CR400BF转向架构架关键制造工艺
- 格式:docx
- 大小:43.75 KB
- 文档页数:11
100%低地板有轨电车转向架构架制造工艺(一)100%低地板有轨电车转向架构架制造工艺1. 介绍•低地板有轨电车是一种新型城市轨道交通工具,其车厢底板与站台平齐,方便乘客上下车。
•转向架是低地板有轨电车的重要部件,承担着支撑车体、转向和减震等功能。
2. 传统转向架的不足•传统有轨电车转向架通常采用钢材焊接,重量大、材料消耗多,不符合节能环保的要求。
•转向架的制造过程较为复杂,需要进行多次加工和组装,生产效率低下。
•传统转向架的减震性能较差,容易造成乘客的不适。
3. 100%低地板有轨电车转向架制造工艺的优势•采用新型材料和工艺,实现转向架的轻量化设计,有效降低车辆整体重量。
•利用模块化制造理念,通过标准化工艺和部件,提高生产效率,缩短交付周期。
•引入先进的减震技术,提升乘坐舒适度,减少对乘客的不良影响。
4. 制造工艺步骤1.材料准备:选择高强度、轻量化的材料,如碳纤维复合材料。
2.数控切割:利用数控设备对材料进行切割和成型,保证精度和质量。
3.零件加工:对转向架的各个零部件进行加工,如锻造、车削、焊接等。
4.涂装处理:对转向架进行防锈、涂装等处理,提高耐久性和外观质量。
5.组装调试:将各个零部件进行组装,进行调试和测试,确保质量和性能。
6.最终成品:经过严格检验合格的转向架最终成品,可投入使用。
5. 结论•100%低地板有轨电车转向架制造工艺通过采用新材料、工艺和技术,有效解决了传统转向架的不足。
•这一工艺的引入,不仅提高了有轨电车的运营效率和节能环保性能,还提升了乘客的乘坐舒适度。
•100%低地板有轨电车转向架制造工艺将为城市轨道交通的发展带来新的机遇和挑战。
转向器的制造工艺
在汽车工业中,转向器是一个至关重要的组成部分。
它负责将驾驶者的转向意图转化为车轮的实际转动,从而实现车辆的转向。
本文将详细介绍转向器的制造工艺。
1. 设计阶段:首先,设计工程师会根据车辆类型、性能需求和使用环境等因素,设计出合适的转向器模型。
这个过程需要考虑到材料的选择、结构的设计以及功能的需求等多个方面。
2. 材料准备:转向器的主要材料包括金属(如钢或铝合金)和塑料。
这些材料需要经过严格的检测和处理,以确保其能满足产品的质量和安全标准。
3. 制造阶段:转向器的制造主要包括冲压、焊接、热处理、机械加工和装配等步骤。
其中,冲压是通过压力机将金属板成形为所需的部件;焊接是将多个部件连接在一起;热处理是为了提高部件的硬度和强度;机械加工则是对部件进行精细加工,使其满足设计要求;装配则是将所有的部件组合成一个完整的转向器。
4. 质量控制:在整个制造过程中,都需要进行严格的质量控制,以确保每个部件都符合设计和质量标准。
这包括尺寸检查、表面处理检查、性能测试等多个环节。
5. 包装和运输:最后,完成制造的转向器需要进行包装,然后运输到客户手中。
在这个过程中,也需要确保转向器的安全性和完整性。
总的来说,转向器的制造工艺是一项复杂而精密的工作,需要各个环节的紧密配合和高度的专业技术。
只有这样,才能生产出高质量、高性能的转向器,满足市场和用户的需求。
浅谈高速动车组转向架技术及装配工艺作者:孙玉玺来源:《科学与信息化》2019年第02期摘要主要介绍了高速动车组转向架技术和装配工艺,分析了高速动车组转向架组装工艺流程和关键工艺内容。
关键词转向架;技术;装配前言高速动车组是当今世界最高技术的集成,采用了机械、材料、电子、计算机、网络通信、工程仿真等领域的最新技术。
