CN109500538A - 动车组底架翻转工装 - Google Patents

Abstract

动车组底架翻转工装属于动车组头车底架的焊接翻转装置领域，其包括边梁定位框架、两个底架端部定位框架、两个变位机连接座、多组边梁直线段定位装置、两个边梁弧形段定位装置、多个底架端部弧形端板支撑座、KK端车钩板定位装置和FE端车钩板定位装置。本发明可用于对仅完成初步单面焊接的底架进行旋转轴线的同轴定位，KK端车钩板定位装置和FE端车钩板定位装置均位于矩形框架结构短边中垂面上，从而可以确保整体结构在翻转过程中的高度对称性，因此可直接用于对尚不具备足够结构强度底架初步焊接结构进行整体翻转，并确保底架的正反面焊缝精度和整体结构的对称性。

Description

动车组底架翻转工装

技术领域

本发明属于动车组头车底架的焊接翻转装置领域，具体涉及一种动车组底架翻转工装。

背景技术

动车组等列车的高速行驶特性决定了其制造过程必须采用更为严苛的高标准以确保列车整体的结构强度和加工精度。如图1和图2所示的某型动车组头车的底架11包括两条边梁11-1、FE端11-2、KK端11-3和地板11-4，其中FE端是头车一位端底架端部的通俗简称，KK端则为头车二位端底架端部的通俗简称，因此FE端11-2和KK端11-3可统称为底架端部。

如图3和图4所示，FE端11-2包括FE端车钩座方孔板11-2-1、两块FE端弧形侧壁板11-2-2、FE端上端板11-2-3和由FE端下端板及多块内部加强筋板共同构成的FE端承力凸台11-2-4。彼此平行的FE端上端板11-2-3和FE端承力凸台中FE下端板11-2-4通过多块内部加强筋板实现固连，FE端承力凸台11-2-4的左、右两侧均分别与一块对应的FE端弧形侧壁板11-2-2焊接。FE端车钩座方孔板11-2-1作为FE端承力凸台11-2-4的前端板，其后端面以竖直的姿态分别与FE端上端板11-2-3的前端、两块FE端弧形侧壁板11-2-2的前端以及FE端承力凸台11-2-4的前端均垂直固连。

如图5和图6所示，KK端11-3包括KK端车钩座圆孔板11-3-1、两块KK端弧形侧壁板11-3-2、KK端上端板11-3-3和中心带有梯形通槽11-3-5的KK端承力主体11-3-4，两块KK端弧形侧壁板11-3-2对称地固连于KK端承力主体11-3-4的两侧，梯形通槽11-3-5沿KK端承力主体11-3-4的中轴线方向开设，其开槽深度为KK端承力主体11-3-4中轴线长度的一半。梯形通槽11-3-5的梯形下底边位于KK端承力主体11-3-4的外侧前端面上，梯形通槽11-3-5的梯形上底边位于KK端承力主体11-3-4的中心；KK端车钩座圆孔板11-3-1作为梯形通槽11-3-5的梯形上底边，其固连于KK端承力主体11-3-4的中心，并分别与梯形通槽11-3-5的两条梯形腰线壁板端部焊接，KK端车钩座圆孔板11-3-1的轴线与KK端承力主体11-3-4的中轴线重合。KK端上端板11-3-3作为KK端承力主体11-3-4的上盖板，其宽度与地板11-4的宽度一致，KK端上端板11-3-3的下端面分别与KK端车钩座圆孔板11-3-1的上边缘、梯形通槽11-3-5的两条梯形腰线壁板的上边缘以及与承力主体11-3-4的上端面均焊接固连。

边梁11-1包括边梁直线段11-1-2和位于其前端的边梁圆弧段11-1-1，每个边梁圆弧段11-1-1圆弧内侧壁的最前端上设有平行于边梁直线段11-1-2侧壁的边梁圆弧段端部定位平板11-1-1-1；FE端上端板11-2-3的俯视轮廓近似于等腰梯形，但其作为梯形腰线的左、右边缘均是与边梁圆弧段11-1-1曲率相同的圆弧曲线。两条边梁直线段11-1-2的中段彼此平行且对称地焊接于地板11-4中段的两侧，两条边梁直线段11-1-2的末段彼此平行且对称地焊接于KK端上端板11-3-3的两侧。两块FE端弧形侧壁板11-2-2的最大宽度与两块边梁圆弧段端部定位平板11-1-1-1的间距相同。

两个边梁圆弧段11-1-1上除边梁圆弧段端部定位平板11-1-1-1所处位置之外的其余部分均对称地焊接于FE端上端板11-2-3的两侧，两个边梁圆弧段端部定位平板11-1-1-1及其对应的边梁圆弧段端部则裸露并悬空于FE端车钩座方孔板11-2-1的前方。

