CN110842466B - 一种机车转向架构架变形的修复工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车转向架构架变形的修复工艺，包括以下步骤：将变形的构架放置三坐标检测机上，进行检测、划线，检测尺寸超差的位置和残缺部件；判断残缺部件属于哪一类残损情况并对应地修复；将修复后的构架再次放置三坐标检测机上进行全面检测，通过划线判断构架是否符合机加工要求；若构架不符合机加工要求，采用机械冷压调直和/或火焰加热调直的方式将变形的构架调压到合格的公差范围内；以及最后把调整后的构架进行机加工成合格构架。本发明的修复工艺，修复了存在严重质量问题的变形构架产品，达到保证修复质量、节约制造成本、提高经济效益的目的。

Description

一种机车转向架构架变形的修复工艺

技术领域

本发明涉及机车车辆转向架构架生产制造领域，并且更具体地，涉及一种机车转向架构架变形的修复工艺。

背景技术

在机车车辆转向架的生产制造中，构架的产品质量直接影响着转向架的制造质量。而在各种批次机车车辆的构架生产制造中，有时会因铸钢件的缺陷造成构架出现有砂眼、凹陷、缩松等问题，也有时会因焊接变形产生尺寸超差等问题，从而致使这些问题的发生。

以往对机车转向架的变形构架的处理方式，通常采取以下措施：

(1)凡是构架在焊接后，机加工前，发现铸钢等零部件有严重砂眼、缩松等缺陷的构架都按废品件处理；

(2)凡是构架在组焊后，热时效前，出现有严重扭曲变形和尺寸超差的构架一律按废品处理。

在生产制造中，现有的处理办法完全是依据产品质量的要求执行的，这种处理方法虽然是对产品生产质量的严格把控，但这样的做法对机车产品的制造成本会造成很大的浪费，直接影响到公司的经济效益。

因此，需要一种修复存在严重质量问题构架的工艺方法。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明的目的在于提供一种机车转向架构架变形的修复工艺。本技术方案研究制定了一套切实可行的修复工艺方案，可根据不同变形构架的状况，采用不同的修复方案，力争把构架的废品率降到最低，彻底改变了变形构架不能修复的落后工艺观念。

基于上述目的，采用如下技术方案：

根据本发明，提供一种机车转向架构架变形的修复工艺，包括以下步骤：

将变形的构架放置三坐标检测机上，进行检测、划线，检测尺寸超差的位置和残缺部件；运用三坐标测量机，准确检测出构架变形的偏差数值和残缺状况，为修复方案提供可靠的调整数据。

判断残缺部件属于哪一类残损情况；

残缺部件属于第一类残损情况，更换残缺部件；或者残缺部件属于第二类残损情况，在残缺部件的位置处和与残缺部件对称的位置处同时加热施焊进行点焊，这种对称施焊方式为例如需要在残缺部件的左侧进行加热施焊，则操作时，在残缺部件的左侧对称的右侧也进行加热施焊，在残缺部件的左侧和右侧同时加热施焊以抵消焊接应力，该方法控制了构架的热变形，以免构架发生更大弯曲变形。

将修复后的构架再次放置三坐标检测机上进行全面检测，通过划线判断构架是否符合机加工要求；

若构架不符合机加工要求，采用机械冷压调直和/或火焰加热调直的方式将变形的构架调压到合格的公差范围内；以及

最后把调整后的构架进行机加工成合格构架。

第一类残损情况为横梁产生扭曲变形，无法在横梁上进行补焊修复或者横梁虽无扭曲变形，但是需要对部件进行更换。

第二类残损情况为残缺部件出现缺角、磨损等较为细小的缺陷且可以通过加热施焊修复。

机加工要求为四角高度差在3mm以内，保证平整度，保证加工余量。

进一步地，更换残缺部件的步骤包含：

1)残缺部件所属的横梁无变形时，将残缺部件用火焰气刨的方式刨出，焊接更换的部件；或者

2)残缺部件所属的横梁产生扭曲变形时，将横梁整体切割下来，将工装卡具卡紧在待焊接处附近以控制两侧梁间距，在待焊接处同时加热施焊进行组对焊接横梁以将更换后的横梁焊接至构架，最后将更换的部件焊接至横梁。焊接时一定要对称施焊，减少焊接应力，防止构架变形。