高速动车组通常包括:车体、转向架、车辆连接装置、制动系统、车辆内部设备、牵引传动系统、辅助供电系统等[1]。
1 转向架功能与技术高速动车组走行部—转向架是决定列车能否在高速运行时保证安全性和平稳性的关键,其结构设计是否合理直接影响车辆的运行品质、动力学性能和行车安全。
对于高速动车组,转向架必须具有:承载、牵引、缓冲、导向、制动等功能。
高速动车组转向架是一个系统集成性非常高的装置,主要由构架、轮对轴箱定位装置、弹簧悬挂装置、牵引装置(动车)和基础制动装置等关键部件技术组成[2]。
2 转向架装配工艺2.1 转向架装配工艺流程转向架装配工艺是将构架与轮对轴箱定位装置组合,并将弹簧悬挂装置、牵引装置、基础制动装置等组装到构架上,形成一个完整的转向架。
转向架装配工艺流程如图2所示。
2.2 转向架装配关键工艺(1)构架组挂构架组挂主要是将各种管路、基础制动装置、牵引拉杆、差压阀以及各种减振器座组装到构架对应位置上。
管路主要指制动管路,用于传导基础制动所需风源,在转向架装配过程中,管路的装配是比较烦琐和困难的,其在三维空间内根据不同构架外形结构尺寸和安装零部件位置,往往需要提前预组、研配和调整,并且需控制其在垂直方向上的高度,防止后续装配产生干涉。
牵引拉杆组装前需进行节点压装,压装过程中需严格注意节点相位关系,否则在装配过程中会出现牵引拉杆无法装配到位的现象。
基础制动装置组装过程中,需区别常用制动装置和停放制动装置,根据二者安装位数不同,确定各自的安装位置,基础制动装置组装完后,需通过制动软管连接基础制动装置和制动管路,软管安装时可根据实际情况进行调整。
浅谈转向架组装工艺作者:刘坤吕帅良来源:《科学与信息化》2019年第08期摘要转向架作为列车的走行部,是列车安全运行的保障。
随着近些年列车运行时速的不断提升,转向架各方面性能也随之提升。
转向架作为各零件的组成体,各零部件间均采用螺栓装配而成,组装质量尤为重要。
本文主要介绍了转向架技术及装配过程,分析了转向架组装过程中的关键工艺及质量管控重点。
关键词转向架;组装;关键工艺;质量管控1 研究背景随着近些年复兴号动车组列车的上线运营,列车速度也多稳定在350km/h的层次。
转向架作为动车组列车的走行部,位于车辆运行的下部,直接与轨道接触,运行环境恶劣多变,长期受雨雪风沙的侵蚀。
尤其是近些年,列车运行板块的不断发展,我国列车运行线路也从起初的四纵四横战略向八纵八横迈进,这导致列车运行跨越的经纬度在不断扩大,运行环境差异性也在提高,这对转向架运行提出了更高的要求。
本文介绍了转向架组装过程中的关键工艺及质量管控项点,为转向架组装质量提升提供参考。
2 转向架结构与功能转向架作为车辆与轨道间的唯一连接部件,承载列车载重与轨道相连。
转向架主要具有承载车辆载重的功能,提供列车运行的牵引力及制动力的功能,缓解列车运行的不平顺及横向摆动功能以及轮轨作用保证列车自导向的功能等[1]。
动车组列车动力方式采用分散性动力,与传统的火车的集中动力存在差异,故此动车组列车转向架主要分为动车转向架(有动力)及拖车转向架(无动力)两种。
由于动车组转向架在结构上比拖车转向架多了电机与齿轮箱等动力结构,所以整体组装情况复杂,本文针对动车转向架组装工艺进行分析。
动车转向架通常为焊接构架,驱动装置,制动装置,轮对轴箱装置,悬挂装置,各类传感器等部件组成,如图1所示。
3 转向架组装3.1 组装工艺流程转向架组装工艺是指将转向架各零部件装配到一起的过程,主要分为轮对轴箱组装,构架组成组装,转向架落成以及转向架试验等工序。