中垂面是通过几何体底面中轴线的竖直平面，其是指能将对称的几何体沿竖直方向等分成镜像对称的两部分的剖面。

现有的底架11的焊接方案将地板11-4的中垂面设定为底架11整体结构的对称中心基准面，并通过大量如图7所示的基于丝杠机构的常规垂向定位夹钳配合同类基于丝杠机构的水平顶紧器共同对底架进行装夹定位，从而FE端上端板11-2-3和KK端上端板11-3-3的上端面均需与地板11-4的上端面共面，且其三者的中垂面均彼此重合，并且使两条边梁11-1关于对称中心基准面镜像对称，以便保障FE端车钩座方孔板的结合中心和11-2-1KK端车钩座圆孔板11-3-1的轴线都位于对称中心基准面上，从而提高底架的整体对称性和制造精度，进而提高底架抗冲击、抗扭曲等强度试验的性能指标。在完成底架整体结构上端面焊缝的全部焊接作业之后，还需要将全部常规垂向定位夹钳和水平顶紧器类定位装置均从焊接工作台上拆除撤去，并借助天车和吊带等起重吊具将底架整体结构上下翻转，再用众多常规定位装置重新将反装姿态下的底架整体结构重新装夹定位，此后才能开始继续完成对底架整体结构下端面焊缝的焊接作业。然而，由于为了满足高速动车整体的结构强度和加工精度的高标准要求，对其各部件在翻转作业的前、后两次装夹定位作业都异常繁琐，需要对数量庞大的关键尺寸全部进行精确测量，并反复调整常规垂向定位夹钳和水平顶紧器，才能满足底架整体结构高度对称性的定位需求，但由此也消耗了大量生产工时和人力物力，严重制约生产进度，影响生产效率，并带来低制造成本居高不下的难题。

另一方面，180°大型翻转机作为焊接和检修领域公知的成熟技术，可用于对汽车等底架结构的快速翻转，其最大吨位可达20吨。同时利用两台镜像对称的翻转机同步动作，也可以实现对集装箱等大部件的翻转。但现有翻转机的翻转头无法对底架11上的FE端11-2和KK端11-3进行可靠的同轴定位，并且，仅完成初步单面焊接的底架11尚不具备足够的结构强度，直接利用翻转机对其翻转存在扭曲变形甚至结构解体的风险。因此，现有的翻转机及其常规翻转夹具无法在确保底架安全的前提下对其进行翻转作业，更无从确保整体结构在翻转过程中的高度对称性。

发明内容

为了解决现有大型翻转机因缺少合适的对接工装而无法用于对仅完成初步单面焊接的底架进行旋转轴线的同轴定位，同时更无从确保整体结构在翻转过程中的高度对称性，因此不能直接用于对尚不具备足够结构强度底架初步焊接结构进行整体翻转，以及现有借助天车和吊带等起重吊具将底架整体结构上下翻转的陈旧工艺对底架上各部件在翻转作业的前、后两次装夹定位作业都异常繁琐，其需要对数量庞大的关键尺寸全部进行精确测量，并反复调整常规垂向定位夹钳和水平顶紧器，导致其作业效率低下、消耗了大量生产工时和人力物力，严重制约生产进度和无法降低制造成本的技术问题，本发明提供一种动车组底架翻转工装。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

动车组底架翻转工装，其包括边梁定位框架、两个底架端部定位框架、两个变位机连接座、多组边梁直线段定位装置、两个边梁弧形段定位装置、多个底架端部弧形端板支撑座、KK端车钩板定位装置和FE端车钩板定位装置；

边梁定位框架的两端分别与一个底架端部定位框架固连，三者共同构成一个矩形框架结构；边梁定位框架的内侧臂上沿矩形框架结构的短边中线方向固连有多个平行的边梁定位导轨，两个底架端部定位框架的内侧臂上沿矩形框架结构的短边中线方向固连有多个平行的底架端部定位导轨；边梁定位导轨和底架端部定位导轨均为T型槽导轨；

底架端部定位框架内部沿矩形框架结构的短边中线方向固连一个工字梁，工字梁的短纵梁的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内；在工字梁的内侧横梁与短纵梁固连位置的上端面固连有一个座板，座板上设有多个座板螺孔；

两个变位机连接座分别一一对应固连在两个底架端部定位框架的外侧壁上，且两个变位机连接座的中心连线位于矩形框架结构的短边中垂面内；

边梁直线段定位装置用于定位底架的边梁的直线段，多组边梁直线段定位装置沿矩形框架结构的短边中垂面镜像对称设置，每个边梁直线段定位装置均与同一侧上下平行的两个边梁定位导轨或两个底架端部定位导轨滑动连接；

边梁弧形段定位装置用于定位边梁的弧形段，两个边梁弧形段定位装置沿矩形框架结构的短边中垂面镜像对称设置，每个边梁弧形段定位装置均与同一侧上下平行的两个底架端部定位导轨滑动连接；

多个底架端部弧形端板支撑座沿矩形框架结构的短边中垂面镜像对称设置，每个底架端部弧形端板支撑座均与同一侧上下平行的两个底架端部定位导轨滑动连接；

FE端车钩板定位装置用于定位底架的FE端车钩座方孔板，FE端车钩板定位装置的底部固连在一个底架端部定位框架的座板上，且与边梁弧形段定位装置固连在同一个底架端部定位框架上；FE端车钩板定位装置的上部设有用于调节边梁弧形段宽度的支撑装置，FE端车钩板定位装置与FE端车钩座方孔板连接处的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内；

KK端车钩板定位装置用于定位底架的KK端车钩座圆孔板，KK端车钩板定位装置的底部固连在另一个底架端部定位框架的座板上，KK端车钩板定位装置与KK端车钩座圆孔板连接处的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内。

