CN101465195B - 动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，所述动力分散、动力集中型变压器油箱包括箱体以及设于箱体上的装配附件、非装配附件，所述制造方法包括以下步骤：A、组焊箱体以及非装配附件；B、将装配附件组焊在箱体上，所述装配附件为安装座和油路联管，由安装座定位胎、联管定位胎分别将各安装座、各油路联管临时固定后再焊接在箱体上，从而将二者同时在组焊工艺的最后进行焊接。因此，本发明能够将焊接变形对安装座、油路联管等重要装配附件的焊接精度的影响降至最低，能保证装配附件与箱体的组装、焊接精度，提高了产品合格率；且可减少焊后的去应力调修工艺，缩短工序，提高生产效率，易于实现大批量的流水线作业。

Description

动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法

技术领域

本发明有关于高速电力机车用变压器油箱的制造方法，特别是有关于一种用于安装在动力分散动车组和动力集中电力机车上的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法。

背景技术

随着我国电气化铁路的发展，对电力机车的电气设备提出了越来越高的要求，机车速度的不断提高，要求机车的各个部件越来越轻。因此作为占机车重量8～10％的变压器的制造就显的相当重要，而变压器油箱的减重也成为变压器行业中一直很关心的问题。动力分散、动力集中型两种变压器油箱解决了上述的问题；其中动力分散型变压器油箱能提供大的驱动力，而动力集中型变压器油箱能提供高的速度。

如图1、2所示，动力分散、动力集中型两种变压器油箱都包括具有四个侧壁板、箱盖、底座的箱体1以及焊接在箱体1上的附件，附件包括加强板、电缆架、接地座(图中未标记)等不必与机车进行装配连接的非装配附件，以及安装座2、油路联管3等需与机车相装配连接的装配附件。其中的安装座2，动力分散型变压器油箱包括八个，动力集中型变压器油箱包括四个，这些安装座上分别设有安装孔21，通过这些安装座上的安装孔与机车车体装配连接而悬挂在机车的底架下部。为保证安全性、可靠性、低振动等机车性能，对于安装座的安装尺寸要求极为严格，所以安装座与变压器油箱箱体的组装、焊接以及组焊后变压器油箱安装座上用于与机车相连接的安装孔的加工精度，就成为生产过程中需要控制的重要项点。其中的油路联管3需要与设于机车上的主变压器油泵、散热器、蝶阀等各种管道装配连接，因此，在变压器油箱生产过程中对油路联管3的组对焊接质量要求也很高。可见，为了保证动力分散、动力集中型两种变压器油箱的产品质量及安装这些油箱的机车的产品质量，对油箱上的装配附件都具有较高的焊接质量要求，但目前现有的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法中，还存在如下不足有待于进一步改进：

一、现有的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法中，是先焊接四个箱体侧壁板，形成一个箱子后再焊接各侧板的所有附件，例如油路联管、安装座、加强板、电缆架、接地座等。在焊接过程中，对于非装配附件、四个侧壁板与底座的焊接没有合理的先后顺序，这样在对尺寸位置精度要求不是很高的非装配附件的焊接过程中、以及箱体四个侧壁板与底座焊接过程中所产生的焊接应力变形就会影响装配附件例如安装座、油路联管的焊接精度和质量，焊接应力变形不容易控制，装配附件受焊接应力变形的影响大，经常发生安装座、油路联管在焊接后的平面度达不到要求的情况，不但直接影响了油箱的产品质量，也给后续的与机车底部装配连接、与机车管路装配连接带来很大困难。而通常为了尽可能的降低焊接变形的影响，现有方法中在变压器油箱整体组焊完成以后，通常需根据已经受焊接变形影响的各安装座、各油路联管的实际变形尺寸进行火焰矫正等去应力工艺焊后调修，工序比较长，生产效率低，不易于实现大批量的流水线作业，影响了变压器油箱的制造速度；并且调修工艺很难调整、矫正安装座、油路联管的焊接精度，造成了变压器油箱制造工艺中极大的困扰，影响了油箱的产品合格率，也影响了变压器油箱与机车的组装速度和机车的合格率。不符合当前高质量、高速度的高效生产制造要求。