3.2 组装关键工艺(1)构架组成组装[2]构架组成组装主要是将各种管路、基础制动装置、牵引拉杆以及各种座组装到构架上的过程。
关于某型转向架总组装关键工艺探讨摘要:本文主要阐述了某型转向架在总组装过程中的关键工艺设计以及过程实施。
关键词:转向架;工艺设计;总组装。
作者简介:李念岭(1987-11),男,工程师。
1、某型转向架结构简介某型转向架主要由六大部分组成。
分别为构架组成、轮对轴箱及定位装置组成、中央悬挂及牵引装置组成、驱动及电机悬挂装置组成、基础制动装置组成、配管配线组成及附件安装组成。
2、某型转向架组装工艺设计某型转向架总组装工艺流程设计如图2-1所示。
图2-1 工艺流程图3、关键及难点组装工艺分析及解决措施3.1受流器控制管路组装难点分析:该型转向架设计有受流器控制管路组成,该管路通过管卡及管座分别组装于车辆转向架1位及4位横梁并横跨构架两侧梁,末端处通过受流器控制软管而接出。
此管路长度较长,在组装后容易出现末端伸出长度不均匀,发生错位等现象。
控制措施:为解决这一问题,需通过最终组装前的一次模拟组装,并根据模拟组装时的准确位置定位在管路定位位置做记号,其余管路在组装前可在组装台位比对并做记号,此方法可在最终组装时提高至少2倍的效率。
但需要注意的是该记号在组装完成后须易擦拭清除。
3.2 牵引拉杆节点组装难点分析:该型转向架用牵引拉杆为杆体与带橡胶硫化的节点压装后而成,节点与杆体压装的过盈量为0.019~0.069mm,压装定位精度高,控制不当会导致节点或杆体的报废。
控制措施:组装前测量配合尺寸,选配过盈量满足设计要求,为保证压装定位精确度在压装之前须按照图3-1位置分别划线,线条应保证清晰可见。
图3-1 杆体、节点划线位置示意图在压装过程中要求压装人员具备较高的技能水平,能够熟练控制压力机的启动、停止及压装过程的速度,避免压装不到位或过位而造成组装失败。
3.3 牵引梁及中心销套组装难点分析:该结构为中心销套与牵引梁轴孔过盈配合(图3-2),过盈量为0.094~0.212mm,在测量选配过程中因零部件数量限制当过盈量较大时可能出现划伤或挤压毛边积削造成零部件报废。
动车组转向架落成工序浅析摘要:我国高速动车组列车服役量居世界首位,为方便人们出行提供了必要的便利。
随着运营车辆的增多,车辆检修成为保障车辆安全运行的重点。
转向架作为动车组列车极为重要的组成部分,检修质量尤为重要。
本文对动车组转向架落成工序工艺操作进行分析,讨论落成工序中的重难点。
关键词:动车组;转向架;落成工序1.研究背景随着科学技术的发展和经济水平的提升,高速轨道行业呈现蓬勃发展的态势,给人们的生活带来越来越多的便利,“高速”、“重载”也成为了轨道列车新的发展方向。
随着高速动车组列车的不断发展,在线路上服役的车型有和谐号动车组列车,如CRH1,CRH2,CRH3等列车,也有近些年上线运营的复兴号动车组,列车时速也提升到350公里,朝发夕至成为现实。
线路服役的动车组不断增多给车辆检修带来了困难。
转向架作为动车组列车中最为重要的部位,其性能情况直接关系到车辆运行的安全性与稳定性。
在检修过程中,转向架组装的各项操作均很重要,尤其是转向架落成工序。
本文通过对转向架落成工序工艺操作进行讨论,分析其操作过程中需要重点关注的部分。
2.转向架结构分析转向架作为轨道车辆中的核心部件,由众多精密部件组成,是保证车辆安全运行的关键部件。
我国动车组列车经过多年的发展与研究,形成了以构架、轮对轴箱装置、驱动装置、制动装置、牵引装置、悬挂装置等组成的一般形式。
