電力機車底架側(cè)梁定位夾緊方式工藝分析

王宏軍　祁衛(wèi)東　劉全忠　賈海強

摘要：在電力機車底架組焊過程中，左、右側(cè)梁按照傳統(tǒng)的定位夾緊方式組裝工藝進行生產(chǎn)時，底架側(cè)梁的旁彎及垂直度不能l00%達到技術(shù)要求。通過對側(cè)梁定位夾緊方式技術(shù)改進后對比，底架側(cè)梁的旁彎及垂直度，l00%達到了產(chǎn)品圖紙技術(shù)要求，而且產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率也得到了很大的提高，有效地解決了底架側(cè)梁旁彎及垂直度的問題。

關(guān)鍵詞：側(cè)梁定位夾緊方式;內(nèi)定位;外定位;產(chǎn)品質(zhì)量

中圖分類號：U264

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.036

底架作為電力機車車體的重要承重部分，其制造質(zhì)量直接影響到整個機車的運行安全，因此對于機車底架制造工藝的研究有著重大的現(xiàn)實意義。從外觀質(zhì)量方面來講，底架外觀質(zhì)量是電力機車外觀評價的一個關(guān)鍵指標。底架側(cè)梁旁彎的公差為±4 mm，垂直度公差為±2 mm。電力機車底架長度一般都在18 - 20m之間，對于一個細長的鋼結(jié)構(gòu)部件，經(jīng)過兩次焊接收縮熱作用的底架側(cè)梁來講，要達到這個標準是比較困難的，選擇一種有效的定位夾緊方法至關(guān)重要。本文介紹了一種新型的夾緊定位方式，以期對底架的制造工藝提供借鑒。

1 底架邊梁傳統(tǒng)定位夾緊方式

傳統(tǒng)的底架側(cè)梁定位夾緊方式為內(nèi)定位外夾緊的方式，如圖1所示。各種型號的電力機車底架生產(chǎn)中，通常都是把側(cè)梁的定位基準面設(shè)置在側(cè)梁的內(nèi)側(cè)面，這種操作方法產(chǎn)生的質(zhì)量問題為：側(cè)梁及底架的其他部件如果在焊接、成型、加工過程中出現(xiàn)了質(zhì)量缺陷，則所有的問題就全部集中到側(cè)梁的外觀面上，這對于控制底架的旁彎是非常不利的（底架旁彎是指側(cè)梁外觀面的直線度所允許的最大變動量）。

底架側(cè)梁放人工裝后，首先調(diào)整使其橫向中心與底架橫向中心對齊;利用外側(cè)頂緊器的作用使側(cè)梁內(nèi)側(cè)與定位塊緊密貼合，達到定位目的;測量底架側(cè)梁的垂直度并進行相應(yīng)調(diào)整;在側(cè)梁兩端頭拉線、測量，進行旁彎調(diào)整，然后再進行后續(xù)相關(guān)操作。

在實際的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)底架側(cè)梁旁彎超差的現(xiàn)象，因此增長了測量、調(diào)整的時間，工作效率較低。定位塊并未真正起到定位作用，由于受到側(cè)梁與枕梁等部件焊縫收縮的作用，定位塊受到橫向擠壓，底架從工裝取下十分困難。從工裝取下過程中，側(cè)梁內(nèi)側(cè)經(jīng)常被擦傷，工裝易發(fā)生變形，如圖2所示。

這種底架側(cè)梁定位夾緊方式生產(chǎn)效率低、勞動強度大，無法高質(zhì)量、大批量地生產(chǎn)電力機車底架。

2 底架邊梁定位夾緊方式工藝優(yōu)化

底架邊梁定位夾緊方式改為底架側(cè)梁外定位，內(nèi)部和上部同時頂緊，在FXDI（復(fù)興電力機車）型電力機車、HXD3型電力機車底架的制造過程中，都采用的是外側(cè)定位，內(nèi)部和上部同時頂緊的裝配方法。底架外定位方式就是把側(cè)梁的定位基準面設(shè)置在側(cè)梁的外觀面上，從而進行底架的裝配，如圖3所示。