二、现有的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法中，在焊接安装座、油路联管等时，需依据安装座、油路联管的理论位置在油箱胎体上模拟点焊，再等到变压器油箱总成后才能进行焊接，因此无法一次完成焊接，工序比较长，生产效率低，不易于实现大批量的流水线作业；并且这些装配附件由于各个单独组焊，很难使全部安装座、全部油路联管的组焊质量，增加了安装座与机车底部装配连接，以及油路联管与机车管路装配连接的困难度，不符合当前高质量、高速度的高效生产制造要求。

三、现有的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法中，对安装座上的安装孔的加工，还普遍采用传统的单个孔划线加工的作业方式，不易于保证安装座与车体相连接的安装孔的加工精度，会造成变压器油箱与机车组装的困难度，生产效率低，不易于实现大批量的流水线作业，会严重影响到变压器油箱在连接于机车底部以后的安全性、可靠性和减振性等性能，影响了产品合格率。

可见，现有技术当中的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法中，确实存在焊接作业过程当中的焊接应力变形不易控制、产品质量受焊接变形影响大；工序比较长，生产效率低、不易于实现大批量的流水线作业；产品精度不十分理想，与机车组装的困难度高等诸多问题，不符合当前高质量、高速度的高效生产制造要求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，能够将焊接变形对安装座、油路联管等重要装配附件的焊接精度的影响降至最低，能保证装配附件与箱体的组装、焊接精度，提高了产品合格率；且可减少焊后的去应力调修工艺，缩短工序，提高生产效率，易于实现大批量的流水线作业。

本发明的第二个目的是提供一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，安装座或管路油道元件等装配附件可以一次完成焊接，进一步减少工序、缩短工期，提高生产效率，保证组焊质量，利于实现大批量的流水线作业。

本发明的第三个目的是提供一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，能保证安装座与车体相连接的安装孔的加工精度，便于变压器油箱与机车组装的装配，能从根本上保证变压器油箱在连接于机车底部以后的安全性、可靠性和减振性等性能，极大的提高了机车的生产合格率，利于实现大批量的流水线作业，也有利于提高机车的生产效率。

本发明提供了一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，所述动力分散、动力集中型变压器油箱包括箱体以及设于箱体上的装配附件、非装配附件，所述制造方法包括以下步骤：A、组焊箱体以及非装配附件；B、将装配附件组焊在箱体上，所述装配附件为安装座，由安装座定位胎将各安装座临时固定后再焊接在箱体上；所述安装座定位胎包括有第一胎板和设于所述第一胎板上的安装座定位组件，各安装座定位组件对应于所述箱体上安装座的理论焊接位置。这样，能有效的控制焊接应力变形，使这些不利应力变形对重要装配附件的影响降至最低。

本发明提供的另一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，所述动力分散、动力集中型变压器油箱包括箱体以及设于箱体上的装配附件、非装配附件，所述制造方法包括以下步骤：A、组焊箱体以及非装配附件；B、将装配附件组焊在箱体上，所述装配附件为油路联管，由联管定位胎将各油路联管临时固定后再焊接在箱体上；所述联管定位胎包括有第二胎板和设于第二胎板上的多个联管定位组件，各联管定位组件的位置与箱体上联管的理论焊接位置对应，并且与机车上各匹配管路相对应。

