轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架組裝工藝設(shè)計(jì)

鄒建美

摘要：通過對(duì)轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)的工藝分析，并結(jié)合轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)過程中的制造難點(diǎn)和公司實(shí)際生產(chǎn)情況，設(shè)計(jì)合理的組裝工藝方案及制定關(guān)鍵工藝控制措施，保證了轉(zhuǎn)向架的組裝質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向架;U形副構(gòu)架;工藝

0 ?引言

轉(zhuǎn)K7型（副構(gòu)架式）轉(zhuǎn)向架是中車眉山車輛有限公司（簡(jiǎn)稱眉山公司）為適應(yīng)我國(guó)鐵路貨車高速、重載運(yùn)輸要求，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)研制開發(fā)而成，其適合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)矩、25t軸重、最高運(yùn)行速度120km/h的鐵路貨車新型轉(zhuǎn)向架。該型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)上類似于傳統(tǒng)的鑄鋼三大件式貨車轉(zhuǎn)向架，其在原三大件式轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)上將一個(gè)輪對(duì)的左右兩個(gè)承載鞍相連，形成U形副構(gòu)架。前后兩個(gè)輪對(duì)通過連接桿與兩U形副構(gòu)架銷接在一起，從而形成自導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)向架通過曲線時(shí)，由于前輪對(duì)的導(dǎo)向作用，將拉、壓力通過連接桿傳遞到后輪對(duì)，再加上一系橡膠堆的存在，使得轉(zhuǎn)向架具有較小的抗彎剛度，允許轉(zhuǎn)向架輪對(duì)在曲線上作徑向或八字形位移，但限制菱形位移，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1 ?轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù)

1.1 主要結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架主要由輪軸組成、側(cè)架組成、橡膠堆、搖枕組成、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、JC型雙作用彈性旁承、輪對(duì)徑向裝置、組合式斜楔等部件組成。一系懸掛采用橡膠堆，相對(duì)于輪軸中心線呈斜對(duì)稱分布;二系懸掛采用帶變摩擦減振裝置的中央枕簧懸掛系統(tǒng)，搖枕彈簧為二級(jí)剛度[2]，裝用同轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架一樣的輪軸組成及基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。

主要結(jié)構(gòu)見圖1。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

軌距 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1435mm

軸重 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 25t

自重 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 約4.7t

商業(yè)運(yùn)營(yíng)速度 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 120km/h

固定軸距 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1800mm

心盤面自由高 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 694mm

軸頸中心距 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1981mm

2 ?轉(zhuǎn)向架組裝工藝分析與設(shè)計(jì)

為保證搖枕組成、側(cè)架組成、轉(zhuǎn)向架組裝符合有關(guān)技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)的要求，根據(jù)產(chǎn)品圖樣、技術(shù)條件及質(zhì)量特性重要度分級(jí)明細(xì)表，在對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)工藝分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合車間現(xiàn)有的工藝裝備情況[3]，編制了《轉(zhuǎn)K7搖枕組成組裝作業(yè)指導(dǎo)書》、《轉(zhuǎn)K7側(cè)架組成組裝作業(yè)指導(dǎo)書》、《轉(zhuǎn)K7轉(zhuǎn)向架組裝工藝過程卡》等有關(guān)工藝文件指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。

根據(jù)轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了圖2所示的組裝工藝流程圖。

轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架組裝的關(guān)鍵是保證轉(zhuǎn)向架落成后輪對(duì)徑向裝置的兩U型副構(gòu)架鞍中心距之差不大于2mm，鞍中心對(duì)角線距離差不大于3mm，這兩個(gè)差值直接影響到副構(gòu)架的導(dǎo)向能力，從而影響轉(zhuǎn)向架的特有使用功能。因此轉(zhuǎn)向架組裝工藝的關(guān)鍵點(diǎn)是保證側(cè)架、搖枕、輪對(duì)徑向裝置的裝配關(guān)系。

3 ?轉(zhuǎn)向架制造難點(diǎn)及采取的工藝措施

3.1 側(cè)架組成組裝關(guān)鍵點(diǎn)工藝

側(cè)架組成由側(cè)架、立柱磨耗板、滑槽磨耗板以及折頭螺栓等緊固件組成。據(jù)產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求，側(cè)架組成組裝的關(guān)鍵質(zhì)量特性是立柱磨耗板組裝后兩磨耗板表面之間距離為455mm。側(cè)架鑄件的兩立柱表面間距離為475mm，立柱磨耗板公稱尺寸為10mm，按GB709-88《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》規(guī)定，立柱磨耗板厚度允許的最小極限為9.7mm。根據(jù)極限尺寸計(jì)算方法可知，立柱磨耗板組裝后兩磨耗板表面間最大極限為475-9.7×2+3=458.6mm，不滿足側(cè)架立柱磨耗板組裝后兩磨耗板表面間距離為455mm的要求，為滿足產(chǎn)品技術(shù)要求，需采取以下措施：①組裝前用風(fēng)砂輪打磨側(cè)架立柱面，保證磨耗板安裝面光滑、平整。②對(duì)磨耗板組裝采用選配工藝，保證兩磨耗板表面間距離滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。③控制側(cè)架鑄造質(zhì)量，確保側(cè)架中央方框尺寸走中間值，避免極限尺寸。④設(shè)計(jì)制作專用通止檢查樣板，對(duì)組裝后的磨耗板兩表面間距離進(jìn)行全數(shù)檢查，確保組裝質(zhì)量。

