(大连中车大齐车辆有限公司 辽宁大连 116052)
摘要：介绍了中交叉支撑转向架的结构特点和关键技术参数，对侧架导框的加工、侧架与支撑座板的组焊和转向架的组装工艺等着重进行了分析。
关键词：货车转向架；中交叉支撑；侧架；侧架导框；支撑装置；组装工艺
中交叉支撑转向架是中车齐齐哈尔公司为满足我国铁路货车提速的需求而自主研发的新型货车转向架。由于在两侧架间加装了中交叉支撑装置，其抗菱刚度明显提高。大量的线路动力学性能试验和实际运用考验表明，该转向架能满足提速要求。
与传统三大件式转向架相比，中交叉支撑转向架增加了中交叉支撑装置等部件。这些部件与侧架通过不同的连接方式组装在一起，组装状态对转向架的动力学性能、运用安全性和关键部件的疲劳寿命影响较大。因此，如何从工艺上保证转向架的组装状态以满足设计要求就显得很重要。
本文对中交叉支撑转向架结构进行工艺分析，结合生产过程中的制造难点和加工过程中的关键工序，制定了加工、焊接、组装工艺，以保证转向架的组装质量。
1 中交叉支撑转向架的结构特点及关键尺寸
1.1结构特点
5t 中交叉支撑转向架主要由摇枕、侧架、交叉支撑装置等组成，摇枕和侧架间有枕簧和减振斜楔，摇枕与车体间采用常接触式弹性旁承。
中交叉支撑转向架与传统三大件转向架的最大区别在于前者在两侧架间增加了一套交叉支撑装置。由于交叉杆从摇枕的中部交叉穿过，所以命名为中交叉支撑，以区别于下交叉支撑转向架，支撑杆每端通过锥形弹性元件与焊在侧架上的安装座板（即结点）连在一起，使两侧架间实现弹性连接并成“弹性矩形”结构，以此来提高转向架的抗菱刚度及蛇行运动临界速度。
目前我国采用中交叉支撑装置的转向架主要是转K1型转向架。
1.2关键尺寸
为保证中交叉支撑转向架的产品质量，经工艺分析，确定以下零部件加工和组对尺寸或公差为关键尺寸，在生产过程中应严格执行（以转K1型转向架为例）。
1.2.1侧架加工形位公差要求
（1）导框顶面两孔中心与导框横向尺寸中心对称度小于1mm；
（2）导框顶面两孔中心连线与导框纵向尺寸中心对称度小于1mm；
（3）导框顶面与弹簧承台面的平行度≤3.5mm；
（4）导框顶面两孔中心与侧架支撑座板安装面距离尺寸公差为0.5mm。
1.2.2 侧架与支撑座扳组焊后锥柱中心与侧架相对尺寸要求
（1）支撑座锥柱中心偏离侧架纵向中心线距离尺寸；
（2）支撑座板上平面距导框顶面距离尺寸；
（3）支撑座锥柱中心距中央方框内侧对称面距离尺寸；
1.2.3 转向架组装后交叉支撑装置及导框间隙要求
（1）组装后交叉支撑装置4个弹性结点螺母扭紧力矩为150～170N.m。
（2）承载鞍与侧架导框之间的单侧间隙：纵向1.5mm～3mm，横向3～6mm。
2转向架制造难点和采取的工艺措施
由于中交叉转向架的制造工艺流程基本相同，均采用部件式组装方法完成转向架的装配、落成工作，故本文仅以转K1型转向架为代表，简述中交叉支撑转向架组装工艺。
2.1侧架导框加工
转K1型转向架导框为宽导框结构，同时在导框顶面设有两个定位孔。该侧架导框加工的关键是4个承载鞍定位孔的加工，该孔是连接轴箱橡胶垫与承载鞍的定位孔，加工后既要保证尺寸公差又要保证对称度形位公差要求。
2.1.1侧架外导框加工
该工序为侧架加工的第一道工序，下工序以此加工面做定位厂基准，所以要保证此加工面与弹簧承台面的垂直度小于2mm。从而保证导框顶面与弹簧承台面的平行度≤3.5mm。同时也为保证转向架组装后，导框横向单侧最小间隙大于3mm，在加工外导框尺寸时，我们将其同侧的四个加工面的平面度公差控制在0.5mm范围内。
2.1.2 侧架内导框加工：
采用专用侧架导框铣床及专用中心对称夹具，夹具结构见图1，通过调整卧铣刀盘调整垫，保证了侧架的“L” 差≤3mm，从而有利于保证转向架组装后的正位。
2.1.4 侧架支撑座扳安装面加工：
对于侧架的这一与交叉支撑装置直接相关的尺寸，采用了全部划线加工的方法，将该尺寸控制在1mm公差范围内，保证了下一步组对支撑座板工序的要求。该工序也设计了以侧架外导框为基准面的检测样板，以便于加工及检查。
2.2锥柱及支撑座板的组焊
2.2.1锥柱及支撑座板的组对
首先先将锥柱压装在支撑座板上，随后采用焊接机械手将其焊在一起，保证焊缝位置及成型质量要求，最后将其与侧架组对在一起。为保证支撑座板的组焊位置，我们设计了锥柱组焊夹具（如图3），以侧架导框4个定位孔为基准，按中央方框对中，紧固锥柱上部螺纹来保证锥柱垂直，以保证侧架组成各尺寸，为后序转向架交叉支撑的组装性能打下了坚实的基础。同时，为了使员工方便操作及检修，此夹具设计为由相对独立的三部份组成，通过夹紧定位销来连接。
2.3交叉支撑装置组装及转向架落成
交叉支撑装置（如图5）主要起将两个侧架连接起来并使其正位的作用。交叉支撑杆与橡胶锥套、橡胶锥套与锥柱之间均为过盈配合，装配时没有调整余量。所以为方便组装，我们先将枕架组成组装在轮对上，使转向架的两个侧架组成基本正位，再将交叉杆穿过摇枕中心，组装在两个侧架组成上，放上上盖，扭紧螺母，保证扭紧力矩为150～170N•m。落成后，检查承载鞍与侧架导框之间的单侧间隙：纵向1.5mm～3mm，横向3～6mm。
1—交叉支撑杆（1） 2—交叉支撑杆（2）3—螺母M30 4—锥柱 5—橡胶锥套 6—上盖
图5 交叉支撑装置示意图
3 结束语
通过采取上述工艺措施，能够有效保证组装后的转向架正位及侧架与承载鞍间的导框间隙，从而满足转向架产品的设计要求，同时实现了转向架的批量生产。
中交叉支撑转向架现已出口到巴西，澳大利亚，新西兰，哈萨克斯坦等多个国家。随着该型转向架在设计结构上的不断优化，工艺保证手段也在不断更新，针对设计在一系悬挂上采取的八字面结构，我们将采用专用机床，对侧架导框顶面的八字型及内侧面一次加工完成，来保证导框顶面与内侧面的对称度，满足转向架产品的设计要求。
参考文献：
[1]刘建强，赵治博，章国平，王广明，孟双，任刚. 地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究[J]. 铁道学报，2015，01：30-36.
[2]王永亮. ZMA120型高速地铁车辆转向架结构介绍与故障分析[J]. 机电信息，2015，30：144-145.
论文作者:刘作栋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：转向架论文; 加工论文; 尺寸论文; 装置论文; 公差论文; 工艺论文; 结构论文; 《电力设备》2017年第36期论文;