CN112158218B - 一种基于xz坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，包括以下步骤：步骤i：针对水平状态的底架建立XZ坐标系，将底架的长度方向设定为X方向，将垂直于底架长度方向的竖直方向设定为Z方向；步骤ii：根据底架的每个主横梁距离枕梁中心的距离及该主横梁位置的挠度值，绘制直角三角形；步骤iii：设置底架的车体中心处的挠度为0，在每个主横梁处根据其与枕梁中心的距离布置相应挠度数值高度的垫块；步骤iv：进行底架钢结构的合成；步骤v：将底架与侧墙进行合成。本发明有效提升了车体钢结构挠度预制精度，底架与侧墙挠度匹配度，侧墙与底架连接处的焊缝质量，以及不锈钢车体外观质量，满足大批量不锈钢城铁车辆的生产需要。

Description

一种基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法
技术领域
本发明涉及轨道车辆制造技术领域，特别涉及一种基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法。
背景技术
现有不锈钢轨道车辆的生产制造过程中，根据车辆吊装设备、承载情况分析，车体钢结构本身需要自带一定的挠度，一般挠度值设定为枕内13～19mm，枕外挠度值不做要求。如图1和2所示，底架100的第一枕梁中心2与第二枕梁中心3相对车体中心1对称。目前，现有车体工艺技术为在底架100的钢结构生产过程中不预制挠度，生产出来的底架100的钢结构为水平状态。
在现有技术的总组成工序中，侧墙挠度值在侧墙与底架合成时预制，通过门口对应的工装支撑点预制反变形实现，侧墙挠度值范围在16～22mm。由于侧墙组成窗口密集，造成整体刚度较弱，并且侧墙与底架边梁垂向错位，不在同一立面，侧墙无法带动底架整体变形。底架钢结构横梁之间需要焊接纵梁及吊梁等，这些焊接过程将影响总组成工序底架预制挠度的效果，导致侧墙与底架挠度不匹配。挠度不匹配带来的问题主要有以下几方面：
1、侧墙门立柱根部与底架边梁闪缝。为了实现门立柱与底架边梁之间的弧焊焊接，需要向下拉侧墙，焊缝质量差且门口区域平度较差。
2、底架生产时无挠度状态组对车下各设备吊座，在总组成制作挠度后，同一设备对应的吊座整体平面度变差，需要增加垫片调整，垫片使用过多时需要更换螺栓，影响车辆互换性。
3、侧墙挠度与底架挠度不匹配，导致侧墙下边梁与底架不锈钢边梁之间的缝隙不均匀，影响装配工序侧墙板与踢脚线的接口。
发明内容
本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，包括以下步骤：
步骤i：针对水平状态的底架建立XZ坐标系，将底架的长度方向设定为X方向，将垂直于底架长度方向的竖直方向设定为Z方向；
步骤ii：根据底架的每个主横梁距离第一枕梁中心或第二枕梁中心的距离及该主横梁位置的挠度值，绘制直角三角形；其中，水平直角边的长度为X方向上该主横梁位置与第一枕梁中心或第二枕梁中心的距离，竖直直角边的长度为Z方向上该主横梁位置的挠度；
步骤iii：设置底架的车体中心处的挠度为0，在每个主横梁处根据其与第一枕梁中心或第二枕梁中心的距离布置相应挠度数值高度的垫块；
步骤iv：进行底架钢结构的合成；
步骤v：将底架与侧墙进行合成。
在上述技术方案中，在步骤iv与步骤v之间还包括步骤：进行底架铺板，铺板时在每个主横梁处增加与步骤iii中相同的垫块。
在上述技术方案中，在步骤iv中还包括：在底架钢结构的合成之后进行火焰调修。
在上述技术方案中，步骤iii中的所述垫块包括由左至右依次设置的：第一枕外垫块，第一枕内垫块，第二枕内垫块，第三枕内垫块，第四枕内垫块，第八枕内垫块，第七枕内垫块，第六枕内垫块，第五枕内垫块，以及第二枕外垫块；
步骤iii中的所述垫块的挠度由左至右依次为：22，14，7，4，2，2，4，7，14，22，上述多个挠度的单位为：mm。
本发明具有以下的有益效果：
本发明的基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，有效提升了车体钢结构挠度预制精度，挠度预制稳定性，底架与侧墙挠度匹配度，侧墙与底架连接处的焊缝质量，以及不锈钢车体外观质量，满足了大批量不锈钢城铁车辆的生产需要。
本发明的基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，在底架工序预制挠度，利用焊接变形收缩等稳定挠度，避免不对称的纵梁及补强梁分布对挠度的影响，有效的保证了底架预制挠度的均匀性以及侧墙与底架挠度的匹配性，保证车体刚度的同时也可以提高平面度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为不锈钢轨道车辆底架的主视结构示意图。
图2为图1所示的不锈钢轨道车辆底架的俯视结构示意图。
图3为应用本发明的方法制造的不锈钢轨道车辆底架的主视结构示意图。
图4为图3所示的不锈钢轨道车辆底架的俯视结构示意图。
图5为图4所示的不锈钢轨道车辆底架的C-C向截面结构示意图。
图中的附图标记表示为：
100-底架；1-车体中心；2-第一枕梁中心；3-第二枕梁中心；
21-第一枕外垫块；22-第一枕内垫块；23-第二枕内垫块；24-第三枕内垫块；25-第四枕内垫块；
31-第二枕外垫块；32-第五枕内垫块；33-第六枕内垫块；34-第七枕内垫块；35-第八枕内垫块。
具体实施方式
本发明将底架挠度的预制由总组成预制调整挠度更改为底架骨架合成工序进行。针对底架钢结构建立三坐标系，将X方向设定为底架长度方向，将Y设定为底架宽度方向，将Z设定为垂直于底架边梁的竖直方向，对底架钢结构的预制挠度调整转换为Z相对于X的曲线。将不锈钢车体看成沿其全长承受均匀均布载荷的两支点外伸的梁，支点间距为车辆定距(即枕梁中心距)，外伸部分为枕梁中心与端梁端面的距离。根据底架主横梁距离枕梁中心的距离及钢结构技术条件要求的挠度值，绘制近似直角三角形，其中水平直角边为X方向上距离枕梁中心的距离，竖直直角边为Z方向上相应的挠度，编制不同主横梁处X和Z的对应数值。端底架整体刚度大，将其看成直线，根据枕内端底架最后一根横梁处的挠度值与枕梁中心连线延伸，计算出端梁处对应的挠度数值。
为了更好的控制底架骨架工序的预制挠度，将现有技术中原有的正装工艺调整为反装工艺，根据挠度与长度对应关系，设置底架中心处(车体中心1)为0数值处，在各主横梁处根据其距离枕梁中心距离布置相应挠度数值的垫块。之后进行底架钢结构的合成，完成与边梁的连接焊接后组对纵梁等，根据需要研配纵梁长度，底架合成后根据需要进行适当的火焰调修。
底架骨架合成后，其后续的底架铺板等工序也根据需要增加相同的垫块控制挠度，根据底架合成后挠度数值预制侧墙合成挠度数值。
下面结合附图对本发明做以详细说明。
如图3-5所示，本发明的基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，包括以下步骤：
步骤i：针对水平状态的底架100建立XZ坐标系，将底架100的长度方向设定为X方向，将垂直于底架100长度方向的竖直方向设定为Z方向；
步骤ii：根据底架100的每个主横梁距离第一枕梁中心2或第二枕梁中心3的距离及该主横梁位置的挠度值，绘制直角三角形；其中，水平直角边的长度为X方向上该主横梁位置与第一枕梁中心2或第二枕梁中心3的距离，竖直直角边的长度为Z方向上该主横梁位置的挠度；
步骤iii：设置底架100的车体中心1处的挠度为0，在每个主横梁处根据其与第一枕梁中心2或第二枕梁中心3的距离布置相应挠度数值高度的垫块；
步骤iv：进行底架100钢结构的合成；之后进行适当的火焰调修；然后，进行底架100铺板，铺板时在每个主横梁处增加与步骤iii中相同的垫块；
步骤v：将底架100与侧墙进行合成。
本发明的基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，如图3和4所示，在步骤iii中的垫块包括由左至右依次设置的：第一枕外垫块21，第一枕内垫块22，第二枕内垫块23，第三枕内垫块24，第四枕内垫块25，第八枕内垫块35，第七枕内垫块34，第六枕内垫块33，第五枕内垫块32，以及第二枕外垫块31。
那么，第一枕外垫块21，第一枕内垫块22，第一枕梁中心2，第二枕内垫块23，第三枕内垫块24，第四枕内垫块25，车体中心1，第八枕内垫块35，第七枕内垫块34，第六枕内垫块33，第二枕梁中心3，第五枕内垫块32，以及第二枕外垫块31的挠度依次为(单位：mm)：22，14，10，7，4，2，0，2，4，7，10，14，22；底架高度台位依次为(单位：mm)：-8，0，2，4，7，NA，14，NA，7，4，2，0，-8；总组成依次为(单位：mm)：-8，0，2，5，11，NA，14，NA，10，4，2，0，-8。
本发明的基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，有效提升了车体钢结构挠度预制精度，挠度预制稳定性，底架与侧墙挠度匹配度，侧墙与底架连接处的焊缝质量，以及不锈钢车体外观质量，满足了大批量不锈钢城铁车辆的生产需要。
本发明的基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，在底架工序预制挠度，利用焊接变形收缩等稳定挠度，避免不对称的纵梁及补强梁分布对挠度的影响，有效的保证了底架预制挠度的均匀性以及侧墙与底架挠度的匹配性，保证车体刚度的同时也可以提高平面度。

