既有转 K5型转向架专用组装线转 K6共线生产改造

既有转 K5型转向架专用组装线转 K6共线生产改造

吴建强 杜明鑫 武永亮 夏朝阳

中车长江车辆有限公司 湖北省武汉市 430200

摘要：经过几代铁路工作者的艰苦努力和开拓创新，先后研制了下交叉支撑系列转向架、中交叉支撑系列转向架、摆动式转向架、副构架式径向转向架，为我国重载、提速货车的发展做出了应有贡献。造修企业单品种转向架生产已经满足不了市场的需求，同时生产两种或多种转向架产品成为常态，生产场地占用多，临时搭建组装胎位，物流转运不便等问题随之而来，多品种共线生产已成为迫切需要解决的问题。年代已久的转向架组装线在功能设计上基本为主产品生产，需要通过优化改造，来增加其多品种生产能力。

关键词：转向架；多品种共线生产；优化改造；

引言：

本文所讨论的转向架组装是指待组装的摇枕、侧架的附属配件（如下心盘、固定杠杆支点、托架组成、摇动座及其支承、立柱耗板、制动梁耗套、横跨梁支座等)必须组装完毕。待组装的弹簧托板、交叉杆、枕簧、斜契、基础制动件、旁承、承载鞍、横跨梁、折断螺栓及其它附属销、垫等已运送到指定位置。

1既有转K5型转向架组装产线

1.1设备概述

本转向架组装线是一条专用于带弹簧托板的转K4/K5摆动型转向架组装的流水线。生产节拍为7.5分钟/个转向架，生产节拍较高。因而整线设计在弹簧托板、摇枕、侧架等工位上都采用机械手配合传输线进行组装及运送，以有效提高生产效率和降低工人劳动强度。设计工艺流程方案如下：弹簧托板上线→三大件组装→弹簧托板紧固→弹簧斜楔组装→制动梁组装→基础制动组装→转向架下线。

1.2设备组成

传送线是一条链条输送线，主动传动轴、从动轴上的链轮带动两条异型专用（在地面内）输送链进行循环运动，链条按3500mm距离安装一个随行夹具组成一个组装工位，该组装输送线共有十个组装工位（连同返回线共有二十个随行夹具）。随行夹具由两部分组成，即下面的支承架部分和上面的托架部分，可完成支撑构架90度旋转以及举伸弹簧托板套装构架等功能。

弹簧托板上料机构包含弹簧托板上线机械手和弹簧托板存放机构。上线机械手由钢结构支架及抓取、升降机构组成。存放机构为集存式链条传动输送线，在一个钢结构架体两侧各布置两条翼板输送链，在两侧支承着弹簧托板传送。

摇枕侧架上料由分别布置在传送线两侧的三个链条传动集存线（一个摇枕、二个侧架）以及摇枕上料机构、三大件套装机械手组成。摇枕上料机构主要为架体和上线机械手两部分，与弹簧托板上料类似。三大件套装机械手布置在转向架组装线两侧，是一台集对准绅缩、升降、旋转等动作的独立机构。目的是将侧架从集存输送线取下，旋转90度，令侧架对正摇枕用升降机构调整好侧架的高度，将侧架伸出推入并放落摇枕上。

弹簧托板折头螺栓紧固扳机是转向架在线装配作业上的专用设备，适用于K4/K5转向架弹簧托板与摇动座连接紧固折头螺栓的紧固。既可保证螺栓紧固质量又能大大降低工人的劳动强度。