进一步地，部件为铸钢件。

进一步地，对更换横梁后或仅更换部件后的构架进行热时效退火处理，以便完全消除构架的焊接应力，使得修复后构架的各部形状尺寸处于稳定不变的状态。

进一步地，机械冷压调直的过程为：由于构架存在下压后反弹，则下压的深度尺寸大于构架偏差的尺寸，而使得构架达到合格的公差范围内。

进一步地，对机械冷压调直后的构架进行热时效退火处理。

进一步地，火焰加热调直为对变形构架的折弯部分进行火焰加热，再利用金属的热胀冷缩特性自然冷却，实现对构架变形情况的调直；其中，加热时的加热面积成三角形；当构架侧梁或横梁上挠状况时，就要加热侧梁或横梁的上边长的至少两处及同时加热侧梁或横梁的下边长的一处，加热面积成倒三角形；当构架侧梁或横梁下挠状况时，就要加热侧梁或横梁的下边长的至少两处及同时加热侧梁或横梁的上边长的一处，加热面积成正三角形。

进一步地，若构架的四角高度差为3-6mm，先采用机械冷压调直，再采用火焰加热调直的方式，将变形的构架调压到合格的公差范围内。

进一步地，若构架的四角高度差为6-9mm，先采用火焰加热调直，再采用机械冷压调直的方式，将变形的构架调压到合格的公差范围内。

进一步地，所述合格的公差范围为构架的四角高度差在3mm以内。

本发明的有益效果：

(1)本技术方案的实施，修复挽救了存在严重质量问题的变形构架产品，使得临近报废的构架产品起死回生，变为合格产品，达到保证修复质量，节约制造成本，提高经济效益的目的。

(2)本技术方案研究制定了一套切实可行的修复工艺方案，可根据不同变形构架的状况，采用不同的修复方案，力争把构架的废品率降到最低，彻底改变了变形构架不能修复的落后工艺观念。

(3)本技术方案具有工艺方法有效实用，修复质量稳定可靠，调整方案机动灵活的效果，是一项非常实用的修复工艺方法。

(4)本技术方案的应用价值在于，可对变形超差严重的构架进行挽救性修复。通过修复工艺技术的提升，极大地提高了变形构架产品的修复水平。

(5)进一步提升了机车车辆构架生产制造的工艺技术水平，构建了机车车辆构架修复的新的技术平台。

(6)根据构架变形的误差情况，制定合理可靠、切实可行的修复工艺措施，确保变形构架的修复质量。

(7)对于严重超差的变形构架，需采取火焰调直与机械压平相结合的修复方案，确保构架修复后尺寸精度的稳定性。

(8)采用的修复工艺应合理、可靠，实用，高效，能够满足各种变形构架的修复需求，力争以最低的制造成本，创造更大的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施案例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为机车转向架构架的结构示意图；

图2为本实施例所述的示意性横梁的上挠形变的示意图；

图3为本实施例所述的示意性横梁的下挠形变的示意图。

附图标记列表

1-铸钢件；2-横梁；3-侧梁；4-牵引梁；5-前端梁。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

通常一个机车转向架构架由2个横梁2、2个侧梁3、1个牵引梁4、1个前端梁5和若干个铸钢件1组成，图1为机车转向架构架结构图。

机车转向架构架变形的修复工艺，包括以下步骤：

将变形(不合格)的构架进行打砂清理后，放置三坐标检测机上，进行检测、划线，检测尺寸超差的位置和残缺部件；运用三坐标测量机，准确检测出构架变形的偏差数值和残缺状况，为修复方案提供可靠的调整数据。

判断残缺部件属于哪一类残损情况；

残缺部件属于第一类残损情况，更换残缺部件：

更换残缺部件的步骤包含：

1)残缺部件所属的横梁2无变形时，将残缺部件用火焰气刨的方式刨出，焊接更换的部件；或者

2)残缺部件所属的横梁2产生扭曲变形时，将横梁2整体切割下来，将工装卡具卡紧在待焊接处附近以控制两侧梁3间距，在待焊接处同时加热施焊进行组对焊接横梁2以将更换后的横梁2焊接至构架，最后将更换的部件焊接至横梁2。焊接时一定要对称施焊，减少焊接应力，防止构架变形。