构架是转向架的骨架,承受和传递各种载荷及连接各主要部件;弹賛装置用来保证一定的轴重分配,缓和线路不平顺对机车车辆的冲击并保证机车车辆在垂向的运行平稳性;轮对直接向钢轨传递机车车辆重量,通过轮轨间的點着产生牵引力或制动力,并通过轮对的回转实现机车车辆在钢轨上运行;驱动装置将动力装置的功率传递给轮对,由齿轮箱等构成;基础制动装置由制动紅传来的力,经杠杆系统增大后传给闹瓦,压紧轮对,对机车进行制动。
转向架结构设计理念及原则如图1所示。
图2 转向架工作原理3.转向架落成转向架落成是转向架组装过程中极为重要的一步,其落成质量直接关系到车辆在线路上的运行状况。
转向架城铁新 B 型构架加工提能工艺探究1.中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春1300622.中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春1300623.中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062摘要:城铁B型车的结构进行了近期优化升级,本文从工艺角度介绍了城铁新B 型车构架加工提能的方法,总体思想为由构架整体精加工向“零件粗加工+构架精加工”组合模式转变。
包含减少一系弹簧座、制动缸座垫、制动缸座板和牵引拉杆座毛坯加工量。
关键词:加工工艺优化、提高构架加工效率1.背景转向架是机车车辆最重要的组成部件之一,其结构是否合格直接影响机车车辆的运行品质、动力性能和型车安全。
其中新B型车转向架分为轴盘制动、踏面制动和轮盘制动三类,主要供应厦门、西安、长春、哈尔滨、南昌等国内一线城市,B型车一般采用“四动两拖”的编组构成,所用转向架包括动力转向架和非动力转向架两种形式。
根据客户的要求和供应商的接口关系不同,每个项目的转向架大致相同,但略有区别。
转向架构架是转向架的骨架,用以联系(安装)转向架各组成部分和传递各方向的力,并用来保持车轴在转向架内的位置。
转向架构架一般由左、右两根测量和一个或几个横梁(或端梁)等组成。
转向架构架在焊接完成后,进行整体退火处理和整体机加工。
构架的加工具有极高的制造精度要求和质量等级要求,质量控制程序严格,整体制造过程中运用的工艺资源和工艺方法多种多样。
在保证质量不变的前提下,通过优化设计结构和工艺方法减少城铁新B型车构架加工时间,是本文的研究方向。
1.现状经过车间写实统计,新B型车构架加工过程中存在以下几个位置加工余量大:2.1内侧一系弹簧座加工前直径264mm,高度40mm,外侧一系弹簧座加工前直径264mm,高度35mm,加工完直径232mm,高度23mm,内侧平均加工时间为24分钟/个,外侧平均加工时间为15分钟/个,一个构架平均用时2.5小时。
2.2 制动缸座垫到构架中心的距离为862.5,mm,构架焊接时,制动缸坐垫到构架中心的距离为854mm,加工余量为8.5mm,加工量较大,此处需使用窄直角头加工,加工效率低,加工一处需要用时5分钟,一个构架平均需用时20分钟。
1研究背景高速列车采用了机械技术、材料工程、电子信息、计算机技术、网络通信、工程仿真等领域的最新技术,主要由车体、转向架、车端连接装置、牵引动力系统、内部设备等部分组成[1]。
转向架作为列车运行的走行部,主要负责承载车辆载重,驱动车辆前行、制动以及导向功能等。
转向架通常由焊接构架,驱动装置,轮对轴向装置,制动装置,牵引装置,悬挂系统等组成,如图1所示。
