城市軌道車輛裝配工序擰緊工具的開發(fā)

摘要：介紹了中低速磁懸浮車輛研制項(xiàng)目轉(zhuǎn)向架裝配過程中，由于迫導(dǎo)向裝置與構(gòu)架安裝位置間隙過小，且待擰緊裝置為多部件連接結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致通用工具無法完成緊固的問題。提出了一種適用于多部件連接結(jié)構(gòu)的雙向擰緊工具，解決了帶有開槽螺母的多部件待擰緊結(jié)構(gòu)在操作空間狹窄時(shí)的裝配問題，同時(shí)可以降低擰緊過程中對(duì)定制工具的使用數(shù)量，降低操作人數(shù)，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：城市軌道車輛裝配空間狹窄多部件連接結(jié)構(gòu)雙向擰緊

中圖分類號(hào)：U270.3

DevelopmentofTighteningToolsforAssemblyProcessofUrbanRailVehicles

ZHANGJing1LIUYang1ZHANGXuehong2

1.JilinCommunicationsPolytechnic，Changchun，JilinProvince，130015China;2.CrrcChangchunRallWayVehiclesCo.，Ltd.，Changchun，JilinProvince，130062China

Abstract：Intheprocessofbogieassemblyinthedevelopmentprojectofmediumandlowspeedmaglevvehicle，thegapbetweentheforcedguidedeviceandtheinstallationpositionoftheframeistoosmall，andthedevicetobetightenedisconnectedwithmanyparts，resultingintheproblemthatthegeneraltoolcannotcompletethetightening.Inthispaper，abidirectionaltighteningtoolformulti-partconnectedstructuresisproposed，whichcansolvetheassemblyproblemofmulti-partstructureswithslottednutsinnarrowoperatingspace，andcanreducethenumberofcustomizedtoolsusedinthetighteningprocess，reducethenumberofoperators，andimproveworkefficiency.

KeyWords：Urbanrailvehicleassembly;Narrowspace；Multi-componentconnectionstructure;Two-waytightening

中低速磁浮列車與其他類型的城市軌道交通相比，具有安全性高、噪聲低、舒適性好和爬坡能力強(qiáng)的特點(diǎn)[1]。磁懸浮系統(tǒng)利用電磁力來實(shí)現(xiàn)車輛的牽引、懸浮和導(dǎo)向，車軌間無摩擦[2]。與高速磁浮列車不同，中低速磁浮車輛通過曲線線路時(shí)的導(dǎo)向能力由U型電磁鐵提供，同時(shí)增加了2個(gè)封閉的平行四邊形迫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以輔助導(dǎo)向[3]。因此，如果此處發(fā)生螺栓脫落問題，將危及車輛的正常運(yùn)行?，F(xiàn)有中低速磁懸浮車輛研制項(xiàng)目轉(zhuǎn)向架裝配過程中，迫導(dǎo)向裝置與構(gòu)架安裝位置間隙小，且擰緊位置連接結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，導(dǎo)致普通工具無法完成緊固，需開發(fā)特殊工具滿足裝配。

1現(xiàn)有工具的結(jié)構(gòu)及操作過程的分析

在現(xiàn)有的軌道車輛裝配過程中，螺紋緊固件防松問題仍會(huì)采用開槽螺母和墊片防松法。開槽螺母相對(duì)普通螺母在尾部多一處螺母槽，將對(duì)應(yīng)的開口銷依次穿入槽及螺栓尾孔內(nèi)，并固定開口銷，從而達(dá)到防松止動(dòng)的目的[4]。該方法需要特制螺栓，并在螺栓螺紋固定位置鉆孔。這種防松方法效果顯著，一旦固定，螺栓很難松動(dòng)[5]。對(duì)于采用包含開槽螺母的多部件連接結(jié)構(gòu)，車間在實(shí)際校緊力矩時(shí)一般采用扳手加定制工裝的組合形式。

如圖2所示，為自制工具1。自制工具1在制作時(shí)，需要將通用套筒扳手的套筒位置進(jìn)行切割，與適合待擰緊件開槽螺母尺寸的圓筒通過焊接的方法實(shí)現(xiàn)固定，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)開槽螺母的安裝和拆卸。在使用時(shí)，圓形套筒從頂端套入帶擰緊件，與開槽螺母圓周相接觸，通過轉(zhuǎn)動(dòng)扳手手柄來實(shí)現(xiàn)開槽螺母的擰緊與松開。