上述边梁直线段定位装置包括边梁压紧器支撑座、L形边梁支撑座、L形连接座、边梁压紧器、边梁支撑座滑轨机构、两个边梁弹性阻尼器和尼龙垫块；

边梁支撑座滑轨机构主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨固连在边梁压紧器支撑座的前部上端，滑块固连在L形边梁支撑座水平段的底部；L形边梁支撑座的竖直段与L形连接座的水平段固连，L形连接座的竖直段与边梁压紧器的上部侧端面固连；

L形连接座竖直段的两侧各固连一个连接块，连接块的中心设有一个长圆孔；两个边梁弹性阻尼器的静止端固连在边梁压紧器支撑座的中后部上端，两个边梁弹性阻尼器的活动端对应穿过两个长圆孔后与连接块固连；

尼龙垫块放置在L形边梁支撑座水平段的前端，边梁压紧器支撑座后部端面设有多个螺栓孔，通过端头置于边梁定位导轨或底架端部定位导轨T型槽内的T型螺栓与螺母及螺栓孔的配合，实现边梁压紧器支撑座与边梁定位导轨或底架端部定位导轨滑动连接。

上述边梁弧形段定位装置包括边梁定位机构和绞轴座，边梁定位机构的结构与边梁直线段定位装置完全相同，边梁定位机构的后端面与绞轴座连接；绞轴座的上下端均设有绞轴座螺孔，通过端头置于底架端部定位导轨T型槽内的T型螺栓与螺母及绞轴座螺孔的配合，实现绞轴座与底架端部定位导轨滑动连接。

上述底架端部弧形端板支撑座包括弧形支撑座基座、弧形支撑座、U形连接座、底架端部弹性阻尼器和弧形支撑座滑轨机构；

弧形支撑座滑轨机构主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨固连在弧形支撑座基座的前部上端，滑块固连在弧形支撑座前部的底端；

底架端部弹性阻尼器的静止端固连在弧形支撑座基座的后部中段，底架端部弹性阻尼器的活动端与U形连接座的底部固连，U形连接座上开口端与弧形支撑座后部的两个侧壁固连；

弧形支撑座基座的后部端面设有多个基座螺孔，通过端头置于底架端部定位导轨T型槽内的T型螺栓与螺母及基座螺孔的配合，实现弧形支撑座基座与底架端部定位导轨滑动连接或定位紧固。

上述KK端车钩板定位装置包括KK端车钩定位基座、KK端滑轨机构和KK端车钩座圆孔板连接座；KK端滑轨机构主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨通过螺栓与座板螺孔的配合固连在KK端一侧的底架端部定位框架的座板上，滑块固连在KK端车钩定位基座的底部；KK端车钩座圆孔板连接座固连在KK端车钩定位基座上部靠近边梁定位框架的一端，KK端车钩座圆孔板连接座的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内且与地板的上端面平行。

上述FE端车钩板定位装置包括FE端车钩定位基座、FE端滑轨机构、FE端车钩座方孔板连接座和边梁横向支撑机构；

FE端滑轨机构主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨通过螺栓与座板螺孔的配合固连在FE端一侧的底架端部定位框架的座板上，滑块固连在FE端车钩定位基座的底部；FE端车钩座方孔板连接座固连在FE端车钩定位基座上部靠近边梁定位框架的一端，FE端车钩座方孔板连接座的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内且与地板的上端面平行；KK端车钩座圆孔板连接座与FE端车钩座方孔板连接座彼此相对；

边梁横向支撑机构包括C形支座、双向螺纹丝母、两个丝杆和两个L形压板，双向螺纹丝母的两端设有方向相反的内螺纹，双向螺纹丝母的中截面与C形支座的C形凹槽的开槽中线重合，双向螺纹丝母与固连C形支座；两个丝杆的螺纹端与双向螺纹丝母的两端一一对应螺纹连接，两个L形压板的竖直段外端面通过轴承一一对应与两个丝杆的非螺纹端轴连；C形支座的底部固连在FE端车钩定位基座的顶部，双向螺纹丝母的中截面与矩形框架结构的短边中垂面共面。

本发明的有益效果是：该动车组底架翻转工装的矩形框架结构除了作为底架整体结构正面加工时的焊接组对定位工装之外，还同时兼做为与大型翻转机对接的底架翻转工装，其沿同一个边梁定位框架顺次布置的多个边梁直线段定位装置可用于对边梁定位框架上对应的边梁直线段进行初步定位，在将地板与边梁直线段装配后，可通过进一步调整每一个边梁直线段限位机构的相对位置而使地板的中垂面与矩形框架结构的中垂面重合，从而完成地板分别与边梁直线段正面焊缝的组对定位和焊接作业。

KK端车钩定位基座的前端可以沿梯形通槽插入KK端承力主体的中心并使KK端车钩座圆孔板连接座与KK端车钩座圆孔板同轴固连；在矩形框架结构一端的底架端部定位框架上，设有沿其中垂面对称布置的两组底架端部弧形端板支撑座，其可用于分别将左、右对应的两个KK端弧形侧壁板均对称地定位于KK端车钩板定位装置的两侧，并使KK端上端板的上端面与地板的上端面平齐，因而确保KK端的中垂面与地板的中垂面重合，从而使KK端分别与边梁直线段以及地板的焊接组对定位作业和各条正面焊缝的焊接作业得以实施。