图1转向架结构1234562转向架功能转向架作为高速列车的走行部,主要负责承载整个车体载重,驱动车辆前进以及制动等作用。
2.1承载作用转向架直接与轨道接触,承载车辆全部载重,有效地分配轴重,使转向架上的每根轴均匀受力。
高速列车搭载的各项零部件质量较重,对于轴重的分配要求很高,只有使轴重均匀分配才能保证列车在与轨道线路的强冲击下不会出现脱轨风险。
2.2驱动作用转向架能够有效的把电机转动转化为车辆前行的驱动力。
转向架利用驱动装置将电能转换为驱动力驱动车辆前进。
不同速度以及加速度的要求差异,电机的选取也存在不同的类型,加之与其配对的联轴节齿轮箱共同作用,完成车辆驱动。
2.3转向作用高速列车的转型采用自导向模式,利用轮对的踏面与轮缘关系使车辆能够沿着轨道运行,目前踏面采用的大多数都是LMA 磨耗性踏面,高速列车加载抗蛇行减振器辅助车辆自导向。
2.4制动作用车辆安全运行离不开制动作用的保障。
转向架上根据制动力的要求按需布置基础制动装置,能够在接收到车辆制动指令时在指定范围内制动。
目前的高速列车还配备停放制动夹钳辅助停车制动。
3转向架装配工艺转向架组装工艺指的是将基础制动装置、轮对轴箱组成装置、驱动装置等部分与焊接构架进行连接,使各零部件整合组装成一个整体的过程。
一般分为轮对轴箱的组成,转向架构架组挂,转向架落成以及转向架试验工序。
3.1轮对的组装轮对轴箱组成直接与轨道接触,首先受到列车运行过程中轨道带来的硬性冲击,组装过程要严格管控,尤其是轮对压装过程中的过盈量的控制特别关注。
论轨道工程机械车辆转向架构架的制造工艺摘要:转向架是轨道机械车辆的重要部件之一,轨道工程机械车辆的转向架是直接承载车体质量的部件,转向架的参数设定直接决定了轨道工程机械车运行时候的平稳性和安全性。
科学合理的轨道工程机械车辆转向架构架制造的参数,是能够为轨道工程机械车辆曲线行驶提供安全保障,提高轨道工程机械车辆的操作舒适度。
本文就轨道工程机械车辆转向架构架的制造工艺展开相关讨论。
关键词:工程车辆;转向架;制造工艺;轨道工程随着我国的轨道交通行业快速发展,高铁、地铁、客运等各种轨道交通的运输要求也越来越严格,唯有不断加强自身,提高轨道工程机械车辆的制作工艺,才能够提高轨道交通行业的发展速度和质量安全。
转向架作为轨道交通机械车辆的重要组成部分,起着承上启下的作用,对提高轨道工程机械车辆的质量有非常重要的地位。
一、轨道工程机械车辆转向架概述轨道工程机械车辆是通过事先铺设好的轨道,在轨道上快速的行进。
为了能够一次性运载更多的物品,也为了效率最大化的应用轨道价值,轨道工程机械车辆往往都是很长的一串,以增加轨道工程机械车辆的运输效率。
但是轨道在铺设的过程中并不是完全呈直线的,在某些地方会有一定弧度和曲线铺设,而转向架,就是能够在一定半径曲线内转向运行的车辆构件,让轨道工程机械车辆能够在不同的曲线径向位置实现不同的转向。
转向架在轨道工程机械车辆的发展中历史悠久,对轨道工程机械车辆的发展拥有不可忽视的作用,不过早期的轨道工程机械车辆的转向架连接机构中往往存在多余的结构,提高了转向架的制作费用,降低了转向架的运行效率,同时,也对轨道工程机械车辆转向架的保养维修带来了一定的阻碍和困难。
因此,想要发展轨道工程机械车辆,帮助轨道工程机械车辆不断提速,完善我国的轨道工程机械车辆,就需要提高转向架的制作工艺,完善转向架的设计构造,以提高转向架对轨道工程机械车辆的性能提升[1]。
二、三种转向架的机理分析1、普通转向架普通转向架是转向架发展的基础,普通转向架的各种参数都比较平衡,也存在着诸多的不足。
