電力機車底架側梁定位夾緊方式工藝分析

王宏軍　祁衛東　劉全忠　賈海強

摘要：在電力機車底架組焊過程中，左、右側梁按照傳統的定位夾緊方式組裝工藝進行生產時，底架側梁的旁彎及垂直度不能l00%達到技術要求。通過對側梁定位夾緊方式技術改進后對比，底架側梁的旁彎及垂直度，l00%達到了產品圖紙技術要求，而且產品質量和生產效率也得到了很大的提高，有效地解決了底架側梁旁彎及垂直度的問題。

關鍵詞：側梁定位夾緊方式;內定位;外定位;產品質量

中圖分類號：U264

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.036

底架作為電力機車車體的重要承重部分，其制造質量直接影響到整個機車的運行安全，因此對于機車底架制造工藝的研究有著重大的現實意義。從外觀質量方面來講，底架外觀質量是電力機車外觀評價的一個關鍵指標。底架側梁旁彎的公差為±4 mm，垂直度公差為±2 mm。電力機車底架長度一般都在18 - 20m之間，對于一個細長的鋼結構部件，經過兩次焊接收縮熱作用的底架側梁來講，要達到這個標準是比較困難的，選擇一種有效的定位夾緊方法至關重要。本文介紹了一種新型的夾緊定位方式，以期對底架的制造工藝提供借鑒。

1 底架邊梁傳統定位夾緊方式

傳統的底架側梁定位夾緊方式為內定位外夾緊的方式，如圖1所示。各種型號的電力機車底架生產中，通常都是把側梁的定位基準面設置在側梁的內側面，這種操作方法產生的質量問題為：側梁及底架的其他部件如果在焊接、成型、加工過程中出現了質量缺陷，則所有的問題就全部集中到側梁的外觀面上，這對于控制底架的旁彎是非常不利的（底架旁彎是指側梁外觀面的直線度所允許的最大變動量）。

底架側梁放人工裝后，首先調整使其橫向中心與底架橫向中心對齊;利用外側頂緊器的作用使側梁內側與定位塊緊密貼合，達到定位目的;測量底架側梁的垂直度并進行相應調整;在側梁兩端頭拉線、測量，進行旁彎調整，然后再進行后續相關操作。

在實際的生產過程中，經常會出現底架側梁旁彎超差的現象，因此增長了測量、調整的時間，工作效率較低。定位塊并未真正起到定位作用，由于受到側梁與枕梁等部件焊縫收縮的作用，定位塊受到橫向擠壓，底架從工裝取下十分困難。從工裝取下過程中，側梁內側經常被擦傷，工裝易發生變形，如圖2所示。

這種底架側梁定位夾緊方式生產效率低、勞動強度大，無法高質量、大批量地生產電力機車底架。

2 底架邊梁定位夾緊方式工藝優化

底架邊梁定位夾緊方式改為底架側梁外定位，內部和上部同時頂緊，在FXDI（復興電力機車）型電力機車、HXD3型電力機車底架的制造過程中，都采用的是外側定位，內部和上部同時頂緊的裝配方法。底架外定位方式就是把側梁的定位基準面設置在側梁的外觀面上，從而進行底架的裝配，如圖3所示。

2.1 底架外定位裝置的主要結構

外定位裝置是由支持架、內外水平頂絲、垂直頂絲、限位塊和兩個可水平移動的定位軸組成。外側頂絲主要控制定位軸的工作狀態。內側頂絲是控制側梁的彎曲變形，底架焊接時也起到反變形的作用。定位軸具有定位和調節底架旁彎的雙重功能，具體如圖4所示。

2.2 底架邊梁外定位工作狀態

只要把定位軸的臺階端面通過外側頂緊器的作用頂到限位塊的限制面上，定位軸的工作面就處于工作狀態，如圖5所示。松開所有頂絲，定位軸的工作面就處于非工作狀態，如圖6所示。

裝配時把側梁吊入U形槽內，同時施加三個方向的力，使側梁處于受控狀態，從而達到定位的目的。

2.3 外定位裝置定位

把兩組外定位裝置按底架中心線相對擺放，左右兩組定位軸工作面調節到工作狀態，并且把工作面的距離調節到與底架寬度相同的尺寸，外定位裝置與底架平胎進行焊接，如圖7所示。

2.4 優化后工藝過程

外定位裝置處于非工作狀態時，把側梁吊入胎中，旋轉外側頂絲并推動定位軸移動，使定位軸臺階端面與限制面貼合。觀察貼合面是否緊密，并進行調整。鉛垂方向頂絲作用于側梁上表面，并且旋壓至側梁下表面與定位塊貼合為止。側梁與端梁、枕梁等部件進行定位焊接，然后再進行后續相關操作。

2.5 技術要求的保證

底架外定位采用的是封閉式結構，相比于內定位開放式結構，工裝的強度有了保證。定位軸的設計富有創意，由固定的內定位改變為可以活動的外定位，工作狀態時起到了定位的作用;非工作狀態時，側梁處于不受控狀態，這樣就解決了底架下胎難和側梁表面經常被擦傷的問題，同時延長了工裝的使用壽命。生產過程中，如果側梁的垂直度、旁彎出現了偏差，就能在外定位裝置上很直觀地反映出來。通過觀察定位軸臺階端面與限制面之間間隙的大小，就能判斷出垂直度以及尺寸偏差值的大小，可以做到及時發現問題和及時返修。外定位裝配的主要特點是不再把側梁和其他部件的誤差累計到側梁的外觀面上，側梁的垂直度和旁彎得到了100%的保證。

3 結束語

在新的底架側梁定位夾緊方式實施后，改變了以往側梁變形大、目視效果差的狀況，并且減少了裝配后拉線、測量、調整等復雜的操作。由于新的底架側梁定位夾緊方式結構合理、功能完善，有效地控制了底架的旁彎和垂直度，并且滿足多種不同車型機車的生產，通過機車試制及批量生產過程驗證，證明上述工藝是正確、有效的，保證了機車整體的制造質量。在電力機車底架制造過程中，可以因勢利導，通過采取相應的工藝措施解決工藝難點。