定的，是不可避免的，但应采取措施克服减薄量过大的情况，常用的有效方法是使用侧面带有助推装置或尾部有顶推装置或者两者兼而有之的弯管机，这样，辅推或顶推机构推动管子向前，抵消管子弯制时的部分阻力，改善管子剖面上的应力分布状态，使中性层外移，从而达到减少管子外侧管壁减薄量的目的。助推和顶推速度根据弯管实际情况进行确定，使其和弯管速度相匹配。同时，应检查芯棒安装的提前量是否适当，不适当时要进行必要的调整。

3、对于管子圆弧外侧弯裂的情况，应仔细分析其原因，首先应保证管材具有良好的热处理状态，有缝钢管的焊缝尽量不要处于F1和F2的受力方向，即不要正对夹紧模和弯曲轮模；排除管材的因素后再检查压紧模的压力是否太大，并调整使其压力适当。对于新使用的芯棒要检查其直径是否太大，直径太时要进行必要的修磨，并保证芯棒与管内壁有良好的润滑，以减少弯管阻力及管子内壁与芯棒的摩擦力，同时采取适当措施，避免机床抖动等。

4、对于圆弧内侧起皱，应根据起皱位置采取对应措施，若是前切点起皱，应向前调整芯棒位置，使芯棒提前量适当，以达到弯管时对管子的合理支撑；若是后切点起皱，应加装防皱块，并使防皱块安装位置正确，能和弯管模很好地贴台，还要调整压紧模（轮）的压力使压力适当；若圆弧内侧全是皱纹，除调整压紧模（轮）使压力适当外，还要检查芯棒直径以及球节芯棒各节间的节距，直径太小或磨损严重时应更换芯棒。

5、对于弯曲回弹现象，主要采用补偿法和校正法来加以控制。补偿法是通过综合分析弯曲回弹的影响因素，根据弯曲时的各种条件和回弹趋势，预先估算回弹量的大小，在设计制造模具时，修正凸、凹模工作部分尺寸和几何形状，实现“过正”弯曲。校正法是在模具结构上采取措施，使校正力集中在弯角处，改变应力状态，力图消除弹性变形，克服回弹。如拉弯工艺，在弯曲的同时施加拉力，使整个断面都处于拉应力的作用下，卸载时弹性回复与变形方向一致，可明显减小回弹量。

总结

列车的制动性能保障着列车的运行安全，列车运行速度的提高对制动性能提出了更高的要求。对实现制动系统安全稳定有效的运行，最终的组装工序起着决定性作用。本文对高速动车组的制动系统在组装过程中出现的一些问题进行分析和提出的解决方案，希望这些尝试可以在保证产品质量、降低消耗、提高生产效率等几方面起到好的作用。

参考文献

[1] 管道工.职业技能鉴定教材编审委员会.中国劳动社会保障出版社，2000.06.

[2] 管道工技能图解.鲍福昌.机械工业出版社，2012.05.

[3] 冷冲压工艺手册.梁柄文.北京航空航天大学出版社，2004.05.

作者简介

苏健（1969-），男，河北唐山人，中车唐山机车车辆有限公司总装配一厂数控配管高级技师，研究方向：机械设计制造及其自动化。

付阳阳（1986-），男，河北沧州人，中车唐山机车车辆有限公司总装配一厂车辆钳工高级技师，研究方向：机械设计制造及其自动化。

廉小增（1986-），男，河北秦皇岛人，中车唐山机车车辆有限公司总装配一厂机车车辆管道工高级技师，研究方向：数控技术。