FE端车钩板定位装置安装在矩形框架结构另一端的底架端部定位框架上，其边梁横向支撑机构上的每个L形压板均在一个对应的边梁圆弧段端部定位平板的侧壁及其对应的边梁圆弧段端部的上端面上，通过分别旋转两个丝杆可以调节边梁圆弧段端部的间距并使其二者关于地板的中垂面镜像对称。

在该FE端一侧的底架端部定位框架上，设有沿其中垂面对称布置的左、右两组底架端部弧形端板支撑座，其可用于分别将左、右对应的两块FE端弧形侧壁板均对称地定位于FE端车钩板定位装置的两侧，并使FE端上端板的上端面与地板的上端面平齐。FE端车钩座方孔板连接座用于与FE端车钩座方孔板固连，从而使FE端分别与边梁圆弧段以及地板的组对定位和正面焊缝的焊接作业得以实施，并确保FE端的中垂面与地板的中垂面重合。

对称布置于矩形框架结构短边中线两端的两个变位机连接座用于分别与两台对称布置的翻转机上各自的翻转头固定连接，通过两个翻转机的同步提升和翻转作业将本发明的动车组底架翻转工装连同被其装夹固定的底架11整体结构一起缓慢翻转180度，从而使底架上原本位于下方的反面焊缝全部翻转至焊接机械手可直接到达和加工的工位，并通过自动焊接机器人分别完成底架整体结构反面上的全部焊缝的焊接作业。

本发明的组底架翻转工装可用于对仅完成初步单面焊接的底架进行旋转轴线的同轴定位，其布置于矩形框架结构两端的KK端车钩板定位装置和FE端车钩板定位装置均位于矩形框架结构短边中垂面上，从而可以确保整体结构在翻转过程中的高度对称性，因此可以直接用于对尚不具备足够结构强度底架初步焊接结构进行整体翻转，进而完全避免旧有底架翻转方案中对底架上各部件数量庞大的关键尺寸全部进行精确测量，并反复调整常规垂向定位夹钳和水平顶紧器的问题，并确保底架的正、反面焊缝精度和整体结构的对称性。因此，本发明的翻转工装可以有效保障底架制造时的加工精度和结构强度并显著提高生产效率，大幅节约生产成本，创造客观的经济效益。

附图说明

图1是动车组头车底架的立体结构示意图。

图2是将图1翻转180°之后的爆炸结构示意图。

图3是动车组头车底架的FE端的结构示意图。

图4是图3的主视结构示意图。

图5是动车组头车底架的KK端的爆炸结构示意图。

图6是动车组头车底架的KK端的主视结构示意图。

图7是现有常规垂向定位夹钳和水平顶紧器的结构示意图。

图8是本发明动车组底架翻转工装的立体结构示意图。

图9是图8的爆炸结构示意图。

图10是本发明中的一组边梁直线段定位装置的立体结构示意图。

图11是本发明中的边梁直线段定位装置的爆炸结构示意图。

图12是本发明中的边梁弧形段定位装置的立体结构示意图。

图13是本发明中的两个不同视角下的底架端部弧形端板支撑座的立体结构示意图。

图14是本发明中的KK端车钩板定位装置的立体结构示意图。

图15是本发明中的FE端车钩板定位装置的爆炸结构示意图。

图16是本发明动车组底架翻转工装的俯视爆炸结构示意图。

图17是本发明动车组底架翻转工装的FE端立体结构示意图。

图18是图17的爆炸结构示意图。

图19是本发明动车组底架翻转工装的KK端立体结构示意图。

图20是图19的爆炸结构示意图。

图21是本发明动车组底架翻转工装的应用立体结构示意图。

图22是本发明动车组底架翻转工装的应用俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图8所示，本发明的动车组底架翻转工装包括边梁定位框架1、两个底架端部定位框架2、两个变位机连接座5、多组边梁直线段定位装置6、两个边梁弧形段定位装置7、多个底架端部弧形端板支撑座8、KK端车钩板定位装置9和FE端车钩板定位装置10。

边梁定位框架1的两端分别与一个底架端部定位框架2固连，三者共同构成一个矩形框架结构；矩形框架结构的短边中垂面是指经过矩形框架结构短边中线且垂直于矩形框架结构短边的平面。

边梁定位框架1的内侧臂上沿矩形框架结构的短边中线方向固连有多个平行的边梁定位导轨3，两个底架端部定位框架2的内侧臂上沿矩形框架结构的短边中线方向固连有多个平行的底架端部定位导轨4；边梁定位导轨3和底架端部定位导轨4均为与T型螺栓相匹配的T型槽导轨。

底架端部定位框架2内部沿矩形框架结构的短边中线方向固连一个工字梁2-1，工字梁2-1的短纵梁2-1-1的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内；在工字梁2-1的内侧横梁与短纵梁2-1-1固连位置的上端面固连有一个座板2-2，座板2-2上设有多个座板螺孔2-2-1。

