高速动车组转向架装配技术研究与应用

高速动车组转向架装配技术研究与应用

王明萌李志浩

中车长春轨道客车股份有限公司

1.前言

转向架集承载、牵引、走行、制动等功能于一身，是高速列车安全、可靠运行的重中之重，是高速动车组九大关键技术之一。我司在转向架制造技术引进、消化吸收的过程中不断完善，优化制造工艺并将精益生产理念融入转向架制造过程，创立了高速动车组转向架自动化柔性生产制造的“中国方案”。

2.工艺布局与工艺流程

2.1工艺布局

转向架采用模块化设计，结构工序间独立性强，组成部件台位内可封闭完成。基于厂房面积和基建布局，将转向架组装“骨架”工序设置于生产线内，转向架自动化柔性生产按“S”型排列，以实现厂房区域利用最大化。然后将转向架组装视为主流水工位按节拍进行流转；管线布置、牵引电机组装、摇枕组装视为辅助工位，工序完成的部件作为物料岛，向自动生产线输送成品部件。

2.2工艺流程

根据功能不同分为动车转向架和拖车转向架，二者之间主体工艺流程相同，即构架配管组装完毕后，进行转向架构架组装，将构架组成部件分步组装。牵引电机组成、电机吊架组成、轮对轴箱组成、摇枕组成以部件包的半成品的方式提供给工作台位。转向架落成后进行制动系统、管路系统保压试验和静载荷模拟试验，最终进行进行交检交验。

3.工艺难点及措施

采用台位式组装方法完成转向架的装配、落成工作，即划分为若干个台位,进行零件的制造及分部件组装,然后再对单元零部件进行总组装,从而完成整个转向架的落成工作，最终通过模拟载荷试验对一系螺旋钢弹簧高度、二系空气弹簧充风后高度、轮重差、辅助系统排障器距轨道面高度等参数进行调整，以满足运行工况要求。装配生产过程中，需按照工艺流程顺序，将各部件按图纸要求正确组装，针对以下组装工艺难点，需着重加强质量管控，确保工艺措施得到有效执行。

3.1小部件压装

为避免转向架高速运行过程中关键部件间的冲击，将其连接设计为弹性连接。牵引拉杆弹性节点、牵引梁弹性节点、轴箱转臂定位节点、电机吊架板簧弹性节点等部件安装前需进行节点压装。压装前需对部件外径与装配孔之间的过盈尺寸进行检查。

3.2管路组装

动、拖车管路组装接头形式为无螺纹管接件，根据管路不同直径，匹配压装压力。管卡预组装管路后，须严格按照标准要求预留接头长度，然后进行截断并对切口修磨，修磨后注意清洁管路，防止残留铁屑进行空气管路系统。管路最终组装前不得拆卸管口护套，组装前应对管路进行过球试验以保证管内无异物。

3.3转向架分步组装

转向架主体组装分为五步，涵盖了制动系统、一系悬挂系统、二系悬挂系统、驱动系统等组成部件，按照由内至外的顺序逐层组装，该工序是转向架组装的核心。为避免组装过程中人为过失导致的螺栓紧固力矩错误，对转向架组装采用智能拧紧系统（见图五）组装。将零部件组装要求力矩进行设定，实施完毕后回传至控制系统，系统自动判断组装策略和组装力矩是否符合设定要求，形成实名制的质量报告单供质量部门进行监控。

图一智能拧紧系统

3.4轮对轴箱组装

走行部位组装是转向架乃至整车运行安全的关键工序，其中轴承组装是关键点，紧固件组装均采用智能拧紧系统进行监控。轮对轴箱组装分为轴承压装和转臂轴箱组装两部分。轮对轴承组装全过程在满足限定温度、湿度、降尘量要求的专用轴承间内完成。我们采用固定式轴承压装机进行轴承全自动压装，自动输出压装曲线实现压装过程全过程管控，完成后进行轴承游隙检测。

3.5转向架落成

转向架落成工序是将已摇枕组成、构架组成、轮对组成三个部分的组装半成品连接成整体的过程。构架与轮对连接过程中，为保证转向架整体处于内力平衡状态，所以需在拉力装置作用下，模拟转向架承载状态，连接转臂与构架，当整车落成后，转向架实际承载车体重量时，转臂节点完全处于受力平衡状态，避免运行过程出现转臂内力损伤。同理，摇枕组成落成后，其中心销与牵引梁组成不需紧固，待转向架静载荷试验时，由静载荷试验机模拟车上载荷，在承载作用时进行中心销与牵引梁之间连接。

3.6静载荷试验及调整

静载荷试验由偏载试验和均载试验两个过程组成。偏载检测过程中，要保证转向架进入试验机左右两侧方向应与转向架整车位置一致。测量一系悬挂高度时，基准面半弧形结构，整体结构宽度较大，所以普通卡尺无法满足测量要求，需特制相应量具进行检测；均载检测过程中，在静压试验台测得四个车轮的载荷，最大偏差车轮载荷与四个车轮平均载荷的差值占平均载荷的百分比不大于2％。当轮重差超差时，返回组装场地进行调整，并重新做偏载和均载转向架静压试验，直至全部合格。

4.改进及优化

我司转向架各型号结构差异性明显，且不具备汽车行业那种大批量生产特点，需要在不同项目转向架型号间切换，所以我们在自动化生产中加入柔性制造功能。这样同一生产线既能用于同型号同批次，又能适用于同型号改进型产品装配，从而满足了装配生产线对产品产量的要求。采用二维码标识系统在不同转向架型号间区分相近物料，转向架零部件组装前通过二维码扫描录入部件信息，可实现不同修程料件混线生产时的物料区分。部件外观可是性及物料配送环节等方面均需要优化及固定。

5.结论

5.1中国技术标准的高速动车组转向架组装技术体系现已完善、成熟，为后续高速动车组转向架制造提供借鉴和范本。

5.2总结高速动车组转向架组装生产经验，优化主体工艺流程，控制生产节拍，高速动车组转向架装配生产线可进行柔性匹配生产，满足多品种转向架并线生产要求。

参考文献

[1]严隽耄，成建民.车辆工程[M].北京：中国铁道出版社,1992.

[2]刘祥祥.PLC柔性自动化生产线系统研究与设计探究[J].科技创新与应用,2013(32):33.

[3]乔英忍，我国铁路动车和动车组的发展（下）[J].内燃机车,2006,03:1-6+12.