交叉支撑转向架组装工艺.docx

交叉支撑转向架组装工艺张伟(中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆 (集团) 有限责任公司 机加车间 ,黑龙江 齐齐哈尔 161002 )摘 要 :介绍了下交叉支撑转向架的结构特点和关键技术参数 ,对侧架导框的加工 、侧架与支撑座的组焊和转向架的组装工艺等着重进行了分析 。关键词 :货车转向架 ;下交叉支撑 ;侧架 ;侧架导框 ;支撑座 ;组装工艺中图分类号 : U270 . 6 + 4文献标识码 :B下交叉支撑转向架是齐齐哈尔铁路车辆 (集团) 有限责任公司为满足我国铁路货车提速的要求 ,在参照 美国 SC T 公司 Ba r ber 转向架的基础上 , 开发研制的 新型货车转向架 。由于在两侧架间加装了下交叉支撑 装置 ,其抗菱刚度明显提高 。大量的线路动力学性能 试验和实际运用考验表明 ,该转向架能够满足提速要 求 。与传统三大件式转向架相比 ,下交叉支撑转向架 增加了下交叉支撑装置等部件 。这些部件与侧架通过 不同的连接方式组装在一起 ,组装状态对转向架的动 力学性能 、运用安全性和关键部件的疲劳寿命影响较 大 。因此 ,如何从工艺上保证转向架的组装状态以满足设计要求就显得很重要 。本文对下交叉支撑转向架结构进行了工艺分析 , 结合生产过程中的制造难点和加工过程中的关 键工 序 ,制定了加工 、组装工艺 ,以保证转向架的组装质量 。下交叉支撑转向架的结构特点和关键参数11 . 1结构特点下交叉支撑转向架主要由摇枕 、侧架 、交叉支撑杆 等组成 ,摇枕侧架间有枕簧和减振斜楔 ,摇枕与车体间 采用常接触式弹性旁承 。下交叉支撑转向架与传统三大件式转向架的最大 区别在于前者在两侧架间增加了一套交叉支撑装置 。 由于交叉杆从摇枕的下部交叉穿过 ,所以命名为下交 叉支 撑 , 以 区 别 于 中 交 叉 支 撑 转 向 架 ( 转 K1 型 转 向收稿日期 :2005206210作者简介 :张 伟 ( 19702) ,男 ,工程师 。个谱块开始作用的初始裂纹尺寸 。对于材质为 Z G230 450 的构件 , 文献 1 指出 ,其门槛应力强度因子幅值为 51 9 M Pa ·m01 5 ,临界应 力强度因子幅值为 661 46 M Pa ·m01 5 。初始裂纹尺寸确定为 1 mm 。临界裂纹尺寸根据实际情况确定为 50mm 。当裂纹尺寸扩展到规定的临界裂纹尺 寸 后 , 将 总共承受的谱块总数计为其裂纹扩展寿命 。可以计算 出 ,当裂纹快扩展到 50 mm 时 ,原结构裂纹尖端经历的谱块总数为 17 个 ,方案 1 裂纹尖端经历的谱块总数 为 79 个 。因此 ,对于定位臂 ,裂纹扩展寿命与裂纹萌 生寿命相比可忽略 ,抑制定位臂裂纹萌生为控制其疲 劳破坏的关键 。量下的裂纹萌生寿命约为 116 万 k m910 万 k m 。(2) 进行结构补强而降低定位臂外侧与筋板圆角 过渡区的动应力是改善该处疲劳寿命的关键 ,定位臂外侧加 2 个立筋补强时 ,危险部位的最大应力较原结 构降低了 50 %左右 ,且焊缝附近应力不大 ,改进方案 1 可保 证 在 正 常 铸 造 质 量 下 , 定 位 臂 的 疲 劳 寿 命 达 到10 446 万 k m362 016 万 k m ,故推荐使用该方案 。参考文献 :赵少汴 ,王忠保. 抗疲劳设计 方法与数据 M . 北京 : 机械工业出版社 ,1997 .Do w mi ng S D , Socie D F. Si mple rai nf lo w co unti ng al go rit h msJ . Int . J . Fatigue ,1982 ,4 ( 1) :32 40 . 铁道部四方车辆研究所. 货车转向架疲劳强度规范 Z . 1989 . 彼得 ·威泽 美 . 铸钢件手册 M . 北京 : 航空工业出版社 ,1988 .北方交通大学机械工程系. 心盘疲劳断裂分析 断裂理论在车 辆结构零部件中的应用 Z . 1991 .(编辑 :田玉坤)·15 · 1 2 3 4 5 结论(1) 原定位臂 (外侧臂与筋板的圆角过渡区) 的最 大实测应 力 幅 值 为 1071 5 M Pa 左 右 , 运 用 中 出 现 裂 纹 ,已超过正常质量下材料的疲劳极限 ,其正常铸造质4铁道车辆 第 43 卷第 12 期 2005 年 12 月架 ,交叉杆从摇枕中部穿过) 。目前我国采用下交叉支撑装置的转向架有转 K2 型和转 K6 型 2 种 。转 K2 型转向架轴重为 21 t , 一系采用有间隙的 导框摩擦定位方式 ,是当前我国主型货车转向架 。