两个变位机连接座5分别一一对应固连在两个底架端部定位框架2的外侧壁上，且两个变位机连接座5的中心连线位于矩形框架结构的短边中垂面内，其用于同两台镜像对称的翻转机上各自的翻转机构同轴固连。

边梁直线段定位装置6用于定位底架11的边梁11-1的直线段，也即用于定位边梁直线段11-1-2；多组边梁直线段定位装置6沿矩形框架结构的短边中垂面镜像对称设置，每个边梁直线段定位装置6均与同一侧上下平行的两个边梁定位导轨3或两个底架端部定位导轨4滑动连接。

边梁弧形段定位装置7用于定位边梁11-1的弧形段，也即用于定位边梁圆弧段11-1-1。两个边梁弧形段定位装置7沿矩形框架结构的短边中垂面镜像对称设置，每个边梁弧形段定位装置7均与同一侧上下平行的两个底架端部定位导轨4滑动连接。

多个底架端部弧形端板支撑座8沿矩形框架结构的短边中垂面镜像对称设置，每个底架端部弧形端板支撑座8的后侧壁均通过T型螺栓与同一侧上下平行的两个底架端部定位导轨4滑动连接或紧固定位。

FE端车钩板定位装置10用于定位底架11的FE端车钩座方孔板11-2-1，FE端车钩板定位装置10的底部固连在一个底架端部定位框架2的座板2-2上，且与边梁弧形段定位装置7固连在同一个底架端部定位框架2上；FE端车钩板定位装置10的上部设有用于调节边梁弧形段宽度的支撑装置，FE端车钩板定位装置10与FE端车钩座方孔板11-2-1连接处的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内。

KK端车钩板定位装置9用于定位底架11的KK端车钩座圆孔板11-3-1，KK端车钩板定位装置9的底部固连在另一个底架端部定位框架2的座板2-2上，KK端车钩板定位装置9与KK端车钩座圆孔板11-3-1连接处的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内。

所述边梁直线段定位装置6包括边梁压紧器支撑座6-1、L形边梁支撑座6-2、L形连接座6-3、边梁压紧器6-4、边梁支撑座滑轨机构6-5、两个边梁弹性阻尼器6-6和尼龙垫块6-7。

边梁支撑座滑轨机构6-5主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨固连在边梁压紧器支撑座6-1的前部上端，滑块固连在L形边梁支撑座6-2水平段的底部；L形边梁支撑座6-2的竖直段的两端侧壁分别与L形连接座6-3水平段的内侧相对端面固连，L形连接座6-3竖直段的内侧相对端面分别与边梁压紧器6-4的上部外侧侧端面固连。

L形连接座6-3竖直段的两侧外部各固连一个平行于梁压紧器支撑座6-1的连接块6-3-1，连接块6-3-1的中心设有一个轴线平行于边梁支撑座滑轨机构6-5导轨的长圆孔6-3-1-1；两个边梁弹性阻尼器6-6的静止端固连在边梁压紧器支撑座6-1的中后部上端，两个边梁弹性阻尼器6-6的活动端对应穿过两个长圆孔6-3-1-1后与连接块6-3-1固连。

尼龙垫块6-7放置在L形边梁支撑座6-2水平段的前端，边梁压紧器支撑座6-1后部端面设有多个螺栓孔6-1-1，通过端头置于边梁定位导轨3或底架端部定位导轨4T型槽内的T型螺栓与螺母及螺栓孔6-1-1的配合，实现边梁压紧器支撑座6-1与边梁定位导轨3或底架端部定位导轨4滑动连接。L形连接座6-3、边梁压紧器6-4、边梁支撑座滑轨机构6-5和尼龙垫块6-7四者共同构成一个用于对边梁直线段11-1-2进行托举和水平定位的边梁直线段限位机构，且由边梁弹性阻尼器6-6对其进行水平侧顶紧和弹性缓冲。

所述边梁弧形段定位装置7包括边梁定位机构7-1和绞轴座7-2，边梁定位机构7-1的结构与边梁直线段定位装置6完全相同，边梁定位机构7-1的后端面与绞轴座7-2连接；绞轴座7-2的上下端均设有绞轴座螺孔7-2-1，通过端头置于底架端部定位导轨4T型槽内的T型螺栓与螺母及绞轴座螺孔7-2-1的配合，实现绞轴座7-2与底架端部定位导轨4滑动连接或定位固定。边梁定位机构7-1上与边梁直线段定位装置6对应的形同结构共同形成一个边梁弧形段限位机构，其用于对边梁圆弧段11-1-1进行托举和水平定位，绞轴座7-2使得边梁弧形段限位机构可以绕其竖直方向的旋转轴转动，从而使边梁定位机构7-1可以适应边梁圆弧段11-1-1的曲线倾角变化。

所述底架端部弧形端板支撑座8用于FE端弧形侧壁板11-2-2或KK端弧形侧壁板11-3-2的弧形外侧壁进行随形定位，其主要包括弧形支撑座基座8-1、弧形支撑座8-2、U形连接座8-3、底架端部弹性阻尼器8-4和弧形支撑座滑轨机构8-5；弧形支撑座滑轨机构8-5主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨固连在弧形支撑座基座8-1的前部上端，滑块固连在弧形支撑座8-2前部的底端；底架端部弹性阻尼器8-4的静止端固连在弧形支撑座基座8-1的后部中段，底架端部弹性阻尼器8-4的活动端与U形连接座8-3的底部固连，U形连接座8-3上的U字形开口端与弧形支撑座8-2后部的两个侧壁固连；弧形支撑座基座8-1竖直布置，其后部端面设有多个基座螺孔8-1-1，通过端头置于底架端部定位导轨4T型槽内的T型螺栓与螺母及基座螺孔8-1-1的配合，实现弧形支撑座基座8-1与底架端部定位导轨4滑动连接或定位紧固。