3.2 搖枕組成組裝關(guān)鍵點(diǎn)工藝

搖枕組成由搖枕、固定杠桿支點(diǎn)座、斜面磨耗板、下心盤及緊固件組成，經(jīng)工藝分析其組裝關(guān)鍵點(diǎn)是固定杠桿支點(diǎn)座的組對(duì)、焊接。

3.2.1 組裝工藝分析

搖枕和固定杠桿支點(diǎn)座采用分體鑄造后再焊接連接。組裝后固定杠桿支點(diǎn)座的襯套套孔中心距搖枕縱向、橫向中心距離分別為325±2mm和280mm，與搖枕垂向成40°角，如圖3所示。為保證組對(duì)尺寸設(shè)計(jì)了專用組焊樣桿，樣桿采用一面兩銷定位方式實(shí)現(xiàn)定位即以搖枕已加工的心盤面及下心盤兩外側(cè)安裝孔定位。

3.2.2 搖枕固定杠桿支點(diǎn)座組焊關(guān)鍵工藝

搖枕固定杠桿支點(diǎn)座的焊縫是焊角為8mm的角焊縫，搖枕材質(zhì)為B+級(jí)鋼，固定杠桿支點(diǎn)座材質(zhì)為B級(jí)鋼。因焊角較大，為控制焊接熱輸入量采用分層焊接，同時(shí)為保證焊接質(zhì)量采用以下工藝措施：①焊接工藝參數(shù)：焊條為J557、？準(zhǔn)5，焊接電流160～200A，直流反接;②焊條在使用前要求經(jīng)焊條烘干箱用300～350°C烘干1小時(shí)后放在焊條保溫筒內(nèi)，隨用隨取;③保溫筒在使用前，要求預(yù)熱到135°C以上。焊條裝在保溫筒內(nèi)，溫度保持在100～150°C，隨取隨用;④為確保焊接質(zhì)量，焊縫的層間溫度控制在50-150℃。

3.3 轉(zhuǎn)向架組裝落成關(guān)鍵點(diǎn)工藝

搖枕組成與側(cè)架組成的套裝、彈簧及基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的組裝與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架相似部件的組裝工藝相同。因輪對(duì)徑向裝置是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架徑向功能的關(guān)鍵部件，其組裝質(zhì)量直接影響轉(zhuǎn)向架運(yùn)行品質(zhì)，所以轉(zhuǎn)向架組裝的關(guān)鍵工序是輪對(duì)徑向裝置的組裝。根據(jù)轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將其組裝工序設(shè)計(jì)在基礎(chǔ)制動(dòng)裝置組裝工序和落輪對(duì)工序之間。輪對(duì)徑向裝置由兩U形副構(gòu)架和兩交叉拉桿銷接而成，由于兩U形副構(gòu)架組裝后，其與構(gòu)架在垂向方向沒有約束，為保證其組裝后在吊運(yùn)過程中副構(gòu)架不掉落，須設(shè)計(jì)制作4個(gè)專用卡具將U形副構(gòu)架組成軸箱部分固定在側(cè)架上。為保證轉(zhuǎn)向架落成后兩副構(gòu)架鞍中心距之差和鞍中心對(duì)角線距離差滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖技術(shù)要求，需采取以下工藝措施：①嚴(yán)格控制U形副構(gòu)架兩鞍面中心距1981±1mm和連接拉桿孔距704±0.5mm兩尺寸。②副構(gòu)架和連接桿的組裝采用選配工藝，其中配臺(tái)的兩副構(gòu)架兩鞍面中心距之差控制在1mm之內(nèi)，兩連接拉桿孔距之差控制在0.5mm之內(nèi)。③設(shè)計(jì)制造輪對(duì)徑向裝置專用預(yù)組裝胎，模擬輪對(duì)徑向裝置落成后的狀態(tài)，在預(yù)組裝胎上檢測(cè)副構(gòu)架鞍中心距之差和鞍中心對(duì)角線距離差，滿足要求后再進(jìn)行組裝。④U形副構(gòu)架與構(gòu)架是通過橡膠堆連接，為保證其組裝后在落輪對(duì)時(shí)，能有一定的前后、左右的微調(diào)量，方便轉(zhuǎn)向架的落成，連接桿的組裝工序須安排在構(gòu)架落輪對(duì)后才進(jìn)行。

4 ?結(jié)語(yǔ)

通過實(shí)施上述設(shè)計(jì)的組裝工藝方案，保證了轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架的制造質(zhì)量，滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能要求。裝配有該型轉(zhuǎn)向架的C80BF運(yùn)煤專用敞車在大秦線上已經(jīng)過一個(gè)廠修期的運(yùn)行考驗(yàn)，低輪緣磨耗及良好的運(yùn)行品質(zhì)，得到了用戶好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王璞.轉(zhuǎn)7型轉(zhuǎn)向架研制[J].鐵道車輛，2008.

[3]劉霞.轉(zhuǎn)K4型轉(zhuǎn)向架組裝工藝分析[J].鐵道機(jī)車車輛，2004.