本发明提供的再一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，所述动力分散、动力集中型变压器油箱包括箱体以及设于箱体上的装配附件、非装配附件，所述制造方法包括以下步骤：A、组焊箱体以及非装配附件；B、将装配附件组焊在箱体上，所述装配附件为安装座和油路联管，由安装座定位胎、联管定位胎分别将各安装座、各油路联管临时固定后再焊接在箱体上；所述安装座定位胎包括第一胎板和设于所述第一胎板上的安装座定位组件，各安装座定位组件对应于箱体上安装座的理论焊接位置，所述联管定位胎包括第二胎板和设于第二胎板上的多个联管定位组件，各联管定位组件的位置与箱体上联管的理论焊接位置对应，并且与机车上各匹配管路相对应；所述安装座定位胎的第一胎板和联管定位胎的第二胎板为一体结构或者是分体结构。在本发明中，由安装座定位胎、联管定位胎将各安装座、各油路联管临时固定后再焊接在箱体上，所述安装座定位胎、联管定位胎为一体结构，因此本发明能一次性将重要装配附件例如安装座、油路联管一次性的、精确的、高质量的焊接在箱体上。

在优选的实施例中，还包括在全部安装座上采用一个整体钻模板统一整体钻设安装孔的钻孔步骤，能保证安装座上的安装孔的钻孔精度。

根据上述方案，本发明相对于现有技术的效果是显著的，具有如下有益的技术效果：

一、本发明的制造方法中，在油箱箱体整体组焊完成后最后再装配焊接装配附件(安装座或/和油路联管)，这样能使焊接过程当中的焊接变形对装配附件的尺寸精度的影响降至最低，使焊接过程当中的应力变形具有可控性，有效的控制了焊接应力变形，能保证装配附件与变压器油箱箱体的组焊精度，提高了变压器油箱的生产合格率，并且也不必在进行焊后去应力的不利调修工艺，可减少工序、缩短工期，提高了生产效率，易于实现大批量的流水线作业。

二、本发明的方法中，安装座是采用安装座定位胎进行组焊的，而油路联管是采用联管定位胎进行组焊的，在组焊前，先用安装座定位胎和联管定位胎将安装座和油路联管临时固定，再将变压器油箱吊起并坐落在四个安装座上，即可直接一次性完成全部安装座或全部油道管种的焊接，不会出现现有技术中需先点焊再焊死而无法一次完成焊接的情况，可进一步有效地减少工序和缩短工期，提高生产效率低，有利于实现大批量的流水线作业；并且能使这些装配附件的焊后平面度满足产品设计要求，提高了焊接质量，有利于后续与机车的组装操作，符合当前高质量、高速度的高效生产制造要求。

三、本发明的方法中，采用一个整体钻模板来整体加工全部安装座上的安装孔，能保证全部安装座与车体相连接的安装孔的加工精度，便于变压器油箱与机车的组装操作，也能保证变压器油箱在连接于机车底部以后的安全性、可靠性和减振性等性能，提高了机车的合格率，也提高了机车的生产效率高，易于实现大批量的流水线作业。

总之，本发明的方法能使焊接作业过程当中的焊接应力变形得到有效的控制，对装配附件焊接质量的影响降至最低，能使变压器油箱及使用此油箱的机车精度都得到提高，便利于变压器油箱的生产加工及其与机车的组装操作，合格率得到提高；也可省去焊后的不利调修工序，能减少工序、缩短工期，能实现大批量的流水线作业、批量生产，极大地提高了生产效率低，符合当前高质量、高速度的高效生产制造要求。

附图说明

图1为本发明中组焊的XCH200000-AWJ型动力分散、动力集中型变压器油箱的仰视图。

图2为本发明中组焊的XCH200000-AWJ型动力分散、动力集中型变压器油箱的俯视图。

图3为本发明的安装座定位胎和联管定位胎为一体结构的俯视示意图。

图4为本发明的整体钻模板的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，参考图1、2所示，所述动力分散、动力集中型变压器油箱是一种全钢制箱式结构，其包括箱体1以及设于箱体上的装配附件和非装配附件，现以AWJ型机车牵引主变压器油箱的生产过程为例来具体说明本发明的制造方法，该制造方法包括以下步骤：

