齐齐哈尔轨道交通准备有限责任公司 黑龙江齐齐哈尔 161002
摘要：本文介绍了五单元关节车转向架的结构特点、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：五单元关节车转向架；侧架加工；组焊；组装
五单元关节车转向架是齐齐哈尔轨道交通准备有限责任公司为出口澳大利亚矿石车，开发研制的新型货车铸钢三大件式转向架，属于中交叉支撑转向架。由于在两侧架间加装了四连杆装置，其抗菱刚度明显提高，动力学性能试验和实际运用考验表明装用该转向架的货车具有运行平稳、运行噪音小，轮缘磨耗少等优点。
与传统三大件转向架相比，中交叉支撑转向架增加了四连杆装置等部件，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。所以如何从工艺上保证转向架的组装状态满足设计要求就显得很重要。
本文对该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、组装工艺，以保证转向架的组装质量。
1.五单元关节车转向架的结构特点和关键参数
1.1结构特点
主要由摇枕、侧架、四连杆等组成，摇枕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。
该转向架与传统三大件转向架的最大区别在于：前者在两侧架之间增加了一套交叉支撑装置，由于两根连杆呈交叉状态从摇枕的腹腔穿过，所以命名为中交叉支撑，以区别于下交叉支撑转向架（转K2、K6型转向架，交叉杆从摇枕的下部交叉穿过）。
杆件平面接近轮对中心面，在水平面内提高转向架的抗菱刚度达到提高转向架临界速度的目的，同时仍不失在垂面内适应轨道扭曲力强的优点；采用八字橡胶弹性剪切垫，实现侧架与轮对之间的弹性定位，减少轮轨动力作用力以及轮缘磨耗。
1.2关键尺寸参数
为保证C3 MK.4型集装箱平车转向架的产品质量，经工艺分析，确定以下零部件加工、组焊尺寸为关键参数，在生产过程中应严格执行，具体如下：
1.3 侧架加工尺寸和形位公差要求
1）八字面角度30º+45’ 0；
2）导框顶面两定位销孔对称中心相对与导框横、纵中心线的对称度小于2mm；
3）导框顶面与弹簧承台面的距离为345+2 -3、平行度≤2mm。
1.4 侧架与支撑座板组焊后的尺寸要求
1）锥柱中心偏离侧架横向中心线：192.5±1mm；
2）支撑座板上平面距导框顶面185+2 0mm；
3）锥柱中心距侧架纵向中心：527mm±1mm。
1.5 转向架组装后的间隙要求
1）承载鞍与侧架间隙之和：纵向6mm～9mm，横向7～11mm；纵向单侧间隙≥2mm，横向单侧间隙≥2mm。
2）八字形橡胶垫与侧架、承载鞍接触面无贯通间隙，八字侧面局部间隙不大于1mm，顶面局部间隙不大于1.5mm。
图3 C3转向架侧架简图
2 转向架制造难点和采取的工艺措施
转向架组装的关键是保证落成后保证承载鞍与侧架导框单侧最小间隙能够满足设计要求。经工艺分析，我们认为影响转向架组装间隙的关键因素包括：侧架导框的加工质量、侧架与支撑座的组对质量和转向架交叉支撑的组装质量。
为保证转向架的制造质量，我们针对以上主要技术难点，采取了相应的工艺措施。
2.1 侧架导框加工
C3侧架导框为宽导框结构，同时在导框顶面为八字面并设有用于固定轴箱橡胶垫的定位孔，侧架具体结构见图3：
该侧架导框加工关键是保证155mm、280mm、八字面等关键尺寸，同时保证定位孔中心与导框横纵向的对称度均小于2mm。
2.1.1 侧架外导框155尺寸加工
该工序为侧架加工的第一道工序，下道工序以此加工面做定位基准，所以必须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≤2mm。在加工155尺寸时，我们采用侧架竖直装夹，以侧架大体单侧定位，在夹具上安装了两个位移传感器，检测弹簧承台面的横向高低差，从而控制加工面与弹簧承台面的垂直度小于2mm。并且对155±1尺寸按照155-1mm进行内控，以减小尺寸公差对形位公差的影响，这有利地保证了转向架组装后的间隙要求，确保转向架落成时承载鞍与侧架横向单侧间隙≥2mm。
