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1、设计研究铁道机车车辆工人第4期2010年4月文章编号:1007-6042(2010)04-0005-04铁路货车上心盘、从板座液压铆接工艺技术研究1,22吴松涛张学明(1.上海交通大学机械与动力工程学院上海200030;2.南车长江车辆有限公司常州分公司江苏常州213011)摘要:介绍了铁路货车底架上心盘及从板座铆接工艺装备的研制过程,分析了铆接工艺及装备设计中的难点,并提出了解决方法。关键词:铁路货车;上心盘;从板座;铆接中图分类号:U270.6文献标识码:B1铁路货车上心盘、从板座铆接工艺现状通
2、过对国内铁路货车钢结构修理现状和水平的调研,以及对装备生产厂家和用户(有关制造厂、车辆段)的走访及咨询,发现铁路货车上心盘、从板座铆接工艺主要使用了风动铆接和液压铆接两种工艺。(1)风动铆接工艺此工艺采用的是手动风动铆枪作业形式,这种传统的铆接工艺在铁路工厂、车辆段还普遍存在,其主要特点是:单个或少量铆接作业准备时间短,工作效率高,机动性强,但产品质量较难控制,现场噪音大,环境污染严重,劳动强度大,与现代化生产环境极不协调。(2)液压铆接工艺目前液压铆接工艺在铁路工厂、车辆段的应用已较为普遍,上心盘铆接所采用的装置主要为轨道小车式开环液压
3、铆接结构,与传统风动铆接工艺相比,其铆接质量显著提高,劳动强度大幅度降低,且噪音污染小。但这类装备因采用了开环结构,铆接压力须通过外部结构件传递,装备需要具有较大机械强度,因而装备的自重较大,需要设置专门的轨道(车辆段一般借用进、出车标准轨道)和固定的线路或工位;另外,操作过程繁琐,辅助时间长,生产效率较低,较适合车辆段使用,不适应工厂的大批量生产。2上心盘及从板座液压铆接工艺选型、主要部件设计要点根据上述情况及南车长江车辆有限公司常州分公司货车厂修上心盘、5设计研究铁道机车车辆工人第4期2010年4月从板座铆
4、接工艺及生产流程的特点,通过工艺研究,以装备轻巧、操作简便、工作质量稳定可靠和效率高为原则,确定上心盘及从板座液压铆接采用小车(无轨道)闭环液压铆接结构的工艺方案,其设计要点有:(1)选择新型高强度材料及相应的热处理工艺,大幅度降低铆钳重量;(2)以悬臂关节组实现铆钳的三维运动;(3)突破弹簧平衡器使用限制,采用新型结构解决上举铆钳的平衡技术问题;(4)采用新型直线轴承导向技术;(5)提高悬臂的稳定性;(6)高压液压站的设计应遵循高效、轻量化原则。3主要部件的设计概要3.1铆钳根据轻量化及操作简便的要求,铆钳采用闭式弓形整体结构(见图
5、1),其作动力由自身消化,与其他外围零部件无关。而以往采用的开式结构需要设置辅助的夹紧机构,装置结构繁琐、笨重,难以实现轻量化,操作也不方便。铆钳材料选用40CrNMioA合金钢,经调质及渗碳等热处理工艺使材料具有较高的强度和较好的韧性,以满足在长期交变载荷工况下运用。在结构设计上充分考虑到材料疲劳的影响,如在变截面和弯角处采用了流线平滑过渡;铆弓的内轮廓由模锻工艺制造,以减少应力集中对材料的破坏,增强其抗疲劳性能,提高配件的使用寿命。经过新材料的应用及改进设计,弓体自重约32kg(常规设计在80图1铆钳结构简图kg以上),使铆弓质量大
6、幅度降低。铆钳的轻量化为装备操作的简便化提供了前提条件。3.2液压站本机液压系统设计遵循轻量化的原则,液压系统压力为10MPa,增压后可达到40MPa。按系统所需的容量确定系统流量为15L/min,并合理选6设计研究铁道机车车辆工人第4期2010年4月择电机油泵组;阀组设计按叠加型和板式混合设计,主阀块大小只有74mm68mm133mm,比常规的6mm通径阀块都小;箱体采用3mm钢板焊接而成,局部设有加强筋板,既保持足够的钢度,又利于散热。面板仅有6mm厚,焊有槽形筋,整个面板设计成可拆式的,阀组、油泵电机组
7、、增压缸布置其上,成为实际上的液压集成板。清理油箱时,可将其整体拆下。液压主回路设计为增压控制方式,为进一步降低箱体自重、简化油路和结构,用于增压的液控单向阀采用反装法。上顶油缸仅用于心盘安装时顶升需要,作动力较小,其油路附加了减压阀、节流阀和液控单向阀,一是能限制顶升力,以免小车支撑轮过载;二是能控制升降速度,随时能停止,以使操作安全方便。为减少系统发热,专设了卸荷回路,无铆接、升降动作时,系统均处于卸荷状态。3.3小车小车为结构件,由固定轮、万向轮、平台、手推把及附属结构组成。它既是液压铆接系统的支承平台,又是其搬运、移动的载体,它
8、可根据车体所处工位,由操作者将其推入铆接位置,从而实施铆接作业。3.4铆接油缸为有效减轻自重,铆接油缸设计时在标准油缸的基础上作了较大的改进。首先,缸筒材质选40Cr、缸盖材质选42CrMo