转 K6 型转向架轴重为 25 t , 一系采用弹性定位 装置 ,以达到降低轮轨作用力的目的 ,目前主要应用于 大秦线 。1 . 2关键尺寸参数为保证下交叉支撑转向架的产品质量 ,经工艺分 析 ,确定以下零部件加工尺寸为关键参数 ,在生产过程 中应严格执行 (以转 K6 型转向架为例) 。1 . 2 . 1侧架加工尺寸和形位公差要求 (图 1)(1) 导框顶面 230 mm 与导框横向尺寸 141 mm中心对称度小于 11 2 mm 。(2) 导框顶面 160 mm 与导框纵向尺寸 290 mm中心对称度小于 11 2 mm 。(3) 保持环中心距中央方框内侧对称面 ( 480 ±1)mm 。(4) 保持环轴线与侧架纵向中心面成 (25 ±1) °。1 . 3转向架组装后的正位及导框间隙要求(1) 组装后 4 个导框中心构成矩形的两对角线长 度差小于 5 mm ; 组装后两侧架对应端导框中心距差 小于 10 mm 。(2) 承载鞍与侧架间隙和 :纵向 5 mm7 mm ,横 向 9 mm13 mm ;纵向单侧间隙大于或等于 2 mm ,横 向单侧间隙大于或等于 4 mm 。转向架制造难点和采取的工艺措施由于转 K6 型和转 K2 型转向架的制造工艺流程 完全相同 ,均采用部件式组装方法完成转向架的装配 、 落成工作 ,故本文仅以转 K6 型转向架为代表 ,简述下 交叉支撑转向架组装工艺 。2 . 1侧架导框加工转 K6 型转向架侧架导框为宽导框结构 , 同时在 导框顶面两侧设有用于固定轴箱橡胶垫的定位槽 ,侧 架结构见图 3 。2(3) 导框顶面与弹簧承台面的距离为 337 + 2 mm 、- 3平行度小于或等于 31 5 mm 。图 1 转 K6 型转向架侧架导框加工尺寸和形位公差要求1 . 2 . 2侧架与支撑座组焊后保持环中心与侧架相对 尺寸要求 (图 2)(1) 支 撑 座 保 持 环 中 心 偏 离 侧 架 纵 向 中 心 线(381 5 ±2) mm 。(2) 保持环中心距导框顶面 (412 ±2) mm 。图 3 转 K6 型转向架侧架简图该侧架导框加工的关键是保证 141 mm 、290 mm 、160 mm 、230 mm 等关键尺寸 ,同时保证定位槽与导框 横向 、纵向的对称度均小于 11 2 mm 。2 . 1 . 1侧架导框 141 mm 尺寸的加工 该工序为侧架加工的第 1 道工序 ,下道工序以此加工面做定位基准 ,所以必须保证此加工面与弹簧承台面的垂直度小于 2 mm ,从而保证导框顶面与弹簧 承台 面 的 平 行 度 小 于 或 等 于 31 5 mm 。在 加 工 141 mm 尺寸时 , 采 用 侧 架 竖 直 装 夹 , 以 侧架 大 体单 侧定 位 ,在夹具上安装了 2 个位移传感器 ,以检测弹簧承台图 2 转 K6 型转向架侧架与支撑座组焊后保持环中心与侧架相对尺寸要求·16 ·设 计 制 造铁道车辆 第 43 卷第 12 期 2005 年 12 月面的横向高低差 ,从而把加工面与弹簧承台面的垂直度向 (141 mm) 为加工面 ,并且尺寸公差控制在 1 mm 以内 ,本次夹具夹紧方式由转 K2 型转向架侧架的对中 夹紧改为以 141 mm 单侧定位夹紧 。通过生产验证 ,该工装能够保证侧架与支撑座的组对要求 。夹具结构简图见图 6 。控制在 2 mm 之内 ,并且将加工尺寸公差控制在 141 - 01mm 范围内 ,确保转向架落成时承载鞍与侧架横向单侧间隙大于或等于 4 mm 。2. 1. 2侧架 290 mm 尺寸的加工 该道工序需采用专用侧架导框铣床和专用中心对称夹具 ,夹具结构见图 4 。通过调整卧铣刀盘调整垫 ,对 (290 ±1) mm 尺寸按照 290 + 1 mm 进行内控 ,既保0证了侧架的 L 差小于或等于 3 mm ,又为保证导框顶面 160 mm 与导框纵向尺寸 290 mm 中心对称度小于11 2 mm 提供条件 ,从而保证转向架组装纵向间隙能 够满足设计要求 。图 6 侧架与支撑座定位焊的夹具结构简图2 . 2 . 2侧架与支撑座焊接 侧架支撑座采用机械手焊接 ,为保证焊接质量 ,采取了以下措施 :(1) 焊接前清除油污 、锈蚀等影响焊接质量的不 利因素 。(2) 控制焊接环境温度 ,用氧丙烷焰对焊区预热 , 预热温度为 100 250 ,预热范围为焊点周围半 径 50 mm 区域内 。预热后 ,对预热区域用点温计进行检测 。(3) 采用合理的操作方法和焊接参数 。用支撑座 专用组对夹具组对进行手工定位焊 ,保证侧架与支撑座 间隙不大于 2 mm 、保持环与支撑座的间隙不大于 01 5 mm ,然后用焊接机械手进行焊接 。