快捷货车转向架组装工艺研究

邹建美 余志清 姚毅 冯成礼

摘要：通过对快速货车转向架产品结构进行工艺分析，识别出转向架制造過程中的难点，结合公司实际装备情况，设计合理可行的组装工艺，并制定工艺控制措施，保证转向架的组装质量。

关键词：快捷货车转向架;工艺;组装

中图分类号：U294.1+7                                  文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）07-0042-02

0  引言

在国家经济新常态下，我国的社会经济发展及产业结构正处于深度调整期，钢铁、煤炭等大宗货物运输量在铁路货运占比中明显下滑，而电子商务却发展迅速，高附加值的“百货”在铁路货运中的占比增长迅速。发展铁路快捷货物运输，研发铁路快捷货运新装备，成为铁路货运行业一项迫切需要解决的问题，为满足客户和运输市场需求，近年来我公司联合西南交通大学、北京交通大学等科研院所，开始研制160km/h快捷货车转向架来适应铁路货运市场的变化及需求。

1  转向架结构特点及主要技术参数

1.1 主要结构

快捷货车转向架为两系悬挂整体焊接H型构架式转向架。采用RC22型轮对和紧凑型双列圆锥滚子轴承;轴箱悬挂橡胶弹簧为两级刚度弹簧，无磨耗、免维修;轴箱间交叉布置支撑连接杆机构实现轴箱运动的约束;斜置一系垂向减振器，提供适当的横向减振能力;橡胶堆中央悬挂，实现构架和摇枕弹性定位，斜对称安装二系横向油压减振器，纵向斜对称安装牵引杆，构架和摇枕之间设橡胶弹性横向止挡。基础制动装置采用单元式盘形制动，每一轮对两个制动盘，每轴轴端设一机械式防滑器，主要结构见附图1。

1.2 主要技术参数

车轮直径                                              915mm

下心盘（包括心盘磨耗盘）距轨面高自由高   726mm

空车高（心盘载荷107.8kN）                      695mm

制动盘中心距                                       860mm

单元制动缸直径                                    254mm

轨距                                                   1435mm

最高运行速度                                       160km/h

轴重                                                   18t

自重                                                   5.78t

轮对型号                                             RC22

车轮型号                                             HCS

轴承规格                                       130×230×160

通過最小曲线半径（限速）                  145m

2  转向架组装工艺分析与设计

快捷货车转向架总成由轮轴组成、构架组成、摇枕组成、轴箱组成几个减震装置、连接杆装置等部件组成。轴箱间交叉布置支撑连接杆机构实现轴箱运动的约束;斜置一系垂向减振器，斜对称安装二系横向油压减振器，纵向斜对称安装牵引杆，构架和摇枕之间设橡胶弹性横向止挡橡胶堆中央悬挂。基础制动装置采用单元式盘形制动，每一轮对两个制动盘，每轴轴端设一机械式防滑器;采用平面下心盘和常接触弹性旁承承载，心盘加装心盘磨耗盘;每个转向架设有一个CZ-1型空重车称重阀。

快捷转向架制造采用部件式组装方法完成转向架的装配、落成工作，即将转向架划分为若干个部件制造单元，分别进行制造及组装，然后再对单元零部件进行总组装，从而完成整个转向架的落成工作。通过对该转向架结构特点及关键质量特性进行工艺分析，同时结合公司现有的工艺装备情况，对转向架设计图2所示的工艺流程。

3  转向架制造难点及采取的工艺措施

3.1 轮轴制造工艺难点及措施

轮轴组成由车轴、车轮、制动盘等部件组成。车轴为RC22型车轴，材质为LZ45CrV。车轮为HCS型车轮，材质为CL60。轮对轮位差为1mm，制动盘盘位差为2mm，内侧距1353±2mm，制动盘内侧距750±1mm。轮对压装完成后须进行动平衡检测，每个车轮的许用动不平衡值不大于75g.m。轮轴组成的主要工艺流程如图3所示。

根据产品图样的技术要求，轮轴组成制造质量控制项点包括轮对轮位差、制动盘盘位差、内侧距、制动盘内侧及车轮、制动盘与车轴的压装力等，其中车轮与车轴的压装力为关键质量控制项点。为保证压装力符合产品图样技术要求，需采取以下工艺措施：

