动车转向架构架疲劳强度分析

动车转向架构架疲劳强度分析

刘明伟刘永杰孙进发

中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266000

摘要：随着动车工程的不断进步与发展，研究动车转向架构架疲劳强度极为关键。本文首先对相关内容做了概述，分析了构架结构和制造过程中的相关工艺，在探讨质量控制模式构建的基础上，结合相关实践经验，分别从构架制作等多个角度与方面就构架制作工艺运用遇到的难点和解决办法做了深入研究，望对相关工作的开展有所裨益。

关键词：动车转向架；构架；疲劳强度；分析

1前言

随着动车转向架应用条件的不断变化，对其构架疲劳强度分析提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。基于此，本文从介绍架构制造相关内容着手本课题的研究。

2构架结构和制造过程中的相关工艺探究

2.1以地铁车辆为代表的“结合型”构架

2.1.1结构特点

（1）H型结构，横梁和侧梁大件组合。（2）侧梁为U型结构。（3）轴箱弹簧座为8处阶梯平面结构，通过一系橡胶弹簧与轮对轴箱组成联接。（4）横梁结构复杂，连接转向架其他系统。

2.1.2工艺特点

结合对地铁车辆结构特点的分析，可以进一步归纳出其工艺特点，分为三个部分：一是工序具有一定的分散性。针对较为关键的位置还需要对其进行整体加工；二是要实施“一面两销”定位统一工艺基准；三是对三坐标进行全尺寸检测。

2.1.3工艺流程

首先，需要做的就是实施一次划线；其次，进行正反实施精加工；然后对其他相关一系列的工序进行有效实施；最后，才能实施全尺寸检测。

2.2以动车组为代表的“转臂式”构架

2.2.1结构特点

对转臂式构架进行分析，其结构特点主要以动车组为代表进行探究，进一步提出该结构特点分为四个部分：一是H型结构组成的大件是由横梁和侧梁组成；二是侧梁属于U型结构；三是使用转臂式轴箱体以及轴箱弹簧将其架构和轮进行连接；四是横梁在结构上具有复杂性它不仅是转向架实施牵引的骨架，同时，也在一定程度上是驱动装置的骨架。

2.2.2工艺特点

（1）工序分散，关键部位整体加工。（2）“一面两销”定位，使工艺基准统一。（3）典型部位粗、精加工进行。（4）三座标全尺寸检测。

2.2.3工艺流程

首先，需要实施一次划线，其次，要实施粗加工，然后对其他相关一系列的工序进行正反加工，最后，才能实施全尺寸检测工作。

2.2.4结构对比

“转臂式”结构的构架最复杂且性能最好。鉴于结构的复杂性和生产效率要求，使加工技术必须不断地创新和改进。因此，以下重點探讨“转臂式”结构构架上典型部位的加工技术。

3质量控制模式的构建

3.1质量管理项目划分。以ISO9000标准质量体系为总体原则，细化并增加生产环节的程序文件，如《不符合产品管理程序》《采购产品首件鉴定控制程序》《自制件首件控制程序》等。

对于同一种转向架构架，在项目启动前期，编制质量目标控制计划，在质量目标控制计划中，建立必要的检查，控制和例行试验的总体计划方案，设置过程控制质量门、生产过程中的各个监督点、控制点，可以明确相关过程、特别是关键和特殊过程控制方法、质量标准、检验方法、检验文件和检验频次。

3.2采购产品质量控制。物资供应部门负责对原材料和组装件的采购，对供应商质量管理主要包括供应商资质审核、质量合同谈判、研发制造过程控制、首件检验等，（对于不合格品，有相应的程序文件规定了详细的处置方法）、过程审核、数据分析和现场监造、质量业绩评价。

