转K7型转向架组装工艺设计

邹建美

摘要：通过对转K7型转向架结构的工艺分析，并结合转向架生产过程中的制造难点和公司实际生产情况，设计合理的组装工艺方案及制定关键工艺控制措施，保证了转向架的组装质量。

关键词：转向架;U形副构架;工艺

0  引言

转K7型（副构架式）转向架是中车眉山车辆有限公司（简称眉山公司）为适应我国铁路货车高速、重载运输要求，引进国外先进技术研制开发而成，其适合标准规矩、25t轴重、最高运行速度120km/h的铁路货车新型转向架。该型转向架结构上类似于传统的铸钢三大件式货车转向架，其在原三大件式转向架的基础上将一个轮对的左右两个承载鞍相连，形成U形副构架。前后两个轮对通过连接杆与两U形副构架销接在一起，从而形成自导向机构，这种结构在转向架通过曲线时，由于前轮对的导向作用，将拉、压力通过连接杆传递到后轮对，再加上一系橡胶堆的存在，使得转向架具有较小的抗弯刚度，允许转向架轮对在曲线上作径向或八字形位移，但限制菱形位移，提高了系统的稳定性。

1  转向架结构特点及主要技术参数

1.1 主要结构

转K7型转向架主要由轮轴组成、侧架组成、橡胶堆、摇枕组成、基础制动装置、JC型双作用弹性旁承、轮对径向装置、组合式斜楔等部件组成。一系悬挂采用橡胶堆，相对于轮轴中心线呈斜对称分布;二系悬挂采用带变摩擦减振装置的中央枕簧悬挂系统，摇枕弹簧为二级刚度[2]，装用同转K6型转向架一样的轮轴组成及基础制动装置。

主要结构见图1。

1.2 主要技术参数

轨距                                         1435mm

轴重                                         25t

自重                                         約4.7t

商业运营速度                             120km/h

固定轴距                                   1800mm

心盘面自由高                             694mm

轴颈中心距                                1981mm

2  转向架组装工艺分析与设计

为保证摇枕组成、侧架组成、转向架组装符合有关技术条件和标准的要求，根据产品图样、技术条件及质量特性重要度分级明细表，在对产品结构进行详细工艺分析的基础上，结合车间现有的工艺装备情况[3]，编制了《转K7摇枕组成组装作业指导书》、《转K7侧架组成组装作业指导书》、《转K7转向架组装工艺过程卡》等有关工艺文件指导现场生产。

根据转K7型转向架结构特点，设计了图2所示的组装工艺流程图。

转K7型转向架组装的关键是保证转向架落成后轮对径向装置的两U型副构架鞍中心距之差不大于2mm，鞍中心对角线距离差不大于3mm，这两个差值直接影响到副构架的导向能力，从而影响转向架的特有使用功能。因此转向架组装工艺的关键点是保证侧架、摇枕、轮对径向装置的装配关系。

3  转向架制造难点及采取的工艺措施

3.1 侧架组成组装关键点工艺

侧架组成由侧架、立柱磨耗板、滑槽磨耗板以及折头螺栓等紧固件组成。据产品图样技术要求，侧架组成组装的关键质量特性是立柱磨耗板组装后两磨耗板表面之间距离为455mm。侧架铸件的两立柱表面间距离为475mm，立柱磨耗板公称尺寸为10mm，按GB709-88《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》规定，立柱磨耗板厚度允许的最小极限为9.7mm。根据极限尺寸计算方法可知，立柱磨耗板组装后两磨耗板表面间最大极限为475-9.7×2+3=458.6mm，不满足侧架立柱磨耗板组装后两磨耗板表面间距离为455mm的要求，为满足产品技术要求，需采取以下措施：①组装前用风砂轮打磨侧架立柱面，保证磨耗板安装面光滑、平整。②对磨耗板组装采用选配工艺，保证两磨耗板表面间距离满足产品技术要求。③控制侧架铸造质量，确保侧架中央方框尺寸走中间值，避免极限尺寸。④设计制作专用通止检查样板，对组装后的磨耗板两表面间距离进行全数检查，确保组装质量。

3.2 摇枕组成组装关键点工艺

摇枕组成由摇枕、固定杠杆支点座、斜面磨耗板、下心盘及紧固件组成，经工艺分析其组装关键点是固定杠杆支点座的组对、焊接。

3.2.1 组装工艺分析

摇枕和固定杠杆支点座采用分体铸造后再焊接连接。组装后固定杠杆支点座的衬套套孔中心距摇枕纵向、横向中心距离分别为325±2mm和280mm，与摇枕垂向成40°角，如图3所示。为保证组对尺寸设计了专用组焊样杆，样杆采用一面两销定位方式实现定位即以摇枕已加工的心盘面及下心盘两外侧安装孔定位。

3.2.2 摇枕固定杠杆支点座组焊关键工艺

摇枕固定杠杆支点座的焊缝是焊角为8mm的角焊缝，摇枕材质为B+级钢，固定杠杆支点座材质为B级钢。因焊角较大，为控制焊接热输入量采用分层焊接，同时为保证焊接质量采用以下工艺措施：①焊接工艺参数：焊条为J557、？准5，焊接电流160～200A，直流反接;②焊条在使用前要求经焊条烘干箱用300～350°C烘干1小时后放在焊条保温筒内，随用随取;③保温筒在使用前，要求预热到135°C以上。焊条装在保温筒内，温度保持在100～150°C，随取随用;④为确保焊接质量，焊缝的层间温度控制在50-150℃。

3.3 转向架组装落成关键点工艺

摇枕组成与侧架組成的套装、弹簧及基础制动装置的组装与传统转向架相似部件的组装工艺相同。因轮对径向装置是实现转向架径向功能的关键部件，其组装质量直接影响转向架运行品质，所以转向架组装的关键工序是轮对径向装置的组装。根据转向架的结构特点将其组装工序设计在基础制动装置组装工序和落轮对工序之间。轮对径向装置由两U形副构架和两交叉拉杆销接而成，由于两U形副构架组装后，其与构架在垂向方向没有约束，为保证其组装后在吊运过程中副构架不掉落，须设计制作4个专用卡具将U形副构架组成轴箱部分固定在侧架上。为保证转向架落成后两副构架鞍中心距之差和鞍中心对角线距离差满足产品设计图技术要求，需采取以下工艺措施：①严格控制U形副构架两鞍面中心距1981±1mm和连接拉杆孔距704±0.5mm两尺寸。②副构架和连接杆的组装采用选配工艺，其中配台的两副构架两鞍面中心距之差控制在1mm之内，两连接拉杆孔距之差控制在0.5mm之内。③设计制造轮对径向装置专用预组装胎，模拟轮对径向装置落成后的状态，在预组装胎上检测副构架鞍中心距之差和鞍中心对角线距离差，满足要求后再进行组装。④U形副构架与构架是通过橡胶堆连接，为保证其组装后在落轮对时，能有一定的前后、左右的微调量，方便转向架的落成，连接杆的组装工序须安排在构架落轮对后才进行。

4  结语

通过实施上述设计的组装工艺方案，保证了转K7型转向架的制造质量，满足产品设计性能要求。装配有该型转向架的C80BF运煤专用敞车在大秦线上已经过一个厂修期的运行考验，低轮缘磨耗及良好的运行品质，得到了用户好评。

参考文献：

[1]西南交通大学机车车辆研究所.迫导向转向架的原理及应用研究工作总结报告[R].2006.

[2]王璞.转7型转向架研制[J].铁道车辆，2008.

[3]刘霞.转K4型转向架组装工艺分析[J].铁道机车车辆，2004.