鄒建美 余志清 姚毅 馮成禮

摘要：通過對快速貨車轉(zhuǎn)向架產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分析，識別出轉(zhuǎn)向架制造過程中的難點(diǎn)，結(jié)合公司實(shí)際裝備情況，設(shè)計(jì)合理可行的組裝工藝，并制定工藝控制措施，保證轉(zhuǎn)向架的組裝質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：快捷貨車轉(zhuǎn)向架;工藝;組裝

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

0 ?引言

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

1 ?轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù)

1.1 主要結(jié)構(gòu)

快捷貨車轉(zhuǎn)向架為兩系懸掛整體焊接H型構(gòu)架式轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軸箱運(yùn)動的約束;斜置一系垂向減振器，提供適當(dāng)?shù)臋M向減振能力;橡膠堆中央懸掛，實(shí)現(xiàn)構(gòu)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(gòu)架和搖枕之間設(shè)橡膠彈性橫向止擋?；A(chǔ)制動裝置采用單元式盤形制動，每一輪對兩個(gè)制動盤，每軸軸端設(shè)一機(jī)械式防滑器，主要結(jié)構(gòu)見附圖1。

1.2 主要技術(shù)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(yùn)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(zhuǎn)向架組裝工藝分析與設(shè)計(jì)

快捷貨車轉(zhuǎn)向架總成由輪軸組成、構(gòu)架組成、搖枕組成、軸箱組成幾個(gè)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(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軸箱運(yùn)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(gòu)架和搖枕之間設(shè)橡膠彈性橫向止擋橡膠堆中央懸掛?；A(chǔ)制動裝置采用單元式盤形制動，每一輪對兩個(gè)制動盤，每軸軸端設(shè)一機(jī)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(gè)轉(zhuǎn)向架設(shè)有一個(gè)CZ-1型空重車稱重閥。

快捷轉(zhuǎn)向架制造采用部件式組裝方法完成轉(zhuǎn)向架的裝配、落成工作，即將轉(zhuǎn)向架劃分為若干個(gè)部件制造單元，分別進(jìn)行制造及組裝，然后再對單元零部件進(jìn)行總組裝，從而完成整個(gè)轉(zhuǎn)向架的落成工作。通過對該轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及關(guān)鍵質(zhì)量特性進(jìn)行工藝分析，同時(shí)結(jié)合公司現(xiàn)有的工藝裝備情況，對轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)圖2所示的工藝流程。

3 ?轉(zhuǎn)向架制造難點(diǎn)及采取的工藝措施

3.1 輪軸制造工藝難點(diǎn)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(zhì)為LZ45CrV。車輪為HCS型車輪，材質(zhì)為CL60。輪對輪位差為1mm，制動盤盤位差為2mm，內(nèi)側(cè)距1353±2mm，制動盤內(nèi)側(cè)距750±1mm。輪對壓裝完成后須進(jìn)行動平衡檢測，每個(gè)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(shù)要求，輪軸組成制造質(zhì)量控制項(xiàng)點(diǎn)包括輪對輪位差、制動盤盤位差、內(nèi)側(cè)距、制動盤內(nèi)側(cè)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(guān)鍵質(zhì)量控制項(xiàng)點(diǎn)。為保證壓裝力符合產(chǎn)品圖樣技術(shù)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(xì)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(shí)發(fā)生“燒軸”質(zhì)量問題。

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

④壓裝時(shí)，壓裝機(jī)的壓裝速度設(shè)計(jì)為100-150mm/min。

3.2 構(gòu)架制造工藝難點(diǎn)及措施

構(gòu)架為整體焊接H型結(jié)構(gòu)，由側(cè)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(cè)梁為U形雙腹板箱形結(jié)構(gòu)形式，兩側(cè)梁與橫梁側(cè)梁之間通過轉(zhuǎn)換座連接。側(cè)梁中部內(nèi)設(shè)組焊的中央懸掛橡膠堆安裝承臺。構(gòu)架上焊有軸箱彈簧、轉(zhuǎn)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(gòu)架主要材質(zhì)為Q355NE，材料的焊接工藝性良好。側(cè)梁、構(gòu)架的焊接采用手工焊接在專用組對、翻轉(zhuǎn)工裝上完成。經(jīng)過對構(gòu)架產(chǎn)品圖樣的工藝分析，識別出其制造難點(diǎn)及采取的工藝措施主要有以下幾點(diǎn)：