焊接分 2 次完成 ,焊角 8 mm ×8 mm ,焊丝用 SM70 ,直径 <11 2 mm 。第 1 次 焊接电流 200 A280 A ,焊接电压 24 V28 V ,焊接速 度 221 2 m/ h241 0 m/ h ;第 2 次焊接电流 240 A310A ,焊接电压 27 V 30 V , 焊接速度 221 8 m/ h251 2m/ h ,保护气采用 Ar (80 %) + CO2 (20 %) 。2 . 2 . 3交叉支撑装置组装及转向架正位 交叉支撑转向架组装是保证转向架落成后正位的关键工序 ,为此设计了专用组装工装完成该道工序 ,组 装过程中应严格按照组装工艺顺序执行 。( 1) 转向架半成品落入交叉支撑组装工装 (图 7) ,然后进行交叉杆组装 ,并通过智能扳机保证交叉杆端 头螺栓组装扭矩在 675 N ·m700 N ·m 之间 。(2) 交叉支撑组装完成后 ,在组装工装上进行转 向架正位调整 :将两侧架纵向通过组装工装纵向定位 , 同时将一个侧架两导框沿侧架横向贴靠在交叉杆定位图 4 侧架加工夹具简图2 . 1 . 3侧架导框顶面定位槽加工 侧架导框顶面定位 槽 加工 是侧 架 导框 加工 的关键 ,定位槽加工后与导框横向 、纵向的对称度将直接影响轴箱橡胶垫的组装及组装后侧架与承载鞍的间隙是 否合格 。为保证定位槽的加工质量 , 首先设计了 160 mm 对 290 mm 、230 mm 对 141 mm 对称度检测量规 ,实现 了对加工后的检测 ;其次制造了专用铣床及夹具 ,并配置了 <160 mm 直角铣刀 ,从而实现了 1 次装夹后通过2 组 (4 个) 刀盘同时完成对侧架两端导框定位槽的加 工 ,保证了定位槽的加工质量及加工效率 。定位槽加 工简图见图 5 。图 5 定位槽加工简图2 . 2 侧架与支撑座组焊2 . 2 . 1 侧架与支撑座的定位焊侧架 、支 撑 座 焊 接 时 , 通 过 专 用 组 对 夹 具 保 证(381 5 ±2) mm 、(412 ±2) mm 、( 480 ±1) mm 等关键 尺寸 ,组对夹具结构与转 K2 型转向架侧架 、支撑座组 对用夹具结构相似 。由于转 K6 型转向架侧架导框横·17 ·设 计 制 造铁道车辆 第 43 卷第 12 期 2005 年 12 月文章编号 :100227602 ( 2005) 122001820225 T 型新造客车塞拉门气路系统的改进冯伟(北京博得交通设备有限公司 轨道项目部 ,北京 102600)中图分类号 :270 . 38 + 6文献标识码 :B北京博得交通设备有限公司为铁 路局 配备 的 电控气动塞拉 门 在 运 用 中 发 现 一 个 问 题 , 即 当 车 辆 断 电时 ,电磁阀 失 电 排 气 , 这 时 只 能 采 用 手 动 开 门 , 门打开以后 ,车 体 下 端 的 活 动 脚 蹬 由 于 没 有 压 缩 空 气 的供给而无法与门联动 ,给乘客上下车造成了不便 。 为此 ,笔者对 25 T 型 新 造 客 车 塞 拉 门 原 气 路 系 统 进 行了改进 ,把 活 动 脚 蹬 的 压 缩 空 气 路 由 电 磁 阀 控 制 改为二位五通阀控制 ,当车辆断电用手动开门时 ,活动脚蹬能与门正常联动 ,方便旅客上下车 ,确保旅客 的安全 。的压缩空气 ,使活动脚蹬风缸活塞杆伸出 ,在关门的同时带动活动脚蹬踏板向上翻转收回 ,确保踏板不超出 车体侧墙 。当车辆在断电情况下手动开关门时 ,开关门电磁 阀均不得电 ,开关门气路中没有压缩空气 ,活动脚蹬风 缸活塞杆不动作 ,只是在风缸内部弹簧作用下保持伸 出状态不变 ,活动脚蹬踏板保持收回状态不变 ,脚蹬踏 板不能使用给旅客上下车带来了一定的不便 。原气路系统图 1 为原气路系统示意图 ,活动脚蹬风缸 、活动脚 蹬关门气路分别通过二位三通阀与关门电磁阀相连 , 活动脚蹬开门气路与开门电磁阀相连 。当车辆在有电 情况下执行开门动作时 ,开门电磁阀得电 ,开门气路充 满额定压力为 6 kg 的压缩空气 ,使活动脚蹬风缸活塞 杆收缩 ,在开门的同时带动活动脚蹬踏板向下翻转放 平 ,方便旅客上下车 。当车辆在有电情况下执行关门动 作时 ,关门电磁阀得电 ,关门气路充满额定压力为 6 kg11 . 关门电磁阀 ;2 . 开门电磁阀 ;3 . 车体气源 ;4 . 活动脚蹬关门气路 ;5 . 活动脚蹬开门气路 ; 6 . 活动脚蹬风缸 ;7 . 二位三通阀 。图 1 原气路系统示意图收稿日期 :2005204229作者简介 :冯 伟 ( 19672) ,男 ,工程师 。装工装上进行交叉杆上下扣板焊接 。(3) 交叉杆焊接完成后进行正位检测 。