A、组焊箱体1以及非装配附件例如加强板、电缆架、接地座；

B、将装配附件例如安装座2、油路联管3组焊在箱体1上。

在本发明的方法中，是在焊接工艺的最后焊接装配附件，装配附件中的安装座2、油路联管3也可以根据重点保证的精度决定焊接的先后顺序。可以先焊接油路联管3以后再焊接安装座2，这样仅有最后焊接安装座2时的焊接应力会影响到油路联管3，但能重点保证安装座2的焊接精度。或者，也可先焊接安装座2以后再焊油路联管3，此时仅有最后焊接油路联管3时的焊接应力会影响到前面的安装座2的焊接精度，但能保证油路联管3的焊接精度。优选的，使安装座2和油路联管3同时在最后的焊接步骤中进行焊接，能使彼此的焊接应力不致互相影响。本发明将重要的装配附件放在焊接工艺的最后进行焊接，能通过焊接的先后顺序，有效的控制焊接应力变形所产生的不利影响，从而能将在侧壁板上焊接非装配附件、焊接四个侧壁板与箱底主焊缝过程中所产生的焊接应力变形对重要装配附件的影响降至最低，可以不必再进行焊后的不利调修作业，就基本能达到装配附件的焊接精度，制造精度高、工艺简单、工序少、效率高，适于大批量生产。

在本发明中的步骤A中，具体包括步骤A1：将非装配附件分别焊接于四个侧壁板上；步骤A2：对焊接有非装配附件的四个侧壁板分别去应力；A3：将四个焊接有非装配附件且已去应力的侧壁板与箱底组对焊接。先将各非装配附件焊接在各侧壁板上，既能给工人提供宽敞的作业空间，也能使应力分散在各侧壁板上，减少箱体整体焊接后的应力集中，能保证箱体的焊接质量和密封性能。通过步骤A2的去应力工艺，可以释放应力，有效的控制焊接应力变形给后续的焊接作业所造成的负面影响。优选的实施例中，在步骤A、B之间，还包括对焊接有非装配附件的箱体整体去应力的步骤，这样，焊接有全部非装配附件的箱体整体的焊接应力基本被会消除，能进一步的保证油箱的密封性，并且更积极主动的控制焊接应力变形对后续的焊接作业产生的不利影响。根据先焊侧壁板上的各附件来将侧壁板组焊在底座上的焊接工艺，能使本发明的方法所焊接的动力分散型或动力集中型两种变压器油箱的密封性能得到了显著的提高，箱体体积小、结构紧凑、工艺精度高，箱盖和油箱能承受50.7kPa密封实验，同时还能承受机车运行中所产生的X向5g、Y向3g、Z向1±2g的冲击加速度。

在本发明的步骤B中，如图3所示，由安装座定位胎4、联管定位胎5分别将各安装座2、各油路联管3临时固定后再焊接在箱体1上；所述安装座定位胎4包括第一胎板41和设于所述第一胎板41上的安装座定位组件42(图中未绘出)，在本发明中对于安装座定位组件42的具体结构不作限制，任何能够将各安装座可拆卸的固定或者是夹紧在第一胎板41上即可，例如可以为压板结构，优选的可在第一胎板41上对应于安装座2的部位设有定位凹槽等，有利于安装座4快速准确的定位夹紧，各安装座定位组件42对应于箱体1上安装座的理论焊接位置；所述联管定位胎5包括第二胎板51和设于第二胎板51上的多个联管定位组件52，例如可以包括用于固定油路联管的定位座，通过螺栓将油路联管可拆卸的锁固在定位座上，任何能将油路联管3夹紧定位在联管定位胎5上的定位锁紧组件或机构都可采用，不作限制，各联管定位组件52的位置与箱体1上联管的理论焊接位置对应，并且与机车上各匹配管路相对应。优选的，如图3所示，可使述安装座定位胎4所述安装座定位胎5为一体结构，即第一胎板41和第二胎板51就是同一个板件，所有安装座定位组件42、联管定位组件52全部设于该同一个板件上；当然，如果焊接安装座2和油路联管3也有先后顺序并且需要分别焊接，则安装座定位胎4、联管定位胎5也可设计为两个分体的不同的胎具，操作灵活。这样在焊接时，可先由安装座定位胎4上的安装座定位组件42、联管定位胎5上的联管定位组件52分别将各安装座2、油路联管3(包括HSTC307020P0001、IZCH100929-002、HSTE 119244P0002、HSTC307020P0001、XCH200320-AWJ、XCH200320-AWJ、IZCH100930-080、IZCH100930-080号联管及其联管法兰)夹紧固定进行临时固定以后，再使这些装配附件一次性的全部焊接在箱体1上，工序短，效率高，并且由于焊接过程中这些装配附件都是固定不动的，因此焊接过程中的应力变形能被有效的控制，焊接应力只能从其它不被固定的箱体处进行释放，不会使重要的装配附件在焊接过程中受应力影响而有任何位置上的变动，焊接在箱体上的位置是精确的，而这些装配附件的焊接质量得到了保证，自然保证了主变压器与车体的安装，使机车运行更安全可靠，而焊接后管路的精度能达到正负0.5mm的要求，减少了箱体组对后因应力变形造成了各种管路连接困难的弊病，装配容易，在批量大的情况下可以实现流水线作业，能保证机车的装配速度、制造速度和机车质量。