对更换横梁2后或仅更换部件后的构架进行热时效退火处理，以便完全消除构架的焊接应力，使得修复后构架的各部形状尺寸处于稳定不变的状态。

或者，残缺部件属于第二类残损情况，也要控制构架横梁的热变形，在残缺部件的位置处和与残缺部件对称的位置处同时加热施焊进行点焊，这种对称施焊控制了构架的热变形，以免构架发生更大弯曲变形。

将修复后的构架再次放置三坐标检测机上进行全面检测，通过划线判断构架是否符合机加工要求；

若构架符合机加工要求，则作为待加工构架备用；

对尺寸偏差过大，不符合加工要求的构架，采用机械冷压调直和/或火焰加热调直的方式将变形的构架调压到合格的公差范围内；以及

最后把调整后的构架进行机加工成合格构架。

第一类残损情况为例如横梁产生扭曲变形，无法在横梁上进行补焊修复或者横梁虽无扭曲变形，但是需要对部件进行更换。残缺部位

第二类残损情况为残缺部件出现缺角、磨损等较为细小的缺陷且可以通过加热施焊修复。

机加工要求为四角高度差在3mm以内，保证平整度，保证加工余量。

本实施例中使用的对称施焊方式为例如需要在残缺部件的左侧进行加热施焊，则操作时，在残缺部件的左侧对称的右侧也进行加热施焊，在残缺部件的左侧和右侧同时加热施焊以抵消焊接应力，该方法控制了构架的热变形，以免构架发生更大弯曲变形。

在本实施例中，部件为铸钢件1。在其它实施例中，部件也可以为除铸钢件1以外的其它部件。

在本实施例中，机械冷压调直采取矫枉过正的方法进行调平，其过程为：由于构架存在压后反弹，则下压的深度尺寸的绝对值大于构架偏差的尺寸，而使得构架达到合格的公差范围内。例如，构架偏差的尺寸为四角高度差为5-6mm且为大致上为上挠形变，将构架倒置放置在例如压力机的调平设备上，压力机的压头对构架施加使得其形变7-9mm的压力以抵消其四角高度差及上挠趋势，由于构架存在下压后反弹，则构架可以达到四角高度差在3mm以内的合格的公差范围。若一次无法使得构架达到合格的公差范围，则利用上述方式反复多次压调，反复检测直至合格。对机械冷压调直后的构架进行热时效退火处理。

火焰加热调直为对变形构架的折弯部分进行火焰加热，再利用金属的热胀冷缩特性自然冷却，实现对构架变形情况的调直；其中，加热时的加热面积成三角形；当构架的横梁2或侧梁3上挠状况时，就要加热横梁2或侧梁3上边长的两处或连续的一定长度及同时加热侧梁3或横梁2的下边长的一处，加热面积成倒三角形；当构架的横梁2或侧梁3下挠状况时，就要加热横梁2或侧梁3的下边长的两处或连续的一定长度及同时加热侧梁3或横梁2的上边长的一处，加热面积成正三角形‘△’。

具体地，如图2所示为本实施例所述的横梁2的上挠形变，如图3为所示为本实施例所述的横梁2的下挠形变。本实施例中涉及的其它部件的上挠形变和下挠形变均如图2和图3所示的形变。

如图2所示，示意地示出了上挠形变时横梁2的上边长和下边长。由于图2为横梁2的侧视图且示出了横梁2的厚度。火焰加热调直为对变形构架的折弯部分进行火焰加热，再利用金属的热胀冷缩特性自然冷却对变形进行修复。对横梁2的上边长的以虚线示出的焊接面施热焊接及同时加热横梁2的下边长的示出的焊接点，加热面积成倒三角形。这样，在横梁2的上边长的受热面积较大，冷却时冷缩的程度较下边长大，则抵消如图2所示的上挠形变。

同理可得，在如图3所示的下挠形变，示意地示出了下挠形变时横梁2的上边长和下边长。由于图3为横梁2的侧视图且示出了横梁2的厚度。火焰加热调直为对变形构架的折弯部分进行火焰加热，再利用金属的热胀冷缩特性自然冷却对变形进行修复。对横梁2的上边长的示出的焊接点施热焊接及同时加热横梁2的下边长的以虚线示出的焊接面，加热面积成正三角形‘△’。这样，在横梁2的下边长的受热面积较大，冷却时冷缩的程度较上边长大，则抵消如图3所示的下挠形变。

