快捷貨車轉向架組裝工藝研究

鄒建美 余志清 姚毅 馮成禮

摘要：通過對快速貨車轉向架產(chǎn)品結構進行工藝分析，識別出轉向架制造過程中的難點，結合公司實際裝備情況，設計合理可行的組裝工藝，并制定工藝控制措施，保證轉向架的組裝質量。

關鍵詞：快捷貨車轉向架;工藝;組裝

中圖分類號：U294.1+7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）07-0042-02

0 ?引言

在國家經(jīng)濟新常態(tài)下，我國的社會經(jīng)濟發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結構正處于深度調(diào)整期，鋼鐵、煤炭等大宗貨物運輸量在鐵路貨運占比中明顯下滑，而電子商務卻發(fā)展迅速，高附加值的“百貨”在鐵路貨運中的占比增長迅速。發(fā)展鐵路快捷貨物運輸，研發(fā)鐵路快捷貨運新裝備，成為鐵路貨運行業(yè)一項迫切需要解決的問題，為滿足客戶和運輸市場需求，近年來我公司聯(lián)合西南交通大學、北京交通大學等科研院所，開始研制160km/h快捷貨車轉向架來適應鐵路貨運市場的變化及需求。

1 ?轉向架結構特點及主要技術參數(shù)

1.1 主要結構

快捷貨車轉向架為兩系懸掛整體焊接H型構架式轉向架。采用RC22型輪對和緊湊型雙列圓錐滾子軸承;軸箱懸掛橡膠彈簧為兩級剛度彈簧，無磨耗、免維修;軸箱間交叉布置支撐連接桿機構實現(xiàn)軸箱運動的約束;斜置一系垂向減振器，提供適當?shù)臋M向減振能力;橡膠堆中央懸掛，實現(xiàn)構架和搖枕彈性定位，斜對稱安裝二系橫向油壓減振器，縱向斜對稱安裝牽引桿，構架和搖枕之間設橡膠彈性橫向止擋?；A制動裝置采用單元式盤形制動，每一輪對兩個制動盤，每軸軸端設一機械式防滑器，主要結構見附圖1。

1.2 主要技術參數(shù)

車輪直徑 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?915mm

下心盤（包括心盤磨耗盤）距軌面高自由高 ? 726mm

空車高（心盤載荷107.8kN） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?695mm

制動盤中心距 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 860mm

單元制動缸直徑 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?254mm

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

最高運行速度 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 160km/h

軸重 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 18t

自重 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5.78t

輪對型號 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? RC22

車輪型號 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? HCS

軸承規(guī)格 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 130×230×160

通過最小曲線半徑（限速） ? ? ? ? ? ? ? ? ?145m

2 ?轉向架組裝工藝分析與設計

快捷貨車轉向架總成由輪軸組成、構架組成、搖枕組成、軸箱組成幾個減震裝置、連接桿裝置等部件組成。軸箱間交叉布置支撐連接桿機構實現(xiàn)軸箱運動的約束;斜置一系垂向減振器，斜對稱安裝二系橫向油壓減振器，縱向斜對稱安裝牽引桿，構架和搖枕之間設橡膠彈性橫向止擋橡膠堆中央懸掛?；A制動裝置采用單元式盤形制動，每一輪對兩個制動盤，每軸軸端設一機械式防滑器;采用平面下心盤和常接觸彈性旁承承載，心盤加裝心盤磨耗盤;每個轉向架設有一個CZ-1型空重車稱重閥。

快捷轉向架制造采用部件式組裝方法完成轉向架的裝配、落成工作，即將轉向架劃分為若干個部件制造單元，分別進行制造及組裝，然后再對單元零部件進行總組裝，從而完成整個轉向架的落成工作。通過對該轉向架結構特點及關鍵質量特性進行工藝分析，同時結合公司現(xiàn)有的工藝裝備情況，對轉向架設計圖2所示的工藝流程。

3 ?轉向架制造難點及采取的工藝措施

3.1 輪軸制造工藝難點及措施

輪軸組成由車軸、車輪、制動盤等部件組成。車軸為RC22型車軸，材質為LZ45CrV。車輪為HCS型車輪，材質為CL60。輪對輪位差為1mm，制動盤盤位差為2mm，內(nèi)側距1353±2mm，制動盤內(nèi)側距750±1mm。輪對壓裝完成后須進行動平衡檢測，每個車輪的許用動不平衡值不大于75g.m。輪軸組成的主要工藝流程如圖3所示。

根據(jù)產(chǎn)品圖樣的技術要求，輪軸組成制造質量控制項點包括輪對輪位差、制動盤盤位差、內(nèi)側距、制動盤內(nèi)側及車輪、制動盤與車軸的壓裝力等，其中車輪與車軸的壓裝力為關鍵質量控制項點。為保證壓裝力符合產(chǎn)品圖樣技術要求，需采取以下工藝措施：