2.1 底架外定位裝置的主要結(jié)構(gòu)

外定位裝置是由支持架、內(nèi)外水平頂絲、垂直頂絲、限位塊和兩個可水平移動的定位軸組成。外側(cè)頂絲主要控制定位軸的工作狀態(tài)。內(nèi)側(cè)頂絲是控制側(cè)梁的彎曲變形，底架焊接時也起到反變形的作用。定位軸具有定位和調(diào)節(jié)底架旁彎的雙重功能，具體如圖4所示。

2.2 底架邊梁外定位工作狀態(tài)

只要把定位軸的臺階端面通過外側(cè)頂緊器的作用頂?shù)较尬粔K的限制面上，定位軸的工作面就處于工作狀態(tài)，如圖5所示。松開所有頂絲，定位軸的工作面就處于非工作狀態(tài)，如圖6所示。

裝配時把側(cè)梁吊入U形槽內(nèi)，同時施加三個方向的力，使側(cè)梁處于受控狀態(tài)，從而達到定位的目的。

2.3 外定位裝置定位

把兩組外定位裝置按底架中心線相對擺放，左右兩組定位軸工作面調(diào)節(jié)到工作狀態(tài)，并且把工作面的距離調(diào)節(jié)到與底架寬度相同的尺寸，外定位裝置與底架平胎進行焊接，如圖7所示。

2.4 優(yōu)化后工藝過程

外定位裝置處于非工作狀態(tài)時，把側(cè)梁吊入胎中，旋轉(zhuǎn)外側(cè)頂絲并推動定位軸移動，使定位軸臺階端面與限制面貼合。觀察貼合面是否緊密，并進行調(diào)整。鉛垂方向頂絲作用于側(cè)梁上表面，并且旋壓至側(cè)梁下表面與定位塊貼合為止。側(cè)梁與端梁、枕梁等部件進行定位焊接，然后再進行后續(xù)相關(guān)操作。

2.5 技術(shù)要求的保證

底架外定位采用的是封閉式結(jié)構(gòu)，相比于內(nèi)定位開放式結(jié)構(gòu)，工裝的強度有了保證。定位軸的設(shè)計富有創(chuàng)意，由固定的內(nèi)定位改變?yōu)榭梢曰顒拥耐舛ㄎ?，工作狀態(tài)時起到了定位的作用;非工作狀態(tài)時，側(cè)梁處于不受控狀態(tài)，這樣就解決了底架下胎難和側(cè)梁表面經(jīng)常被擦傷的問題，同時延長了工裝的使用壽命。生產(chǎn)過程中，如果側(cè)梁的垂直度、旁彎出現(xiàn)了偏差，就能在外定位裝置上很直觀地反映出來。通過觀察定位軸臺階端面與限制面之間間隙的大小，就能判斷出垂直度以及尺寸偏差值的大小，可以做到及時發(fā)現(xiàn)問題和及時返修。外定位裝配的主要特點是不再把側(cè)梁和其他部件的誤差累計到側(cè)梁的外觀面上，側(cè)梁的垂直度和旁彎得到了100%的保證。

3 結(jié)束語

在新的底架側(cè)梁定位夾緊方式實施后，改變了以往側(cè)梁變形大、目視效果差的狀況，并且減少了裝配后拉線、測量、調(diào)整等復(fù)雜的操作。由于新的底架側(cè)梁定位夾緊方式結(jié)構(gòu)合理、功能完善，有效地控制了底架的旁彎和垂直度，并且滿足多種不同車型機車的生產(chǎn)，通過機車試制及批量生產(chǎn)過程驗證，證明上述工藝是正確、有效的，保證了機車整體的制造質(zhì)量。在電力機車底架制造過程中，可以因勢利導(dǎo)，通過采取相應(yīng)的工藝措施解決工藝難點。