生产实践 证明 ,如果控制组装后两端轴距在 2 mm 之内 ,再到正 位测试台上进行检测 ,能够保证检测结果合格 。结束语生产实践证明 ,通过采取上述工艺措施 ,既能够有 效保证组装后的转向架正位状态和侧架与承载鞍间的 导框间隙满足设计要求 ,又能够指导下交叉支撑转向 架的批量生产 ,因此该工艺过程合理有效 。(编辑 :李萍)3图 7 交叉支撑组装工装简图装置的外侧 ,测量两侧架同轴端中心距尺寸 ,并通过调整使两端中心距差在 2 mm 之内 ; 检测合格后再在组·18 ·ABSTRACT( male , bo r n i n 1964 , e ngi nee r , gra duat e st ude nt fo r ma st e r degree of e ngi nee ri ng , Zho ngna n U nive r2 sit y , Cha ngsha 410075 , Chi na)Abstract : Two i mp ro ve me nt sc he me s a re p ut fo r2wa r d to sol ve t he p ro ble m of f ati gue da ma ge i n op era2Design & Analysis an d Test & Research on theScheme of Loa d2Carrying Fra mef or D26 B Type 290 t Well CarT IA N Bao2sh ua n ,et al .( male , born in 1966 , senior engineer ( p rofessori2al) , Research & Test Sectio n of CN R Sifang RollingStock Research Instit ute , Qingdao 266031 , China)Abstract : The st r uct ure de si gn of lo a d2ca r r yi ng f ra me s fo r hea vy2dut y wa go n s i s t he key t ech nolo gyi n de si gn of heavy2dut y wa go n s , a s well a s a creativei dea fo r co mbi natio n t yp e hea vy2dut y wa go n s. In t hi sp ap e r , wit h t he lo a d ca r r yi ng f ra me of D26B t yp e well ca r a s t he mo del , t he st r uct ure t yp e a nd di me n sio n sa re co mp a re d a nd a nal yze d wit h seve ral sc he me s of st r uct ure st re ngt h t hro ugh t he fi nit e ele me nt s , a ndt he st r uct ure sche me of t he loa d2ca r r yi ng f ra me i s de2t er mi ned . Via t he st r uct ure a nal ysi s , p ro to t yp e ma n2uf act uri ng , p ractical loa di ng t e st a nd st atic , dyna mic st re ngt h t e st o n t he loa d ca r r yi ng f ra me s of D26B t yp e heavy2dut y wa go n s , t he sche me of t he lo a d2ca r r yi ngf ra me i s ve rified , a nd t he t ech nical p ro gre ss of heavy2dut y wa go n s i s p ro mo t e d.3rdtio n of t he po sitio ni ng a r ms fo r t hege neratio n206 KP bo gie s. In t hi s p ap er , t he fi nit e ele me nt a nal y2 si s i s ma de o n t he o ri gi nal mo del a nd t he i mp ro ve2 me nt sche me , a nd t he dyna mic