Claims (2)

1.一种基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤i：针对水平状态的底架(100)建立XZ坐标系，将底架(100)的长度方向设定为X方向，将垂直于底架(100)长度方向的竖直方向设定为Z方向；
步骤ii：根据底架(100)的每个主横梁距离第一枕梁中心(2)或第二枕梁中心(3)的距离及该主横梁位置的挠度值，绘制直角三角形；其中，水平直角边的长度为X方向上该主横梁位置与第一枕梁中心(2)或第二枕梁中心(3)的距离，竖直直角边的长度为Z方向上该主横梁位置的挠度；
步骤iii：设置底架(100)的车体中心(1)处的挠度为0，在每个主横梁处根据其与第一枕梁中心(2)或第二枕梁中心(3)的距离布置相应挠度数值高度的垫块；
步骤iv：进行底架(100)钢结构的合成，完成主横梁与边梁的连接焊接后组对纵梁；在底架(100)钢结构的合成之后进行火焰调修；然后，进行底架(100)铺板，铺板时在每个主横梁处增加与步骤iii中相同的垫块；
步骤v：将底架(100)与侧墙进行合成。
2.根据权利要求1所述的基于XZ坐标系的不锈钢轨道车辆底架的制造方法，其特征在于，步骤iii中的所述垫块包括由左至右依次设置的：第一枕外垫块(21)，第一枕内垫块(22)，第二枕内垫块(23)，第三枕内垫块(24)，第四枕内垫块(25)，第八枕内垫块(35)，第七枕内垫块(34)，第六枕内垫块(33)，第五枕内垫块(32)，以及第二枕外垫块(31)；
步骤iii中的所述垫块的挠度由左至右依次为：22，14，7，4，2，2，4，7，14，22，多个上述挠度的单位为：mm。
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