①車輪輪轂孔圓柱度不大于0.03，順錐，粗糙度小于6.3um;車軸輪座圓柱度0.04-0.05mm，順錐;粗糙度小于1.6um。

②壓裝前，用細毛刷在車軸輪座和車輪孔表面均勻涂刷一層菜籽油，避免壓裝時發(fā)生“燒軸”質量問題。

③根據(jù)TB1718《鐵道車輛輪對組裝技術條件》規(guī)定，結合以往輪對壓裝工藝經(jīng)驗，車輪車軸的過盈量按0.17-0.22mm進行控制。

④壓裝時，壓裝機的壓裝速度設計為100-150mm/min。

3.2 構架制造工藝難點及措施

構架為整體焊接H型結構，由側梁、橫梁以及制動管吊座、夾鉗吊座、各安裝座等零部件組成。其中側梁為U形雙腹板箱形結構形式，兩側梁與橫梁側梁之間通過轉換座連接。側梁中部內(nèi)設組焊的中央懸掛橡膠堆安裝承臺。構架上焊有軸箱彈簧、轉臂球鉸、橫向止擋、牽引拉桿、制動夾鉗、垂向減振器、橫向減振器、空重車傳感閥等零部件安裝座。構架主要材質為Q355NE，材料的焊接工藝性良好。側梁、構架的焊接采用手工焊接在專用組對、翻轉工裝上完成。經(jīng)過對構架產(chǎn)品圖樣的工藝分析，識別出其制造難點及采取的工藝措施主要有以下幾點：

①側梁的上蓋板、內(nèi)側腹板等均為多段拼接，側梁結構復雜，焊縫較多，焊接質量控制困難。

工藝措施：設計制作側梁組對專用工裝，保證側梁組對尺寸;焊縫拼接處采用引弧板保證焊縫質量;對于下蓋板中部等易焊接變形部位，采用工藝拉筋控制焊接變形。

②構架組對時，兩側梁與橫梁通過對接焊縫連接，焊接要求高。

工藝措施：對橫梁長度方向進行機械加工，嚴格控制其長度，保證組對間隙;設計制作構架組對專用工裝完成側梁與橫梁的組對，確保焊縫錯牙≤2mm。

③構架上制動吊座、節(jié)點座、減振器安裝座等小件尺寸精度要求高，焊接難以保證。

工藝措施：對于構架上關鍵部件，采用先焊接，后整體加工工藝。組焊前部件預留約5mm加工余量，焊后在龍門加工中心整體加工，保證構架尺寸。

3.3 轉向架組裝落成工藝難點及措施

由于該轉向架相比鑄鋼三大件式轉向架結構復雜，零部件數(shù)量眾多，空間較小，組裝難度較大。組裝時需保證零部件組裝正確，無缺漏、錯裝，保證組裝質量。轉向架組裝時采用部件式組裝方法，按照設計的組裝工藝流程依次完成搖枕與構架的套裝、軸箱懸掛裝置的組裝、牽引裝置與減振裝置的組裝、轉向架落成、支撐桿組裝、制動裝置組裝等零部件的組裝。支撐桿的組裝質量直接影響轉向架軸箱中心距及軸箱中心對角線差兩個轉向架關鍵質量特性，所以將支撐桿的組裝工序設計為轉向架組裝的關鍵工序。根據(jù)轉向架的結構特點將其組裝工序設計在轉向架落成工序和制動裝置組裝工序之間。支撐桿組成由支撐桿和兩鉸組焊而成。為保證轉向架落成后軸箱中心距及軸箱中心對角線差滿足產(chǎn)品設計圖技術要求，需采取以下工藝措施：

①設計制作構架與搖枕組裝工裝，保證轉向架上的減振器、牽引裝置、基礎制動裝置等零部件組裝有足夠的空間進行操作。

②設計制作軸箱支撐桿正位組裝工裝，將輪對吊裝在工裝上，以輪對定位，保證其軸距。再將轉向架半成品落于輪對上，進行支撐桿的組裝，支撐桿能順利裝入，不別勁為合格。最后將轉向架半成品吊入轉向架落成線進行總組裝。

③轉向架組裝前應對軸箱橡膠彈簧、搖枕橡膠堆進行高度及剛度的選配，保證轉向架運行品質。

④為控制轉向架組裝質量，支撐桿組裝時應在正位組裝胎上進行組裝，確保兩輪對軸距正確，零部件尤其是減振器、牽引裝置、支撐桿等件不能強力組裝，應通過采用不同厚度調(diào)整墊片的方式進行正確組裝。

4 ?結論

通過實施上述設計的組裝工藝方案，我公司快捷貨車轉向架的制造質量滿足產(chǎn)品設計性能要求。該轉向架在進行滾動振動試驗最高試驗速度達到240km/h，正線動力學試驗速度最高達到181.6km/h，達到了產(chǎn)品設計要求。

參考文獻：

[1]劉霞.轉K4型組裝工藝分析[J].鐵道機車車輛，2004.

[2]鄒建美，馮成禮，余志清.轉K7型轉向架組裝工藝設計[J].內(nèi)燃機與配件，2020（19）：21-22.

[3]鄒建美，余志清，張學云，吳玉川，姚毅.交叉桿組成端頭內(nèi)螺紋組裝工藝淺析[J].內(nèi)燃機與配件，2021（05）：31-32.