[发明专利]一种铁路货车转向架副构架及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于机械设计制造领域，尤其属于铁路货车构件设计制造领域，特别涉及铁路货车转向架副构架结构及其生产工艺。

背景技术

副构架是铁路货车副构架转向架的主要部件，是该类型转向架区别于其它各型货车转向架的主要技术特点，也是体现该型转向架性能特点的最主要部件。副构架外形尺寸较大，空间结构复杂，两端部为鞍型结构而中部为长臂腔型结构，整体制造难度太大，难以保证铸造和机械加工的要求。

转向架副构架是受力构件，其结构强度涉及整体车辆的安全，采用分体构造其分体方式和焊接方式直接关系其整体强度和安全性，一直以来也是转向架副构架设计制造探索和研究的问题。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种铁路货车转向架副构架及其生产工艺，本发明要解决的问题是提供一种分体式，且分拆结构合理，组合焊接方法能有效保证副构架各部位的质量要求，顺利实现副构架制造的转向架副构架结构及其生产工艺。

本发明通过以下技术方案实现：

铁路货车转向架副构架，所述转向架副构架由左鞍、右鞍和连接左鞍和右鞍的臂构成，其中：左鞍、右鞍和连接左鞍和右鞍的臂是分体结构，左鞍和右鞍与臂通过焊接连接成整体，焊接连接处分别位于左鞍和右鞍连接杆直线段。

铁路货车转向架副构架生产工艺，包括如下步骤：

a.左鞍、右鞍和臂分别铸造加工；

b.左鞍、右鞍和臂焊接坡口加工；

c.左鞍和右鞍与臂组对；

d.定位焊；

e.分层焊；

f.焊缝打磨、探伤检查和去应力；

g.整体加工鞍面和钻铰孔；

h.压套。

进一步上述左鞍、右鞍和臂焊接坡口分别加工成30度的焊接坡口，每个坡口有1-2mm的钝边。

进一步上述左鞍和右鞍与臂组对焊接时左鞍或右鞍与臂的对接处有1-2mm的间隙。

更进一步所述定位焊采用6点定位焊，并按照焊接顺序进行；所述焊接顺序是按以下次序焊接，先焊接上端焊接点、依次焊接下端焊接点、左上焊接点、右下焊接点、右上焊接点、最后焊接左下焊接点。

更进一步所述分层焊采用三层焊接，所述三层焊接是第一层焊缝是底层焊缝，为一道焊缝，第二层焊缝为两道焊缝，第三层焊缝为三道焊缝。

更进一步所述焊接采用采用混合气体保护焊，混合气为体积比80％的Ar和20％的CO₂混合气体，JM-50C6焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接电流240-280A，电压25-30V，保护气体流量为20-25L/min，焊接速度200-300mm/min。

本发明将外型尺寸较大的副构架分割为左鞍、右鞍、中间臂三个分部件，分别进行铸造、加工，然后用强制组对焊接工装将这三个分部件焊接为一整体，最后整体加工两个承载鞍面和连接杆铰接孔。

根据副构架结构应力幅云图及对副构架力学分析，通过研究发现副构架结构在左鞍和右鞍与中间臂连接的左鞍和右鞍直线段受力最小，在车辆运行过程中上述左鞍和右鞍直线段受力最小。在副构架结构应力最小的部位分段，分成左鞍、右鞍和臂三部分，各部分分体铸造、加工后，采用对接焊方式进行焊接，其安全性最高。

为了保证焊缝的强度，在鞍、臂的焊接部件加工成30度的焊接坡口，每个坡口保留1-2mm的钝边。焊接组对时鞍、臂的对接处要保留1-2mm的间隙，保证焊缝能充分焊透鞍和臂的坡口。

在鞍和臂的组对时，根据左鞍和右鞍焊接坡口之间的距离选配合适长度的中间臂，能够减少对接焊缝的错位量，提高焊缝内腔的平滑度。

鞍、臂焊接后，用石棉布包裹副构架的焊接部件，在强制焊接工装上缓冷1小时后再松卸工件，继续空冷至50度以下再进行焊缝的打磨过渡，能有效减少焊接变形。

采用本发明转向架副构架结构质量得到保证：采用本发明分体结构和制造工艺，将2米多长的大型复杂铸件转化为中型的鞍和臂分别进行铸造，能有效控制铸造缺陷，保证铸件品质。

本发明焊接方法使焊接的焊缝强度得到有效保证。鞍、臂采用开坡口对接焊，组对时保留一定的间隙，通过臂的选配控制组对错型量，有效保证焊缝质量和焊接强度。

设备简单，降低制造成本：分体加工时可以采用通用设备如镗床和铣床加工鞍和臂，而无需使用大型的镗铣加工中心设备。

综上所述，本发明转向架副构架结构及其分体制造工艺，将外形尺寸较大，长度超过2米，空间结构复杂而刚性不足，难以进行整体制造的副构架，分割为两个鞍部和一个细长的的臂部分别进行铸造和加工，最后进行组焊成为一个整体，本发明有以下优点。