CR400BF转向架构架关键制造工艺李小军;刘冠男【摘要】Manufacturing technology plays an important role in the R&D and manufacturing of high-speed train,as the technological support to improving the manufacture quality,efficiency and capacity of production.This paper mainly introduces the key manufacturing technology of China Standard EMU Trains' (CR400BF) bogie frame,which is designed and produced by CRRC Changchun Railway VehiclesCo.,Ltd.Final1y,the research direction for improving manufacturing technology is proposed.%制造工艺作为保证产品质量、提升工厂生产效率及能力的重要技术支撑,在高速列车的研发及制造中发挥着重要作用.介绍由中车长客股份公司牵头研发并生产的中国标准动车组(CR400BF)转向架构架的关键制造工艺,并从工艺提升的角度,提出后续工艺研究的方向,对类似结构的转向架构架制造工艺具有很好的参考借鉴意义.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)003【总页数】7页(P102-108)【关键词】中国标准动车组;CR400BF;转向架构架;制造工艺【作者】李小军;刘冠男【作者单位】中车长春轨道客车股份有限公司,吉林长春130062;中车长春轨道客车股份有限公司,吉林长春130062【正文语种】中文【中图分类】U271.910 前言近年来,高速列车的运营速度越来越高,对高速列车关键部件提出了更为严格的要求。
作为高速列车走行部的主要构件,转向架在工作过程中承受着安装部件的工作载荷、制动、牵引和惯性力等交变载荷,是保证高速列车高速运行的关键部件,其结构设计和制造质量对高速列车的运营安全有着重要影响。
中国标准动车组是在中国铁路总公司主导下,集国内轨道车辆相关企业、高校、科研院所等优势力量而研发制造的尖端产品,在技术上实现全面自主化,具有创新性、安全性、智能化、人性化、经济性等特点。
中国标准动车组分为CR400AF和CR400BF两款车型,在此主要介绍由中车长客股份公司牵头研发并生产的CR400BF转向架构架关键制造工艺。
1 CR400BF转向架构架1.1 构架结构构架是转向架各零部件的安装基础,是转向架的关键承载部件,承受和传递各种作用力,不仅其结构、形状、尺寸需满足转向架组装的要求,构架结构强度也必须满足运营及极限工况下的相关力学要求。
CR400BF转向架构架采用焊接结构,构架主体由2个箱型结构的侧梁和1个横梁组成,呈H型结构;侧梁采用上、下盖板和两侧立板组成的箱型变截面U型结构,外部设计了扭杆座、抗蛇行减振器座、转臂定位座等。
横梁组成采用钢板焊接的2个箱型结构通过靠近两端的纵向立板连接的结构。
动车横梁组成上设计有牵引电机、齿轮箱、牵引拉杆、横向减振器等部件安装座;拖车横梁组成上除牵引拉杆、横向减振器等部件安装座外,还设计有两根制动梁,与横梁采用箱型过渡连接,以满足轴盘制动夹钳的安装需要。
