王強(qiáng)

160 km/h動力車構(gòu)架端梁組成制造工藝研究

王強(qiáng)

（中車大同電力機(jī)車有限公司，山西 大同 037038）

在對160 km/h動力車構(gòu)架端梁組成的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，針對整個(gè)端梁組成的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了合理的制造工藝流程，并采取了合理、可行的制造工藝方法，最終圓滿完成了端梁組成的制造任務(wù)。

160 km/h動力車；端梁組成；制造工藝；鐵路

160 km/h動力集中動車組動力車（簡稱160 km/h動力車）是為了適應(yīng)現(xiàn)階段鐵路發(fā)展需求而研發(fā)的一款新型電力機(jī)車，該車型作為未來普通客運(yùn)電力機(jī)車的主要替代車型，對駕乘舒適性以及整車安全性都有較高的要求。

構(gòu)架作為機(jī)車走形部的承重部件，其制造質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)車的產(chǎn)品質(zhì)量，對后續(xù)機(jī)車的運(yùn)行壽命及運(yùn)行安全系數(shù)都將產(chǎn)生重要影響。而端梁組成是160 km/h動力車構(gòu)架的主要部件，其制造質(zhì)量將會直接影響到構(gòu)架的總體制造質(zhì)量。

因此，設(shè)計(jì)合理、可行的制造工藝，對于順利完成端梁制造任務(wù)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 端梁組成結(jié)構(gòu)分析

端梁組成結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由上蓋板、下蓋板、立板、隔板、封板、制動器座、電機(jī)安裝座、止檔座、耦合減震器座組焊而成，整個(gè)梁體為折線形箱型梁。其中，上蓋板、下蓋板都是由板材先經(jīng)切割、分離后，再經(jīng)多次壓型、折彎而成的鈑金件；立板、隔板及封板都是由板材直接切割而成的單板件；制動器座、電機(jī)安裝座、止檔座及耦合減震器座都是由板材經(jīng)切割、分離后，再通過機(jī)械加工而成的加工件。

2 端梁組成制造工藝

在對端梁組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，制定了以下工藝流程：端梁備料→端梁組對及內(nèi)腔焊縫焊接→端梁外部焊縫焊接→端梁調(diào)型→端梁小件組焊→端梁加工，各工序作業(yè)內(nèi)容及具體要求如下。

2.1 端梁備料

由于在后續(xù)進(jìn)行端梁焊接時(shí)，焊接收縮會使上蓋板、下蓋板及立板的長度縮短，因此在對上蓋板、下蓋板及立板進(jìn)行備料時(shí)，需預(yù)留一定的長度留量。

2.2 端梁組對及內(nèi)腔焊縫焊接

組對端梁時(shí)，要以下蓋板為基準(zhǔn)，在專用組對工裝上先將所有隔板與下蓋板進(jìn)行組對，再將兩側(cè)立板組對，待完成隔板與下蓋板、立板之間焊縫的焊接后，再組對上蓋板及兩端封板；在對內(nèi)腔焊縫進(jìn)行焊接時(shí)，先焊接筋板與下蓋板之間的焊縫，然后焊接筋板與立板之間的焊縫，最后焊接立板與下蓋板之間的焊縫。為了能夠在最大程度上減少焊接變形，所有焊縫都要求從中間向兩邊施焊。

圖1 端梁組成結(jié)構(gòu)

2.3 端梁外部焊縫焊接

為了保證焊縫的焊接質(zhì)量，兩側(cè)立板與上蓋板、下蓋板之間的連接焊縫優(yōu)先使用焊接機(jī)器人來完成；為了減少焊接變形，整個(gè)端梁焊接作業(yè)必須在專用工裝夾緊狀態(tài)下，按照圖2所示的焊接順序進(jìn)行逐層循環(huán)焊接；為了避免后續(xù)端梁與側(cè)梁組焊時(shí)，出現(xiàn)起弧點(diǎn)與其他焊縫重疊，引起應(yīng)力集中，所有起弧點(diǎn)要求設(shè)定在偏離焊縫端頭50 mm左右的位置處。

圖2 焊接順序示意圖

2.4 端梁調(diào)型

為了保證端梁工作面的平面度，在端梁焊接完成后，需對圖3所示的7個(gè)區(qū)域的平面度進(jìn)行檢測，如果平面度大于1 mm，則必須先進(jìn)行火焰調(diào)平，直至所有區(qū)域的平面度滿足小于1 mm的質(zhì)量要求才能進(jìn)入下一個(gè)工序。

圖3 7個(gè)區(qū)域的平面度示意圖

2.5 端梁小件組焊

以端梁中心為基準(zhǔn)，將端梁小件制動器座、電機(jī)安裝座、止檔座、耦合減震器座組焊在端梁的相應(yīng)位置上。這些端梁小件與端梁連接焊縫的質(zhì)量等級都為CP B級、檢驗(yàn)等級都為CT 2級，焊縫焊接完成后必須進(jìn)行無損檢測，檢測合格后才能進(jìn)入下一個(gè)工序。

2.6 端梁加工

待端梁完成組焊后，為了使上蓋板、下蓋板及立板在端梁長度方向上的尺寸能夠精確滿足設(shè)計(jì)圖紙要求，需以端梁中心為基準(zhǔn)對端梁兩端進(jìn)行銑削式機(jī)械加工。

3 結(jié)語

本文通過對160 km/h動力車端梁組成的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在確保產(chǎn)品制造質(zhì)量和盡量降低生產(chǎn)成本的前提下，設(shè)計(jì)了合理、可行的制造工藝流程，采取了科學(xué)、有效的制造工藝方法，經(jīng)過后續(xù)對多臺該型機(jī)車產(chǎn)品生產(chǎn)過程的實(shí)踐檢驗(yàn)，證明這些工藝方法不僅使操作人員的操作難度得到了有效降低，還很好地控制了端梁組成的焊接變形及成形尺寸，使橫梁組成的制造質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)圖紙及標(biāo)準(zhǔn)的要求，為高質(zhì)量地完成構(gòu)架及轉(zhuǎn)向架的制造奠定了基礎(chǔ)。期望文中所闡述的工藝設(shè)計(jì)思路和工藝方法能夠?yàn)轭愃飘a(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)起到一定的借鑒和參考作用。

2095－6835（2019）22－0085－02

U266

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.22.030

王強(qiáng)（1987—），男，研究方向?yàn)殡娏C(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架制造。

〔編輯：張思楠〕