在本发明中最优选的实施例中，如图4所示，还包括在全部安装座2上采用一个整体钻模板6统一整体钻设安装孔21的钻孔步骤，所述钻模板包括支架61和固设于支架61上的钻孔模板62，每个钻孔模板62上设有模孔63，所述模孔63与机车上的安装孔对应，如图所示的支架呈田字型，当然也可为米字型、四边框型等，也可以为一个实体的板子，不作限制。所述钻孔步骤可以在各安装座2临时定位于安装座定位胎4上以后、组焊至箱体1之前进行，即在安装座2定位以后再用整体钻模板6统一钻出安装孔，当然由于先钻出安装孔，在后续的安装座2与箱体1组焊的过程当中焊接应力有可能会导致安装孔变形甚至是孔中心移位，影响安装孔的精度，但这样能使整体工艺相对简单、方便；优选的，可以在各安装座2组焊至箱体1以后进行，但这时需要将组焊了安装座以后的油箱整体进行翻转作业再用整体钻模板6钻孔，焊接应力不会对于安装孔的精度有任何不利影响，安装孔的钻孔精度极高，十分有利于后续与机车底部组装的工序，保证了主变压器与车体的安装，使机车运行更安全可靠，但因增加了翻转作业而使操作相对繁杂，可以考虑设计支架的形状，能使钻模板6直接套设于箱体外而不必进行翻转作业会比较理想。

这样，通过使用安装座定位胎4来组焊各安装座，并采用钻模板6来统一整体钻孔，不但将安装孔的尺寸及其关联尺寸严格控制在公差范围之内，保证了主变压器油箱与车体的连接，并且大大的提高了生产效率，节约了生产成本。

需要声明的是，本发明通过在焊接工艺的最后焊接需要保证精度的装配附件，来控制焊接过程中的应力变形，虽然本发明例举的装配附件包括安装座和油路联管，但其它需要与机车装配的任何装配附件，只要在焊接完箱体和全部非装配附件的最后来进行焊接，都应属于本发明的保护范围。显然的，非装配附件也能在焊接工艺的最后进行焊接而对焊接应力进行控制，任何通过在焊接工艺的最后焊接某个元件而由焊接顺序来控制焊接应力，就属于本发明的保护范围。

同理，本发明采用了安装座定位胎、联管定位胎来一次性焊接全部安装座、全部油路联管来达到一次性完成焊接、保证焊接质量的效果，其它非装配附也可以采用相应的定位胎来达到一次完成焊接、保证焊接质量，也应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，所述动力分散、动力集中型变压器油箱包括箱体以及设于箱体上的装配附件、非装配附件，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