制动梁采用平衡吊进行吊装，共设置两台，安装在组装工位两侧。

2转K6型转向架组装工艺差异

转向架构架组装工艺流程及工艺装备进行对比分析，两者主要差异如下：

2.1 K5弹簧托板与K6交叉杆装配工序不同，弹簧托板首序上料，而交叉杆组成一般在构架三大件搭建好后再上线装配。弹簧托板在随行夹具上的定位支撑与交叉杆也不同。

2.2 K5、K6摇枕腹部及腰孔位置形状尺寸差异导致在传送线随行夹具上定位支撑点不同、上料机械手的吊钩行程需改造。

2.3 K5、K6侧架不同，摇枕在线上的定位高度不同，将侧架套装至摇枕上时，侧架机械手举升高度需调整。

2.4 K5弹簧托板需与放至在侧架内的摇动座连接紧固，而K6交叉杆组成需与焊接在侧架上的支撑座连接紧固，所需定位支承及紧固智能扳机不同。

2.5 K6交叉杆组件的上、下扣板焊接需要有作业工位。

2.6 K6构架需正位检测，且正位检测胎不便上地面传送线。

根据以上差异转K6型转向架构架实现既有转K5组装线上生产，需从上料机构、随行夹具、专用设备等方面进行以一些必要的改造和调整。

3转K5、K6共线生产改造方案

3.1随行夹具改造

流水线共有随行夹具二十套，下部所用旋转芯轴支承架刚度及功能可以满足构架支撑，需要改造的是上面托架部分。该托架以摇枕底部腰孔及止挡等做支撑基准，在立柱的头部焊接一些特殊结构，用于适应两种转向架底部形状尺寸，保证摇枕上料定位准确，摆放平稳可靠，同时应匹配侧架组成套装位置高度要求。因考虑交叉杆装配在传送线上不便作业，此处便不再加装交叉杆组成摆放平台。

3.2 三大件组装改造

由于摇枕上平面两边腰孔尺寸差异，摇枕组成上料输送线需改造摇枕组成上料吊具及调整输送线部分结构，使其能满足转K5、转K6摇枕组成的上料。

转K5侧架的轴距为1800mm，转K6侧架的轴距为1830 mm，需对两侧架上料存放架进行改造，增加K6侧架导框位置的传输分中定位块，提高侧架机械手的上料套装精准度。

既有的叉式伸缩升降形式的机械手套装，采用两侧布置占用场地大，采用单侧布置，生产节拍慢，且套装过程稳定性较差。叉式取料端采用托举形式，较难固定侧架，在移动搬运及装配过程易造成侧架位置变动，从而导致装配干涉，不能自动完成装配作业。侧架柔性的调整位置能力相对较低。悬臂式伸缩升降要求刚度大，机械结构设计尺寸较大，精度及稳定性也相对较差。将之改造成一种新型三大件柔性套装机构，单侧设置侧架集料架，通过上料钢架机械手抓取侧架放置于套装机上，侧架顶升部位设置在导框加工面。位移部分通过升降部分的电动推杆及直线导轨副的引导可进行顶升位置设定，适应不同轴距型号的侧架装配。由四套这样的装置共同组成整个机构，同侧两套顶升抬起一件侧架组成，两件侧架组成配合摇枕夹取机械手或者支撑胎位进行构架组装作业。该装置的位移和升降机构均为独立控制，可在特殊情况下手动柔性调整侧架位置进行装配。

3.3 交叉杆组装改造

转K6交叉支撑装置组装需交叉支撑装置组装胎和专用智能扳机。考虑到组装工艺的差异性和工位设置的科学性，选取既有的传送线工位5、6进行并线改造。

将现有交叉支撑装置组装胎、专用智能扳机及正位检测胎并线放置在主传送线单侧，通过搭建环式桁架机械手将线下两个胎位与主线进行连接。构架吊运机械手包含2套升降旋转机械手和机械手行走轨道，把转向架用吊具吊起，在四个工位传送移动。为了便于准确在各位置定位、整条环形桁架钢梁有一条齿条装置，吊具的小齿轮在齿条上来回移动控制，加上行走小车传动伺服电机，接近开关等控制措施，定位准确，并能自动修正行走误差。

3.4 小部件工位器具改造

地面传送线因其链条传动带动随行夹具，会在其移动区间内有一定的安全隐患，因此需优化拖带管线工具，如采用带锂电池的电动扳手代替风扳手，采用悬挂送丝机构代替地面送丝管线等。远距离物料采用传送机构尽量做到手边化。长大、重物料采用助力机构减轻组装劳动强度，如采用平衡吊、智能助力机械手搬运制动梁、承载鞍等进行组装。

结语

通过生产平面布局、物流配送、既有装备、劳动强度、生产形式等现状进行调研分析，通过对先进柔性装配系统进行试验等手段，来验证装配可行性经济性。改造后既盘活了闲置资产，又减少了场地占用，使得转K5、K6型转向架可共线生产，给企业创造更多效益。

参考文献：

1杨书志，转K6转向架组装工艺，机车车辆工艺，2004，000（5）：16－17，

2 张伟，交叉支撑转向架组装工艺，铁道车辆，2005，043（12）：15－18

2 王春山，铁路货车重载提速技术，中国铁道出版社，2010