侧梁和横梁以插接方式连接,侧梁上盖板向内延长通过连接块和横梁上盖板实现对接,侧梁下盖板向内延长与横梁下盖板对接,而横梁外立板和内立板分别向外延伸插入侧梁内部直接与侧梁内立板连接。
动、拖车构架结构及连接形式分别如图1~图3所示[1-2]。
图1 动车构架图2 拖车构架1.2 构架材料根据构架在列车运营过程中的受力特点,采用S355J2W+N耐候钢及Q345E两种材料。
S355J2W+N耐候钢材料具有屈服强度高(ReL≥355MPa)、可焊性好(C当量≤0.45%)、耐腐蚀性优异[3]和低温冲击韧性较好的特点。
构架的横梁、侧梁等主体结构均采用S355J2W+N耐候钢板。
牵引电机、齿轮箱、制动装置、牵引拉杆、横向减振器等部件在构架上的安装座均采用锻件,材质采用Q345E。
图3 构架横、侧梁接口2 CR400BF转向架构架制造工艺流程及难点动车、拖车两种构架主结构一致,因此,两种构架的制造工艺基本相同。
2.1 构架制造工艺流程构架采用模块化制造工艺,先分别完成侧梁和横梁(拖车构架含制动梁)的组对和焊接,再进行构架组焊,即将横、侧梁组焊至一起,并完成各安装座的组焊,具体流程如图4所示。
整个工艺流程中,侧梁焊接工序、构架一步调修工序和构架二步组对工序极为关键。
其中,侧梁的焊接量占整个构架焊接量的50%,由于箱型结构本身易产生扭曲和弯曲变形,且矫正困难,加之侧梁上包含转臂定位座、扭杆座等关键零部件,焊缝质量要求高,因此,侧梁焊接工序对构架整体质量影响很大。
另外,构架一步调修和构架二步组对工序直接影响构架上各安装座的组对尺寸,并对构架最终尺寸有着决定性影响。
图4 构架焊接工艺流程2.2 工艺难点(1)部分关键焊缝的焊接质量。
构架上的部分关键焊缝,焊接位置不佳,且焊缝质量等级高(CP B),很难保证焊接质量。
如侧梁与扭杆座之间的对接焊缝,焊缝接头形式为双面V型坡口对接接头,整条焊缝呈一条空间曲线分布,如图5所示。
焊缝质量等级为CP B级,要求X射线探伤检测,难度较大。
图5 侧梁与扭杆座对接焊缝示意(2)构架焊接尺寸控制。
受尺寸精度要求高、焊接变形大、变形矫正困难等诸多因素制约,构架焊接尺寸控制是CR400BF转向架构架焊接的一大难点。
(3)焊接生产效率。
构架焊接质量和焊接尺寸精度的要求高,生产过程中某一个环节的疏漏将对构架整体质量造成很大影响,极易导致焊接返工及矫正困难,加之构架本身焊接量较大(单个构架焊丝消耗约110 kg),焊接生产效率提升困难。
3 CR400BF转向架构架关键制造工艺3.1 焊接方法构架采用MAG焊,保护气体为φ(Ar)82%+φ(CO2)18%混合气体,除了不带衬垫的对接焊缝打底层焊接采用较小的焊接规范(电流90~110 A,电压16~18 V)以外,其余焊缝的焊接电流、电压均为240~270 A、28~31 V。
上述规定的焊接方法及参数经工艺评定及生产实践验证,焊缝成形良好、飞溅相对较少、接头质量好,电弧稳定性好。
根据构架结构特点,采用手工焊接与机械手焊接相结合的方法,侧梁、制动梁及齿轮箱安装座的主体焊缝均采用焊接机械手进行焊接。
3.2 焊接材料焊丝选择时综合考虑强度匹配、耐候性及冲击性能等因素,最终确定为实心焊丝NiCu1-IG(ISO 14341-A-G42 4 M)。
3.3 焊接设备(1)焊机。
构架焊接选用福尼斯TPS5000MAG焊机,最大输出电流500 A,在规定的构架焊接参数范围内,焊机负载持续率100%。
(2)焊接机械手。
采用IGM大型悬臂式焊接机械手进行侧梁及制动梁的自动化焊接;采用OTC小型坐式机械手进行齿轮箱吊座组件的自动化焊接。