2.1.2 侧架八字面及导框280尺寸加工
侧架八字面及导框的加工是侧架加工的关键，为保证组装后八字形橡胶垫与侧架、承载鞍间隙要求，八字面加工后角度及与导框纵向的对称度是首先必须要控制的，八字面加工的好坏还将直接影响轴箱橡胶垫的组装及组装后侧架与承载鞍的间隙量是否合格。
该道工序须采用专用侧架导框铣床，八字面和导框加工在一次装夹下加工完成，保证八字面中心与导框中心的对称度；通过专用刀具保证八字面加工尺寸，解决了传统工艺：先整体划线，然后分步装夹加工方法所造成的精度低，人为因素多，劳动生产率低，质量不易保证等问题；通过调整卧铣刀盘调整垫，对280±1mm尺寸按照280+1mm进行内控，采用对中机构，保证了侧架的“L”差≤3mm，从而有利于保证转向架组装纵向间隙能够满足设计要求。
2.1.3 侧架导框顶面定位孔加工
侧架导框顶面定位孔加工将直接影响轴箱橡胶垫的组装及组装后侧架与橡胶垫的间隙量是否合格，加工后既要保证尺寸公差又要保证对称度形位公差要求。
为保证定位孔加工质量，我们设计了以侧架导框内档280和外侧155尺寸为定位基准的2Xφ26孔钻夹具（图4），使2Xφ26孔的尺寸和位置精度既满足了作为工艺基准的需要，同时也保证了导框间隙这一关键指标符合要求。与此同时我们还设计了2Xφ26孔整体检测样板；在检测手段方面设计了检测量具，实现了对加工后对定位孔及导框形位尺寸的全面检测，从而保证定位孔的加工质量及加工效率。
对于侧架的99.5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99.5±1范围内，保证了下面组对支撑座板工序的要求。该工序也设计了以155 0 -1为基准面的检测样板，以便于加工及检查。
2.2 侧架与支撑座板及锥柱组焊
侧架与支撑座板及锥柱的组焊工艺为：先将支撑座板与锥柱组装在一起，再采用焊接机械手对锥柱及支撑座板进行焊接，保证焊缝位置及成型质量要求。然后将锥柱与支撑座板组成安装在侧架椎柱组焊夹具上进行组焊，从而保证锥柱与侧架组焊后的正确位置，192.5±1、185+2 0mm、527mm±1mm等关键尺寸，满足交叉杆的组装要求。组对夹具纵向采用轴箱橡胶垫定位孔定位，保证锥柱中心距侧架纵向中心527mm±1mm尺寸，距侧架横向中心192.5±1mm尺寸；垂向采用支撑座板上平面定位，保证其距导框顶面185+2 0mm；通过生产验证，该工装能够保证侧架与支撑座的组对要求，夹具结构简图见图5：
图5 C3侧架椎柱组焊夹具结构简图
侧架与支撑座板采用手工焊接，为保证焊接质量，我们采取了以下措施：
1、焊接前清除油污、锈蚀等影响焊接质量的不利因素；
2、控制焊接环境温度大于5ºC；
3、采用合理的操作方法和焊接参数。用专用组对夹具组对进行定位焊。焊丝用H08Mn2SiA，直径Φ1.2mm。焊接电流200-260A，焊接电压24-28V，焊接速度22.2-24.0米/小时，保护气采用80%Ar+20%CO2。
经过生产验证，采用上述工艺措施，焊缝成形良好，完全能够保证焊接质量，满足工艺要求。
2.3 转向架空车高
转向架组装后检测转向架空车高是关键工序，它是影响车钩高低的重要因素，我们使用微控智能转向架压吨机检测空车高，实现了转向架装配后空车高度的自动化测量。
为保证空车高，根据大量的数据摸索，我们采取了以下措施：摇枕、侧架、弹簧实行选配，按照三种零部件等级相应的配合组装，实行公差抵消，控制空车高的离散度，从而保证空车高合格。
3 结束语
生产实践证明，通过采取上述工艺措施，既能够有效保证组装后的转向架空车高、侧架导框与承载鞍的间隙满足设计要求，又能够为中交叉支撑转向架的批量生产提供借鉴和参考，因此该工艺过程合理有效。
论文作者:赵健
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/8
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