所述KK端车钩板定位装置9包括KK端车钩定位基座9-1、KK端滑轨机构9-2和KK端车钩座圆孔板连接座9-3；KK端滑轨机构9-2主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨通过螺栓与座板螺孔2-2-1的配合固连在KK端一侧的底架端部定位框架2的座板2-2上，滑块固连在KK端车钩定位基座9-1的底部；KK端车钩座圆孔板连接座9-3固连在KK端车钩定位基座9-1的端部，KK端车钩座圆孔板连接座9-3的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内且与地板11-4的上端面平行。

所述FE端车钩板定位装置10包括FE端车钩定位基座10-1、FE端滑轨机构10-2、FE端车钩座方孔板连接座10-3和边梁横向支撑机构10-4。

FE端滑轨机构10-2主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨通过螺栓与座板螺孔2-2-1的配合固连在FE端一侧的底架端部定位框架2的座板2-2上，滑块固连在FE端车钩定位基座10-1的底部；FE端车钩座方孔板连接座10-3固连在FE端车钩定位基座10-1的端部，FE端车钩座方孔板连接座10-3的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内且与地板11-4的上端面平行；KK端车钩座圆孔板连接座9-3与FE端车钩座方孔板连接座10-3彼此相对。

边梁横向支撑机构10-4包括C形支座10-4-1、双向螺纹丝母10-4-2、两个丝杆10-4-3和两个L形压板10-4-4，双向螺纹丝母10-4-2的两端设有方向相反的内螺纹，双向螺纹丝母10-4-2的中截面与C形支座10-4-1的C形凹槽的开槽中线重合，双向螺纹丝母10-4-2与固连C形支座10-4-1；两个丝杆10-4-3的螺纹端与双向螺纹丝母10-4-2的两端一一对应螺纹连接，两个L形压板10-4-4的竖直段外端面通过轴承一一对应与两个丝杆10-4-3的非螺纹端轴连；C形支座10-4-1的底部固连在FE端车钩定位基座10-1的顶部，双向螺纹丝母10-4-2的中截面与矩形框架结构的短边中垂面共面。

具体应用本发明的动车组底架翻转工装时，边梁弧形段定位装置7和边梁直线段定位装置6中的边梁压紧器均采用垂向气动夹钳。

如图21和图22所示，首先，直接用本发明的矩形框架结构作为底架11整体结构正面加工时的焊接组对定位工装，使多个边梁直线段定位装置6沿同一个边梁定位框架1顺次布置形成边梁直线段定位装置阵列，并分别利用每个边梁定位框架1上对应的边梁直线段定位装置阵列对边梁直线段11-1-2进行初步定位，然后将地板11-4吊装并落座与边梁直线段11-1-2上的地板支座上，再进一步分别调整每一个边梁直线段限位机构的相对位置，从而使地板11-4的中垂面与矩形框架结构的中垂面重合，从而完成地板11-4分别与边梁直线段11-1-2的焊接组对定位作业，并可进一步完成地板11-4两侧分别与对应的边梁直线段11-1-2正面焊缝的焊接作业。

待地板与边梁直线段的正面焊缝完全冷却后，将KK端11-3和KK端车钩板定位装置9均安装在KK端一侧的底架端部定位框架2上，将KK端车钩定位基座9-1的前端沿中心带有梯形通槽11-3-5插入KK端承力主体11-3-4的中心并使KK端车钩座圆孔板连接座9-3与KK端车钩座圆孔板11-3-1同轴固连；此后，分别利用该KK端一侧的底架端部定位框架2上沿其中垂面对称布置的左、右两组底架端部弧形端板支撑座8分别将左、右对应的两个KK端弧形侧壁板11-3-2均对称地定位于KK端车钩板定位装置9的两侧，并使KK端上端板11-3-3的上端面与地板11-4的上端面平齐，从而完成KK端11-3分别与边梁直线段11-1-2以及地板11-4的焊接组对定位作业，并确保KK端11-3的中垂面与地板11-4的中垂面重合。此后即可进一步分别完成KK端11-3与地板11-4以及其与边梁直线段11-1-2的各条正面焊缝的焊接作业。