A、组焊箱体以及非装配附件；

B、将装配附件组焊在箱体上，所述装配附件为安装座，由安装座定位胎将各安装座临时固定后再焊接在箱体上；所述安装座定位胎包括有第一胎板和设于所述第一胎板上的安装座定位组件，各安装座定位组件对应于所述箱体上安装座的理论焊接位置。

2.如权利要求1所述的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，其特征在于，在步骤A中，具体包括步骤A1：将非装配附件分别焊接于四个侧壁板上；步骤A2：对焊接有非装配附件的四个侧壁板分别去应力；A3：将四个焊接有非装配附件且已去应力的侧壁板与箱底组对焊接。

3.如权利要求2所述的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，其特征在于，在所述步骤A、B之间，还包括对焊接有非装配附件的箱体整体去应力的步骤。

4.如权利要求1所述的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，其特征在于，还包括在全部安装座上采用一个整体钻模板统一整体钻设安装孔的钻孔步骤；所述钻孔步骤是在各安装座临时定位于安装座定位胎上以后、组焊至箱体之前进行，或者是在各安装座组焊至箱体以后进行；所述钻模板包括支架和固设于支架上的钻孔模板，每个钻孔模板上设有模孔，所述模孔与机车上的安装孔对应。

5.一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，所述动力分散、动力集中型变压器油箱包括箱体以及设于箱体上的装配附件、非装配附件，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

A、组焊箱体以及非装配附件；

B、将装配附件组焊在箱体上，所述装配附件为油路联管，由联管定位胎将各油路联管临时固定后再焊接在箱体上；所述联管定位胎包括有第二胎板和设于第二胎板上的多个联管定位组件，各联管定位组件的位置与箱体上联管的理论焊接位置对应，并且与机车上各匹配管路相对应。

6.如权利要求5所述的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，其特征在于，在步骤A中，具体包括步骤A1：将非装配附件分别焊接于四个侧壁板上；步骤A2：对焊接有非装配附件的四个侧壁板分别去应力；A3：将四个焊接有非装配附件且已去应力的侧壁板与箱底组对焊接。

7.如权利要求6所述的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，其特征在于，在所述步骤A、B之间，还包括对焊接有非装配附件的箱体整体去应力的步骤。

8.一种动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，所述动力分散、动力集中型变压器油箱包括箱体以及设于箱体上的装配附件、非装配附件，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

A、组焊箱体以及非装配附件；

B、将装配附件组焊在箱体上，所述装配附件为安装座和油路联管，由安装座定位胎、联管定位胎分别将各安装座、各油路联管临时固定后再焊接在箱体上；所述安装座定位胎包括第一胎板和设于所述第一胎板上的安装座定位组件，各安装座定位组件对应于箱体上安装座的理论焊接位置，所述联管定位胎包括第二胎板和设于第二胎板上的多个联管定位组件，各联管定位组件的位置与箱体上联管的理论焊接位置对应，并且与机车上各匹配管路相对应；所述安装座定位胎的第一胎板和联管定位胎的第二胎板为一体结构或者是分体结构。

9.如权利要求8所述的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，其特征在于，在步骤A中，具体包括步骤A1：将非装配附件分别焊接于四个侧壁板上；步骤A2：对焊接有非装配附件的四个侧壁板分别去应力；A3：将四个焊接有非装配附件且已去应力的侧壁板与箱底组对焊接。

10.如权利要求9所述的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，其特征在于，在所述步骤A、B之间，还包括对焊接有非装配附件的箱体整体去应力的步骤。

11.如权利要求8所述的动力分散、动力集中型变压器油箱的制造方法，其特征在于，还包括在全部安装座上采用一个整体钻模板统一整体钻设安装孔的钻孔步骤；所述钻孔步骤是在各安装座临时定位于安装座定位胎上以后、组焊至箱体之前进行，或者是在各安装座组焊至箱体以后进行；所述钻模板包括支架和固设于支架上的钻孔模板，每个钻孔模板上设有模孔，所述模孔与机车上的安装孔对应。

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