若调整修复后的构架四角高度不满足公差范围在3mm以内的要求，则需采取火焰矫正与机械冷压相结合的方法进行校正。校正步骤包含：

若构架的四角高度差为3-6mm，则先采用机械冷压调直，再采用火焰加热调直的方式，将变形的构架调压到预设的3mm公差范围内；

若构架的四角高度差为6-9mm，则先采用火焰加热调直，再采用机械冷压调直的方式，将变形的构架调压到预设的3mm公差范围内。

把待加工构架和调直修正后的合格构架，在机加工前进行热时效退火处理，以便完全消除构架在焊接和调直修正的过程中产生的应力，使得修复后构架的各部形状尺寸处于稳定不变的状态。

最后把经过热时效退火处理的、调直或待加工的构架机加工成合格构架。

在一优选实施例中，修复后的构架存在平面度严重超差的情况，在采取了矫枉过正的方式调平(即机械冷压调直)后，再通过热时效定型的处理工艺来保证构架各部尺寸在机械调压后不回弹，使修复后的构架尺寸公差符合设计要求。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将变形的构架放置三坐标检测机上，进行检测、划线，检测尺寸超差的位置和残缺部件；

判断残缺部件属于哪一类残损情况；

残缺部件属于第一类残损情况，更换残缺部件；或者残缺部件属于第二类残损情况，在残缺部件的位置处和与残缺部件对称的位置处同时加热施焊进行点焊；

将修复后的构架再次放置三坐标检测机上进行全面检测，通过划线判断构架是否符合机加工要求；

若构架不符合机加工要求，采用机械冷压调直和/或火焰加热调直的方式将变形的构架调压到合格的公差范围内；以及

最后把调整后的构架进行机加工成合格构架；

其中，所述第一类残损情况为横梁产生扭曲变形，无法在横梁上进行补焊修复或者横梁虽无扭曲变形，但是需要对部件进行更换；所述第二类残损情况为残缺部件出现缺角、磨损的较为细小的缺陷且能够通过加热施焊修复。

2.根据权利要求1所述的机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，更换残缺部件的步骤包含：

1）残缺部件所属的横梁无变形时，将残缺部件用火焰气刨的方式刨出，焊接更换的部件；或者

2）残缺部件所属的横梁产生扭曲变形时，将横梁整体切割下来，将工装卡具卡紧在待焊接处附近以控制两侧梁间距，在待焊接处同时加热施焊进行组对焊接横梁以将更换后的横梁焊接至构架，最后将更换的部件焊接至横梁。

3.根据权利要求2所述的机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，所述残缺部件和所述更换的部件为铸钢件。

4.根据权利要求2所述的机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，对更换横梁后或仅更换部件后的构架进行热时效退火处理。

5.根据权利要求1所述的机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，机械冷压调直的过程为：由于构架存在压后反弹，则下压的深度尺寸的绝对值大于构架偏差的尺寸，而使得构架达到合格的公差范围内。

6.根据权利要求5所述的机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，对机械冷压调直后的构架进行热时效退火处理。

7.根据权利要求1所述的机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，火焰加热调直为对变形构架的折弯部分进行火焰加热，再利用金属的热胀冷缩特性自然冷却，实现对构架变形情况的调直；其中，加热时的加热面积成三角形；当构架侧梁或横梁上挠状况时，就要加热侧梁或横梁的上边长的至少两处及同时加热侧梁或横梁的下边长的一处，加热面积成倒三角形；当构架侧梁或横梁下挠状况时，就要加热侧梁或横梁的下边长的至少两处及同时加热侧梁或横梁的上边长的一处，加热面积成正三角形。

8.根据权利要求1所述的机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，若构架的四角高度差为3-6mm，先采用机械冷压调直，再采用火焰加热调直的方式，将变形的构架调压到合格的公差范围内。

9.根据权利要求1所述的机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，若构架的四角高度差为6-9mm，先采用火焰加热调直，再采用机械冷压调直的方式，将变形的构架调压到合格的公差范围内。

10.根据权利要求1、8或9所述的机车转向架构架变形的修复工艺，其特征在于，所述合格的公差范围为构架的四角高度差在3mm以内。

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