待KK端的各条正面焊缝完全冷却后，将FE端11-2和FE端车钩板定位装置10均安装在FE端一侧的底架端部定位框架2上，使边梁横向支撑机构10-4上的每个L形压板10-4-4均通过其内侧直角分别卡在一个一一对应的边梁圆弧段端部定位平板11-1-1-1的侧壁及其对应的边梁圆弧段端部的上端面上，接着，通过分别旋转两个丝杆10-4-3以调节边梁圆弧段端部的间距和对称性，直至其二者关于地板11-4的中垂面镜像对称。此后，分别利用该FE端一侧的底架端部定位框架2上沿其中垂面对称布置的左、右两组底架端部弧形端板支撑座8分别将左、右对应的两块FE端弧形侧壁板11-2-2均对称地定位于FE端车钩板定位装置10的两侧，并使FE端上端板11-2-3的上端面与地板11-4的上端面平齐。随后，将FE端车钩座方孔板连接座10-3与FE端车钩座方孔板11-2-1固连，从而完成FE端11-2分别与边梁圆弧段11-1-1以及地板11-4的焊接组对定位作业，并确保FE端11-2的中垂面与地板11-4的中垂面重合。此后即可进一步分别完成FE端11-2与地板11-4以及其与边梁圆弧段11-1-1的各条正面焊缝的焊接作业。

此后，分别将对称布置于矩形框架结构短边中线两端的两个变位机连接座5分别与一台对称布置的翻转机上对应的翻转头固定连接，即可通过两个翻转机的同步提升和翻转作业将本发明的动车组底架翻转工装连同被其装夹固定的底架11整体结构一起缓慢翻转180度，从而使底架11上原本位于下方的反面焊缝全部翻转至焊接机械手可直接到达和加工的工位。

最后，即可通过自动焊接机器人分别完成底架11整体结构反面上的全部焊缝的焊接作业。

Claims (6)

1.动车组底架翻转工装，其特征在于，该工装包括边梁定位框架(1)、两个底架端部定位框架(2)、两个变位机连接座(5)、多组边梁直线段定位装置(6)、两个边梁弧形段定位装置(7)、多个底架端部弧形端板支撑座(8)、KK端车钩板定位装置(9)和FE端车钩板定位装置(10)；

边梁定位框架(1)的两端分别与一个底架端部定位框架(2)固连，三者共同构成一个矩形框架结构；边梁定位框架(1)的内侧臂上沿矩形框架结构的短边中线方向固连有多个平行的边梁定位导轨(3)，两个底架端部定位框架(2)的内侧臂上沿矩形框架结构的短边中线方向固连有多个平行的底架端部定位导轨(4)；边梁定位导轨(3)和底架端部定位导轨(4)均为T型槽导轨；

底架端部定位框架(2)内部沿矩形框架结构的短边中线方向固连一个工字梁(2-1)，工字梁(2-1)的短纵梁(2-1-1)的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内；在工字梁(2-1)的内侧横梁与短纵梁(2-1-1)固连位置的上端面固连有一个座板(2-2)，座板(2-2)上设有多个座板螺孔(2-2-1)；

两个变位机连接座(5)分别一一对应固连在两个底架端部定位框架(2)的外侧壁上，且两个变位机连接座(5)的中心连线位于矩形框架结构的短边中垂面内；

边梁直线段定位装置(6)用于定位底架(11)的边梁(11-1)的直线段，多组边梁直线段定位装置(6)沿矩形框架结构的短边中垂面镜像对称设置，每个边梁直线段定位装置(6)均与同一侧上下平行的两个边梁定位导轨(3)或两个底架端部定位导轨(4)滑动连接；

边梁弧形段定位装置(7)用于定位边梁(11-1)的弧形段，两个边梁弧形段定位装置(7)沿矩形框架结构的短边中垂面镜像对称设置，每个边梁弧形段定位装置(7)均与同一侧上下平行的两个底架端部定位导轨(4)滑动连接；

多个底架端部弧形端板支撑座(8)沿矩形框架结构的短边中垂面镜像对称设置，每个底架端部弧形端板支撑座(8)均与同一侧上下平行的两个底架端部定位导轨(4)滑动连接；

FE端车钩板定位装置(10)用于定位底架(11)的FE端车钩座方孔板(11-2-1)，FE端车钩板定位装置(10)的底部固连在一个底架端部定位框架(2)的座板(2-2)上，且与边梁弧形段定位装置(7)固连在同一个底架端部定位框架(2)上；FE端车钩板定位装置(10)的上部设有用于调节边梁弧形段宽度的支撑装置，FE端车钩板定位装置(10)与FE端车钩座方孔板(11-2-1)连接处的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内；

KK端车钩板定位装置(9)用于定位底架(11)的KK端车钩座圆孔板(11-3-1)，KK端车钩板定位装置(9)的底部固连在另一个底架端部定位框架(2)的座板(2-2)上，KK端车钩板定位装置(9)与KK端车钩座圆孔板(11-3-1)连接处的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内。

2.如权利要求1所述的动车组底架翻转工装，其特征在于，所述边梁直线段定位装置(6)包括边梁压紧器支撑座(6-1)、L形边梁支撑座(6-2)、L形连接座(6-3)、边梁压紧器(6-4)、边梁支撑座滑轨机构(6-5)、两个边梁弹性阻尼器(6-6)和尼龙垫块(6-7)；

边梁支撑座滑轨机构(6-5)主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨固连在边梁压紧器支撑座(6-1)的前部上端，滑块固连在L形边梁支撑座(6-2)水平段的底部；L形边梁支撑座(6-2)的竖直段与L形连接座(6-3)的水平段固连，L形连接座(6-3)的竖直段与边梁压紧器(6-4)的上部侧端面固连；