对于钢板、钢管、锻铸件，要求供应商提供符合标准的相应合格证明，入厂检也要根据设计部门出具的采购技术条件抽样进行理化试验和成分检测。

对于焊接填充材料的入厂检，由焊接实验室将焊材按照其执行标准进行各项检验，合格后出具合格报告方可进入焊接工序。

3.3人员资质控制。对焊接操作工而言，实行严格的焊工资质考试和准入制度，不仅要求焊工具备相应等级欧洲证书，正式上岗之前，还要进行施焊所属部位的工作试件考核，全部通过才允许上岗，在岗期间，也会有随机的焊工考试。这种随机的考核和严厉的准入制度，保证焊工随时具备有焊接出高水平焊缝的能力。而在管理制度上，工资奖金均和焊工的考试成绩相挂钩。

4构架制作工艺运用遇到的难点和解决办法

4.1构架制作工艺在使用时遇到的难点

构架主要有两个构成部分，所以构架制作工艺在使用时候主要容易遇到两个方面的难点：一方面，测面梁各部分的零件焊接时有困难，主要就是上面的盖板、下面的盖板、内部立板和外部立板之间，需要采用人工焊接操作，如果操作失误，相互之间连接点紧密程度有时候会出现问题，甚至导致变形，这样的话难以保证构架功能的实现，机车容易出现故障；另一方面，横梁各部分焊接过程中会遇到困难，尤其是电机的卡条与垫板两者与构架主体连接的时候，要求非常精细，这需要上一点内容的保证，如果侧面梁出现问题，那么横梁也会出现问题，遇到的主要问题就是如何保障各部分位置的正确性和精准度，而又保证误差在规定范围内，这样才能保证构架功能的整体性。

4.2先进构架制作工艺的具体体现

4.2.1焊接精准度高

焊接的时候一定要综合考虑物体热涨冷缩这个方面，所以焊接的时候对温度和精准度都有很高的要求。先进的构架制作工艺实现了设备的自动化，通过计算机模拟，可以严格把控温度，从而避免零件因热胀冷缩而变形。第一，细化构架，将它各部分分开，作为独立个体存在，而对于其中相对较大的零件也要细化，运用先进的技术，先组装小的零件，然后逐步进行整体组装，保证各环节的质量，也提高了各个环节承受温度影响的能力；第二，采用分段的手法进行焊接，相关的数值更加准确，这样能保证整体的准确性；第三，通过研究，尤其是计算机模拟，将个零件做成三维动态图形，模拟制作各环节，根据数值得到如果发生变形的各种程度，这样在制作的时候可以以此为据。

4.2.2焊接的工作设备为构架功能提供保证

焊接在承受力上容易受到影响，所以要有先进、精准的设备。第一，根据焊接不同的要求标准，减少对操作准确性的影响；第二，提高操作的精准度，而且保证设备操作方法简单；第三，升降设备先进，可以一键式操作，这样操作人员可以随时自行调节高度，保证焊接的角度，这样可以保证精准度。

4.3解决遇到的难点从而提高构架制作工艺有效性的办法

首先，在侧面梁这个方面，运用先进的制作技术，防止上面盖板和下面盖板发生变形，通过智能调节温度，让上面的盖板稍微高于正常标准，这个数值要保证在两毫米左右，这样最后组装起来后可以保证整体的精准度；其次，横梁方面，要将先进的构架制作工艺与传统工艺有机结合起来，保证精准，员工要定期维修设备，保证设备的稳定性，这样才能制作出来符合标准的构架；最后，关于机车构架配电各环节的问题，运用先进的技术，将机车主干配电线连接到转向架上，实现接车各个区域都统一配电，而合理改进线路，保证线路电负荷超过民用供电功率，这样就可以保证机车运行的速度不断提升，将其运用到动车和高铁的机车上，是保证高速运行又保证稳定的关键环节。

5结束语

通过对动车转向架构架疲劳强度分析问题的研究，我们可以发现，该项工作良好实践效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从动车转向架架构应用的客观实际出发，研究制定最为符合实际的疲劳强度应对实施策略。

参考文献：

[1]胡光忠，肖守讷，柳忠彬.基于广义模块化的转向架构架可重构设计方法[J].制造业自动化.2017（11）：60-62.

[2]陈建，谢加辉，刘余龙，陈晓峰，陶功安.100%低地板有轨电车转向架构架国产化研究[J].电力机车与城轨车辆.2017（01）：115-116.