焊接机械手的使用大幅提高了焊接生产效率,保证了焊接质量的稳定性,并有效解决了部分位置焊接操作性不佳的问题;同时,有利于工艺人员掌握焊接变形规律,从而制定减小焊接变形的工艺措施。
(3)焊接变位机。
焊接变位机根据焊接部件的质量和焊接位置进行选择。
在CR400BF转向架构架制造过程中,采用头尾架升降式焊接变位机(最大承载8T)进行构架焊接;采用液压前倾式焊接变位机(最大承载3T)进行侧梁及横梁焊接。
3.4 关键制造工艺要点CR400BF转向架构架制造工艺的制定与实施的目的是保证构架的质量并实现构架批量化生产。
而该目标的实现必须对工艺准备及制造过程的各个环节加以控制与改进。
相比于焊接完成后对成形不良的焊缝进行打磨和无损检测,以及对尺寸超差部位进行矫正等传统质量控制措施,在构架制造过程的控制更为关键。
CR400BF转向架构架制造工艺根据试制期间面临的工艺难点及质量风险点进行优化,主要在工装设计、构架组对、关键焊缝焊接质量控制及焊接变形控制4个关键环节加以改进和验证。
3.4.1 工装设计CR400BF转向架构架工装设计主要从保证定位精度、减少焊接变形和改善焊接位置角度出发,兼顾操作的便利性和工装自身的强度与刚度,理论与实践相结合,在实践中完成工装设计细节完善。
根据用途的不同,主要分为三类:组对工装、焊接夹具和调修检测工装。
组对工装尤其注重定位精度和本身刚度的设计,以构架二步组对工装为例,如图6所示,该工装由钢板与矩形管组焊而成的工作台和安装在工作台上的定位装置和压紧装置组成。
为提高工装的定位精度,规定工作台面(工装定位基准平面)整体加工完成,平面度0.2 mm;各定位装置相对于工装基准的尺寸偏差在±0.2 mm范围内;同时为保证工装有足够的刚度,工作台面选用钢板厚度为50 mm,钢板背面焊接150 mm×200 mm×5 mm矩形管进行加固,焊接完成并经退火处理后,对工作台面进行加工,加工后剩余厚度45 mm。
图6 构架二步组对示意焊接夹具配合变位机使用可有效改善焊接位置,使所有焊缝处于平焊位置,利于焊接操作。
焊接夹具设计除了考虑夹紧的可靠性和焊接的可达性外,在变形较大的部位还设有反变形装置,以减少焊接变形,例如使用反变形装置使得侧梁下盖板角变形数值由10~15 mm减小到2~3 mm,构架端部间距变形量由约15 mm减小到约为5 mm,如图7所示。
3.4.2 构架组对构架组对影响构架最终尺寸。
对于CR400BF转向架构架,设计关键尺寸项点多,要求严,要保证所有设计尺寸均在给定范围非常困难。
试制期间,构架尺寸超差概率在80%以上,其中尺寸超差最严重的为制动夹钳、牵引电机、齿轮箱、扭杆、牵引拉杆、横向减振器等部件的安装座。
经研究分析,其原因有2点:组对偏差和焊接变形。
工装定位精度不高和组对基准偏差是造成构架组对偏差的主要原因。
工装定位精度在量产工装设计时,通过减小定位装置尺寸公差和提高工装本身刚度以增强工装定位的稳定性。
组对基准偏差采取以下两种措施给予解决:图7 典型焊接夹具反变形装置示意(1)统一组对基准。
采用统一的组对基准,以避免组对基准之间的偏差导致安装座相互之间的尺寸偏差。
(2)调整安装座组对顺序。
受焊接变形的影响,随着构架生产的进行,构架组对基准将不断产生变化,势必导致变形前后各工序中采用相同组对基准的零部件组对位置的尺寸偏差。
为消除该影响,将安装座的组对从构架主体焊缝焊接前调整到构架主体焊缝焊接后,并在组对前对完成主体焊缝焊接的构架进行一次调修,以保证组对基准的准确。