L形连接座(6-3)竖直段的两侧各固连一个连接块(6-3-1)，连接块(6-3-1)的中心设有一个长圆孔(6-3-1-1)；两个边梁弹性阻尼器(6-6)的静止端固连在边梁压紧器支撑座(6-1)的中后部上端，两个边梁弹性阻尼器(6-6)的活动端对应穿过两个长圆孔(6-3-1-1)后与连接块(6-3-1)固连；

尼龙垫块(6-7)放置在L形边梁支撑座(6-2)水平段的前端，边梁压紧器支撑座(6-1)后部端面设有多个螺栓孔(6-1-1)，通过端头置于边梁定位导轨(3)或底架端部定位导轨(4)T型槽内的T型螺栓与螺母及螺栓孔(6-1-1)的配合，实现边梁压紧器支撑座(6-1)与边梁定位导轨(3)或底架端部定位导轨(4)滑动连接。

3.如权利要求1或2所述的动车组底架翻转工装，其特征在于，所述边梁弧形段定位装置(7)包括边梁定位机构(7-1)和绞轴座(7-2)，边梁定位机构(7-1)的结构与边梁直线段定位装置(6)完全相同，边梁定位机构(7-1)的后端面与绞轴座(7-2)连接；绞轴座(7-2)的上下端均设有绞轴座螺孔(7-2-1)，通过端头置于底架端部定位导轨(4)T型槽内的T型螺栓与螺母及绞轴座螺孔(7-2-1)的配合，实现绞轴座(7-2)与底架端部定位导轨(4)滑动连接。

4.如权利要求1或2所述的动车组底架翻转工装，其特征在于，所述底架端部弧形端板支撑座(8)包括弧形支撑座基座(8-1)、弧形支撑座(8-2)、U形连接座(8-3)、底架端部弹性阻尼器(8-4)和弧形支撑座滑轨机构(8-5)；

弧形支撑座滑轨机构(8-5)主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨固连在弧形支撑座基座(8-1)的前部上端，滑块固连在弧形支撑座(8-2)前部的底端；

底架端部弹性阻尼器(8-4)的静止端固连在弧形支撑座基座(8-1)的后部中段，底架端部弹性阻尼器(8-4)的活动端与U形连接座(8-3)的底部固连，U形连接座(8-3)上开口端与弧形支撑座(8-2)后部的两个侧壁固连；

弧形支撑座基座(8-1)的后部端面设有多个基座螺孔(8-1-1)，通过端头置于底架端部定位导轨(4)T型槽内的T型螺栓与螺母及基座螺孔(8-1-1)的配合，实现弧形支撑座基座(8-1)与底架端部定位导轨(4)滑动连接或定位紧固。

5.如权利要求1所述的动车组底架翻转工装，其特征在于，所述KK端车钩板定位装置(9)包括KK端车钩定位基座(9-1)、KK端滑轨机构(9-2)和KK端车钩座圆孔板连接座(9-3)；KK端滑轨机构(9-2)主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨通过螺栓与座板螺孔(2-2-1)的配合固连在KK端一侧的底架端部定位框架(2)的座板(2-2)上，滑块固连在KK端车钩定位基座(9-1)的底部；KK端车钩座圆孔板连接座(9-3)固连在KK端车钩定位基座(9-1)上部靠近边梁定位框架(1)的一端，KK端车钩座圆孔板连接座(9-3)的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内且与地板(11-4)的上端面平行。

6.如权利要求1所述的动车组底架翻转工装，其特征在于，所述FE端车钩板定位装置(10)包括FE端车钩定位基座(10-1)、FE端滑轨机构(10-2)、FE端车钩座方孔板连接座(10-3)和边梁横向支撑机构(10-4)；

FE端滑轨机构(10-2)主要由滑动连接的导轨和滑块构成，其导轨通过螺栓与座板螺孔(2-2-1)的配合固连在FE端一侧的底架端部定位框架(2)的座板(2-2)上，滑块固连在FE端车钩定位基座(10-1)的底部；FE端车钩座方孔板连接座(10-3)固连在FE端车钩定位基座(10-1)上部靠近边梁定位框架(1)的一端，FE端车钩座方孔板连接座(10-3)的中心线位于矩形框架结构的短边中垂面内且与地板(11-4)的上端面平行；KK端车钩座圆孔板连接座(9-3)与FE端车钩座方孔板连接座(10-3)彼此相对；

边梁横向支撑机构(10-4)包括C形支座(10-4-1)、双向螺纹丝母(10-4-2)、两个丝杆(10-4-3)和两个L形压板(10-4-4)，双向螺纹丝母(10-4-2)的两端设有方向相反的内螺纹，双向螺纹丝母(10-4-2)的中截面与C形支座(10-4-1)的C形凹槽的开槽中线重合，双向螺纹丝母(10-4-2)与固连C形支座(10-4-1)；两个丝杆(10-4-3)的螺纹端与双向螺纹丝母(10-4-2)的两端一一对应螺纹连接，两个L形压板(10-4-4)的竖直段外端面通过轴承一一对应与两个丝杆(10-4-3)的非螺纹端轴连；C形支座(10-4-1)的底部固连在FE端车钩定位基座(10-1)的顶部，双向螺纹丝母(10-4-2)的中截面与矩形框架结构的短边中垂面共面。