①側(cè)梁的上蓋板、內(nèi)側(cè)腹板等均為多段拼接，側(cè)梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊縫較多，焊接質(zhì)量控制困難。

工藝措施：設(shè)計(jì)制作側(cè)梁組對專用工裝，保證側(cè)梁組對尺寸;焊縫拼接處采用引弧板保證焊縫質(zhì)量;對于下蓋板中部等易焊接變形部位，采用工藝?yán)羁刂坪附幼冃巍?/p>

②構(gòu)架組對時(shí)，兩側(cè)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(jìn)行機(jī)械加工，嚴(yán)格控制其長度，保證組對間隙;設(shè)計(jì)制作構(gòu)架組對專用工裝完成側(cè)梁與橫梁的組對，確保焊縫錯(cuò)牙≤2mm。

③構(gòu)架上制動吊座、節(jié)點(diǎn)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(gòu)架上關(guān)鍵部件，采用先焊接，后整體加工工藝。組焊前部件預(yù)留約5mm加工余量，焊后在龍門加工中心整體加工，保證構(gòu)架尺寸。

3.3 轉(zhuǎn)向架組裝落成工藝難點(diǎn)及措施

由于該轉(zhuǎn)向架相比鑄鋼三大件式轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件數(shù)量眾多，空間較小，組裝難度較大。組裝時(shí)需保證零部件組裝正確，無缺漏、錯(cuò)裝，保證組裝質(zhì)量。轉(zhuǎn)向架組裝時(shí)采用部件式組裝方法，按照設(shè)計(jì)的組裝工藝流程依次完成搖枕與構(gòu)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(zhuǎn)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(zhì)量直接影響轉(zhuǎn)向架軸箱中心距及軸箱中心對角線差兩個(gè)轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵質(zhì)量特性，所以將支撐桿的組裝工序設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)向架組裝的關(guān)鍵工序。根據(jù)轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將其組裝工序設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)計(jì)圖技術(shù)要求，需采取以下工藝措施：

①設(shè)計(jì)制作構(gòu)架與搖枕組裝工裝，保證轉(zhuǎn)向架上的減振器、牽引裝置、基礎(chǔ)制動裝置等零部件組裝有足夠的空間進(jìn)行操作。

②設(shè)計(jì)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(zhuǎn)向架半成品落于輪對上，進(jìn)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(zhuǎn)向架半成品吊入轉(zhuǎn)向架落成線進(jìn)行總組裝。

③轉(zhuǎn)向架組裝前應(yīng)對軸箱橡膠彈簧、搖枕橡膠堆進(jìn)行高度及剛度的選配，保證轉(zhuǎn)向架運(yùn)行品質(zhì)。

④為控制轉(zhuǎn)向架組裝質(zhì)量，支撐桿組裝時(shí)應(yīng)在正位組裝胎上進(jìn)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(qiáng)力組裝，應(yīng)通過采用不同厚度調(diào)整墊片的方式進(jìn)行正確組裝。

4 ?結(jié)論

通過實(shí)施上述設(shè)計(jì)的組裝工藝方案，我公司快捷貨車轉(zhuǎn)向架的制造質(zhì)量滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能要求。該轉(zhuǎn)向架在進(jìn)行滾動振動試驗(yàn)最高試驗(yàn)速度達(dá)到240km/h，正線動力學(xué)試驗(yàn)速度最高達(dá)到181.6km/h，達(dá)到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

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