st re ss mea sure me nt i s ma de o n t he p a r t w here t he re i s crack . The re sult sho w s t hat t he st atic equivale nt st re ss a nd dyna mic st re ss a re bo t h reduced by 50 % o r so af t e r t he st r uc2 t ure bei ng i mp ro ve d. The st re ss sp ect r um i s co mpile do n t he ba si s of t he act uall y mea sured dat a of dyna mic st re sse s befo re a nd af t e r i mp ro ve me nt . The f ati gue se r vice live s befo re a nd af t er t he i mp ro ve me nt of st r uct ure a re calc ulat ed wit h t he local st re ss2st rai n met ho d co mbi ned wit h t he f ract ure mecha nic s met h2 o d , so a s to p ro vi de relia ble ba si s fo r det er mi natio n of t he i n sp ectio n a nd rep ai r p erio d s of 206 KP bo gie s.Key words : 206 KP bo gie s ; fi nit e ele me nt a nal y2si s ;f ati gue lif e ;po sitio ni ng a r mKey words : hea vy2dut y f ra me ; sc he me ; t e stwa go n ; lo a d2ca r r yi ngAssembly Technology f or Lo wer Cross2Braced BogiesZ HA N G Wei( male , bo r n i n 1970 , e ngi neer , Mec ha nical Pro2ce ssi ng Wo r k shop of CN R Qiqi ha r Rolli ng Stoc k( Gro up ) Co . , L t d. , Qiqi ha r 161002 , Chi na)Abstract :De scri be d a re t he st r uct ure c ha ract e ri s2tic s a nd key t ech nical p a ra met er s of t he lo we r cro ss2braced bo gie . Mai nl y a nal yzed a re t he t ec h nolo gie s i n p roce ssi ng of side f ra me guide s , a sse mbl y by wel di ngof t he si de f ra me a nd braced seat , a nd a sse mbl y of t he bo gie .Key words :f rei ght ca r bo gie ; lo we r cro ss2brace d bo gie ; si de f ra me ; si de f ra me gui de ; brace d seat ; a s2se mbl y t ech nolo gyResearch on Noise Control inside SpeedIncrea sed Pa ssenger CarsYA N Fe ng ,et al .