京张智能动车组转向架制造关键技术研究

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

冯良波 曹磊 张嘉伟 李志浩 姜帆

中车长春轨道客车股份有限公司 工程技术部 长春 中国 130062

摘要

铁路总公司2015年起规划京张城际高铁,同时该线路将服务2022年北京-张家口冬季奥运会。京张智能动车组以时速350km/h中国标准CR400BF型动车组平台为基础,打造展现奥运人文关怀和中国高铁新成就的精品动车组。 京张智能动车组转向架系统作为车辆的走形部位,决定着车辆运行的速度、安全和平稳性,转向架在生产制造过程中应用了多种新型装配和制造技术,最终保证产品的高质量。


关键词

京张、转向架、制造、技术

正文


一、前言

京张智能动车组转向架为4动4拖8辆编组,根据配置的不同,分为7种转向架,转向架两个车轴为无摇枕形式、H 型焊接构架,动车和拖车转向架主体结构一致,一系悬挂采用圆柱螺旋弹簧+橡胶垫的形式,二系悬挂为空气弹簧+高度阀结构,牵引电机采用架悬反对称布置。

二、装配系统的应用

智能装配系统通过无线条码枪或人工输入工位编号、操作者编号和工件编号系统应能够自动激活要执行拧紧任务的拧紧扳手及相应的拧紧程序并显示拧紧作业界面,实现工位信息、拧紧扳手信息、使用操作者信息和装配工件部位信息自动捆绑并上传到移动小车的拧紧信息采集装置及电脑中,实现拧紧信息质量追踪并能够进行打印和PDF电子存档。当拧紧扳手执行完成的设定拧紧任务后,在下一次激活前该扳手拧紧信息将不能上传到系统中。

每个移动小车上配置显示屏,并利用PLC控制装置实现各种扳手拧紧信息实时上传,并具有系统起停及切换、当前拧紧程序确认放弃、参数设置及历史查询、工件信息实时显示、拧紧结果实时显示、工作状态实时显示、数据传输接收时间实时显示、拧紧报表打印及历史查询等功能。

系统具有显示拧紧紧固件个数的计数,显示拧紧扭矩数值及单位,显示自动存储状态及拧紧信息是否已经上传并接收到。

扳手扭矩精度为±1%,角度精度为±1°,扭矩分辨率为0.1N.m,角度分辨率为1°,每把扳手配置充电电池和托架式充电集成装置,拧紧合格亮绿灯,不合格亮红灯,可通过系统设定目标拧紧扭矩及上下限值,并可接收系统下发的拧紧工艺,并由蜂鸣器和LED灯光得知拧紧是否合格信息。

三、轮对测量技术

在铁路车辆转向架轮对生产过程中,轮对的轮位差、盘位差、径向跳动和端面跳动需要100%测量,目前现状是人工用磁力百分表在轮对动平衡机上进行检测轮和盘的跳动再人工记录测量结果,影响了轮对动平衡机的动平衡检测效率,人工采用测量尺检测轮对压装尺寸再人工记录测量结果,受人为因素的影响经常发生检测结果出现错漏等问题,严重影响铁路车辆的运行安全。

为了从根本上解决上述问题,开发了轮对自动上下料、高精度自动测量机构的自动化测量工艺代替人工使用各种测量工具的传统测量工艺,实现轮对一次性装夹完成轮位值及差值、盘位值及差值、车轮及制动盘跳动、内侧距等的全自动化测量作业,并能够输出及打印测量报告。

该工艺开发的创新点是轮对尺寸的自动测量代替传统的人工测量,自动打印测量报告代替原来人工手写记录,原来人工使用测量尺寸的理论精度是±0.25mm,而轮对自动测量的精度是±0.05mm,原来人工测量一条轮对时间约为30min,而轮对自动测量的时间约为10min。

四、特殊量具制作

京张智能动车组转向架联轴节分为两部分,一部位为齿轮箱侧联轴节,另一部分为电机侧联轴节,需要通过螺栓将两侧联轴节连接在一起。连接后两部分联轴节水平高度差的差值,影响着主动轴和从动轴的同轴度、平衡性及使用寿命,为保证水平高度差满足要求,需要通过工艺手段进行测量。现实行的测量方法为,使用量具测量齿轮箱侧和电机侧工艺台阶面的水平高度差,通过数值来判断两侧联轴节安装是否符合要求。这种测量方式,存在一些缺陷:①高度尺和水平尺配合,由于测量过程中需要移动,使测量结果存在误差;②测量过程中需要读尺,不仅效率低,而且易产生差错;③测量结果不直观,需要进行计算,使效率降低,计算过程中易产生差错。

通过上述问题分析,新开发高度差测量尺,首先将高度尺和水平尺连接为一个整体,分为一个主尺和一个副尺,主尺上装有水平液泡,用来保证尺整体的水平,副尺通过尺尖进行高度的测量,可上下伸缩,并且副尺可以在主尺上通过滑动来选择测量面。另外,在副尺上安装数显器,数显器不仅要求可以显示测量数值,还要求有手动数字清零的功能。

总结

在轨道车辆制造过程中引入智能装配系统,改变了传统的“扭矩扳手”式的紧固作业模式,消除了靠“人盯人”来进行质量管控而产生的弊端,很大程度上提升了操作者的作业质量。通过轮对自动化检测工艺开发,实现了轮对测量的自动化,提高了测量的准确性和效率,从而也提高了产品的质量。上述技术的应用保障了京张动车组转向架的顺利下线。

参考文献

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