由于開槽螺母內(nèi)部類圓柱形結(jié)構(gòu)的零部件與開槽螺母存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，且作業(yè)時(shí)可操作空間小，因此開槽螺母安裝和拆卸時(shí)，需要同時(shí)使用圖3中的自制工具2，用來固定開槽螺母內(nèi)的非旋緊件，以防兩者產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而無法有效施加力矩。工具2在制作時(shí)，需要選用與非旋緊件尺寸匹配的扳手，同時(shí)制作出帶角度的手柄，以增加待擰緊位置的可操作性。

對(duì)于力矩值要求更大的結(jié)構(gòu)，往往需要兩個(gè)操作者一起配合工作，同時(shí)對(duì)待改制工具的尺寸、工具焊接后的強(qiáng)度等都有所增加，這樣不僅使工藝準(zhǔn)備周期增加、工藝資源需求量增大，同時(shí)使人均裝配效率降低。

2新工具的設(shè)計(jì)原理及詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)目前含有開槽螺母的多部件連接結(jié)構(gòu)，在裝配時(shí)需多個(gè)擰緊工具配合的問題，開發(fā)出一種適用于現(xiàn)有的磁懸浮車輛專用的一體式開槽螺母擰緊工具。利用反向螺紋旋緊的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)單一工具、單一操作者對(duì)包含開槽螺母的多部件連接結(jié)構(gòu)同時(shí)擰緊的目的。此工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與工件接觸面積小，適合狹窄空間操作，解決了帶有開槽螺母的多部件連接結(jié)構(gòu)在狹窄空間裝配的問題。裝置主要由螺紋筒A、頂部套筒B和底部套筒C組成，該裝置工作時(shí)的示意圖如圖4所示。

螺紋筒A具有內(nèi)、外雙側(cè)螺紋，且內(nèi)、外螺紋旋向相反。螺紋筒A上方連接具有外螺紋的頂部套筒B，套筒B一端與螺紋筒A的內(nèi)螺紋配合，另一端與通用型套筒力矩扳手配合。螺紋筒A下方連接具有內(nèi)螺紋的底部套筒C，套筒C一端與螺紋筒A的外螺紋配合，另一端與開槽螺母的接口匹配。

使用時(shí)，首先將頂部套筒B和底部套筒C分別旋入螺紋筒A兩側(cè)，然后將頂部套筒B插入力矩扳手，最后將本裝置整體套入待組裝的部件，使底部套筒C插入開槽螺母豁口處。此時(shí)用力矩扳手?jǐn)Q緊頂部套筒B，套筒B內(nèi)側(cè)面夾緊被連接件，同時(shí)帶動(dòng)螺紋筒A旋轉(zhuǎn)，由于螺紋筒A內(nèi)、外側(cè)螺紋旋向相反，所以此時(shí)與螺紋筒A連接的底部套筒C會(huì)產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)作用力，使底部的開槽螺母達(dá)到擰緊或抑制其旋轉(zhuǎn)的目的，最終實(shí)現(xiàn)待緊固部件的力矩?cái)Q緊。具體結(jié)構(gòu)如圖5、圖6、圖7所示。

由于本擰緊工具內(nèi)外均是螺紋結(jié)構(gòu)，在使用時(shí)需要注意，要避免錯(cuò)扣的問題發(fā)生。在產(chǎn)品材料性能滿足要求的前提下，錯(cuò)扣易使筒管發(fā)生粘扣，螺紋損傷、螺紋嚴(yán)重磨損、組織變形，降低螺紋的承載能力，從而導(dǎo)致滑脫現(xiàn)象的發(fā)生[6]。

3結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種新型的城市軌道交通車輛裝配工序的擰緊工具，可有效解決現(xiàn)有的磁懸浮車輛迫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝時(shí)的安裝空間小、安裝位置結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。隨著我國(guó)軌道交通行業(yè)的不斷發(fā)展，磁懸浮車輛以它獨(dú)有的技術(shù)、功能特點(diǎn)，會(huì)越來越受到青睞，相信本文所提出的擰緊工具也會(huì)在此領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)推廣應(yīng)用。

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