( male , bo r n i n 1976 , e ngi neer , Re sea rc h &Te st Sectio n of CN R Sif a ng Rolli ngIn stit ut e , Qi ngdao 266031 , Chi na)Stoc k Re sea rc hAbstract : The di st ri b utio n f eat ure s of noi se o ut2si de t he ca r a re de scri be d. The co nt ri butio n of noi se o ut si de t he ca r to t he noi se i n si de t he ca r i s a nal yzed .The sp ecific mea sure s to re duce noi se i n si de t he ca r a re p ut fo r wa r d.Key words :sp ee d i ncrea sed p a sse nger ca r ; noi se ;co nt rolResearch on Appl icat ion of Ne w Hydra ul icPneumat ic Draf t Gears on Roll ing StockL I Fu ,et al .( male , bo r n i n 1957 , p rof e sso r , Mec ha nical En2 gi nee ri ng In stit ut e of So ut hwe st J iao to ng U nive r sit y , Che ngdu 610031 , Chi na)Abstract : The wo r ki ng p ri ncip le of t he new hy2dra ulic p ne umatic draf t gea r s o n rolli ng stock i s de2scri be d ge ne rall y. The dyna mic s calc ulatio n mo del i sset up , a nd it s p erfo r ma nce a dva nt a ge s a s well a s it s app licatio n f eat ure s o n rolli ng stoc k a re a nal yze d.Key words : rolli ng stock ; hydra ulic p ne umatic draf t gea r s ; wo r ki ng p ri ncip le ;app licatio nPredict ion of Bra king Ca pac ity of Tra ins in theHighland Lo w Air Pressure Environ mentW EI Wei ,et al .( male , bo r n i n 1963 , p rof e sso r , Traffic&Tra n spo r t atio n Engi nee ri ng In stit ut e of to ng U niver sit y , Dalia n 116028 , Chi na)Dalia n J iao2Abstract : The ai r bra ki ng si mulatio nsyst e m i su sed to p redict t he f eat ure s of t he ai r bra ki ng syst e munder co nditio n s of p lai n at mo sp heric p re ssure a nd hi ghla nd lo w ai r p re ssure , a s well a s t he eff ect of at2 mo sp heric p re ssure o n t he bra ki ng di st a nce s i n e me r2 ge ncy bra ki ng a nd se r vice app licatio n .Key words :bra ki ng di st a nce ; bra ki ng c ha ract e ri s2tic s ; hi ghla nd t rai n ; si mulatio n calculatio nDesign of C602PAK Gondola Cars Exported to PakistanZ H A N G Rui2guo ,et al .( male , bo r n i n 1980 , a ssociat e e ngi neer , Tech2nical Ce nt er of CSR Mei sha n Rolli ng Stoc k Wo r k s , Mei sha n 620032 , Chi na)Opt imizat ion Design an d Analysis of thePosit ion ing Arm Structure f or 206 KP BogiesZ HA N G Rui2ti ng ,et al .