①车轮轮毂孔圆柱度不大于0.03，顺锥，粗糙度小于6.3um;车轴轮座圆柱度0.04-0.05mm，顺锥;粗糙度小于1.6um。

②压装前，用细毛刷在车轴轮座和车轮孔表面均匀涂刷一层菜籽油，避免压装时发生“烧轴”质量问题。

③根据TB1718《铁道车辆轮对组装技术条件》规定，结合以往轮对压装工艺经验，车轮车轴的过盈量按0.17-0.22mm进行控制。

④压装时，压装机的压装速度设计为100-150mm/min。

3.2 构架制造工艺难点及措施

构架为整体焊接H型结构，由侧梁、横梁以及制动管吊座、夹钳吊座、各安装座等零部件组成。其中侧梁为U形双腹板箱形结构形式，两侧梁与横梁侧梁之间通过转换座连接。侧梁中部内设组焊的中央悬挂橡胶堆安装承台。构架上焊有轴箱弹簧、转臂球铰、横向止挡、牵引拉杆、制动夹钳、垂向减振器、横向减振器、空重车传感阀等零部件安装座。构架主要材质为Q355NE，材料的焊接工艺性良好。侧梁、构架的焊接采用手工焊接在专用组对、翻转工装上完成。经过对构架产品图样的工艺分析，识别出其制造难点及采取的工艺措施主要有以下几点：

①侧梁的上盖板、内侧腹板等均为多段拼接，侧梁结构复杂，焊缝较多，焊接质量控制困难。

工艺措施：设计制作侧梁组对专用工装，保证侧梁组对尺寸;焊缝拼接处采用引弧板保证焊缝质量;对于下盖板中部等易焊接变形部位，采用工艺拉筋控制焊接变形。

②构架组对时，两侧梁与横梁通过对接焊缝连接，焊接要求高。

工艺措施：对横梁长度方向进行机械加工，严格控制其长度，保证组对间隙;设计制作构架组对专用工装完成侧梁与横梁的组对，确保焊缝错牙≤2mm。

③构架上制动吊座、节点座、减振器安装座等小件尺寸精度要求高，焊接难以保证。

工艺措施：对于构架上关键部件，采用先焊接，后整体加工工艺。组焊前部件预留约5mm加工余量，焊后在龙门加工中心整体加工，保证构架尺寸。

3.3 转向架组装落成工艺难点及措施

由于该转向架相比铸钢三大件式转向架结构复杂，零部件数量众多，空间较小，组装难度较大。组装时需保证零部件组装正确，无缺漏、错装，保证组装质量。转向架组装时采用部件式组装方法，按照设计的组装工艺流程依次完成摇枕与构架的套装、轴箱悬挂装置的组装、牵引装置与减振装置的组装、转向架落成、支撑杆组装、制动装置组装等零部件的组装。支撑杆的组装质量直接影响转向架轴箱中心距及轴箱中心对角线差两个转向架关键质量特性，所以将支撑杆的组装工序设计为转向架组装的关键工序。根据转向架的结构特点将其组装工序设计在转向架落成工序和制动装置组装工序之间。支撑杆组成由支撑杆和两铰组焊而成。为保证转向架落成后轴箱中心距及轴箱中心对角线差满足产品设计图技术要求，需采取以下工艺措施：

①设计制作构架与摇枕组装工装，保证转向架上的减振器、牵引装置、基础制动装置等零部件组装有足够的空间进行操作。

②设计制作轴箱支撑杆正位组装工装，将轮对吊装在工装上，以轮对定位，保证其轴距。再将转向架半成品落于轮对上，进行支撑杆的组装，支撑杆能顺利装入，不别劲为合格。最后将转向架半成品吊入转向架落成线进行总组装。

③转向架组装前应对轴箱橡胶弹簧、摇枕橡胶堆进行高度及刚度的选配，保证转向架运行品质。

④为控制转向架组装质量，支撑杆组装时应在正位组装胎上进行组装，确保两轮对轴距正确，零部件尤其是减振器、牵引装置、支撑杆等件不能强力组装，应通过采用不同厚度调整垫片的方式进行正确组装。

4  结论

通过实施上述设计的组装工艺方案，我公司快捷货车转向架的制造质量满足产品设计性能要求。该转向架在进行滚动振动试验最高试验速度达到240km/h，正线动力学试验速度最高达到181.6km/h，达到了产品设计要求。

参考文献：

[1]刘霞.转K4型组装工艺分析[J].铁道机车车辆，2004.

[2]邹建美，冯成礼，余志清.转K7型转向架组装工艺设计[J].内燃机与配件，2020（19）：21-22.

[3]邹建美，余志清，张学云，吴玉川，姚毅.交叉杆组成端头内螺纹组装工艺浅析[J].内燃机与配件，2021（05）：31-32.