铁路货车:工艺定额

2024-07-20

铁路货车:工艺定额（共4篇）

铁路货车:工艺定额篇1

352226X2-2RZ型轴承是1999年由四方研究所研制使用于提速货车轮对的一种新型轴承。主要由轴承外圈、内圈、滚子、保持架和密封装置构成。密封装置是由密封罩、内油封、外油封、密封座组成。其中密封罩大端及牙口圆周面嵌入轴承外圈内, 小端压入外油封, 内油封与密封座紧密配合。轴承组装后, 内外油封之间不接触, 但它们之间的凹凸相互配合形成迷宫, 主要作用是密封轴承润滑油, 防止灰尘进入。密封装置一旦失效后, 会使轴承升温, 发生烧轴或切轴的重大行车事故。据统计, 2009年至2010年经红外线预报并确认及列检发现的货车轴承故障, 因密封罩脱出和其它原因造成的故障占比为25%左右[1]。密封罩脱出原因虽然有多种情况, 但其中制造和检修质量不高是造成密封罩脱出的主要原因之一[2]。因此, 提高密封罩生产和检修质量, 对确保铁路运输安全具有重要意义。

我公司是铁道部定点生产352226X2-2RZ型轴承用密封罩资质的厂家之一。密封罩材质为2.5 mm厚深冲压用低碳冷轧薄钢板, 产品质量要求高, 工艺复杂, 需要冷冲拉伸成形、精车、表面磷化处理等多道生产工序, 对模具质量和加工工艺要求高, 稍有不慎, 就会造成批量产品报废现象。如何不断改进生产中原工装模具、工艺生产中存在的缺陷, 制定更加合理的工艺规程, 解决生产加工中产品质量问题, 提高产品质量稳定和生产效率, 满足轴承制造、检修需求, 是我们生产企业不断追求努力的方向。

1 密封罩结构简图

(图1)

2 如何解决密封罩小端内径尺寸符合技术要求

密封罩小端内径在距小端面3.5 mm处测量时, 尺寸公差为, 内径圆柱度为VD3p0.15 mm, 斜度为1∶70～100。其形位尺寸要求经冷冲压成形、整形等工序直接获得, 不需要再进行精加工。因此, 密封罩小端质量主要取决于生产模具质量精度和生产工艺。由于钢板在冷冲压成形过程中, 虽然主要发生的是塑性变形, 但产品始终具有弹性变形, 在切底后释放, 在同一压力参数下, 经同一模具生产的产品, 每一个产品的尺寸都不相同, 特别是小端椭圆度经常超标, 仅此一项, 在我们早期的生产中约有20%～30%椭圆度超标现象, 严重制约了产品的成品率和生产效率。

为解决发生的问题, 我们从原材料开始, 对每道冲压工艺参数进行试验性分析发现影响密封罩小端尺寸的因素主要有:原材料厚度不均、落料初形高度、冲压成形高度, 以及整形的压力和保压时间, 都影响产品质量。因此, 原材料我们选用厚度为2.5±0.05 mm的一级钢板, 严格规定了每道冲压工序的工艺参数。在工序上, 由原来的先切底后整形工序, 改为成形后直接带底整形, 这样做的好处是, 整形时小端底部有钢板联接, 产品经过100 t以上的压力保压整形后, 增强了小端塑性变形, 减少因切底后再整形, 密封罩形成一个两级台阶的圆桶形, 产生弹性变形大的现象, 使大、小端几何尺寸与模具尺寸更加稳合。通过对模具和工序改进, 产品一次合格率提高到90%以上。

对发生小端几何尺寸过大、过小或椭圆度超标问题怎样解决?在生产中, 我们设计了一种轴承滚刀, 就是在车刀柄上装上一个204或205轴承, 把工件大端夹在普通车床上, 轴承滚刀代替车刀, 调整好轴承外圈与小端接触面, 当小端内径尺寸过大时对小端内径施加外挤压力, 利用工件和轴承滚刀相对转对, 全周均匀施力, 此时一定要缓慢进刀, 防止工件变形过大和脱落, 密封罩小端内径在外力下向内收缩, 直至达到技术要求。反之, 若密封罩小端内径过小, 对其由内向外施力, 同样可以调整过来。在调整的过程中发现, 这种方法同样可调整密封罩内径椭圆度, 在车床精度好的情况下, 对尺寸平均值合格, 椭圆度超标的工件, 在施加一定外力的情况下, 工件经过轴承滚刀的滚压, 密封罩小端椭圆度得到很大提高。

示例如图2。

3 如何解决大端高度、小端高度和总高符合技术要求

由密封罩图可知, 密封罩总高与大端高度、小端高度和中间自由高度形成一个闭合尺寸链。为保证在精加工过程中各部尺寸都能得到有效控制, 及时发现问题, 我们把生产工序分解为精车小端高度并倒角、精车大端高度并倒角, 在各部高度尺寸合格的情况下, 最后再精车大端外径及牙口三道工序。因为小端高度公差带相对其它高度公差小, 并且在生产过程中不易逐个检测, 所以要先加工小端高度。加工小端时, 车床卡盘要撑住密封罩大端, 一是要加工小端高度尺寸, 二是要加工小端内倒角3×15°。因为密封罩为薄壁件且为圆筒形状, 若用原有车床三爪卡盘装夹, 因接触面积小, 工件易变形, 平面度难找正。我们对车床三爪进行改进, 把原三爪改为110°弧形卡爪, 三块组合成一个圆形卡盘, 工件轻轻一放一紧, 就会自动定位准确;其次, 在导轨上设置限位调整装置, 方便限定车床纵向尺寸加工;再次, 对车刀进行改进, 设计了双头车刀, 就是在一个刀杆上设计了两个刀头, 或焊制两个刀头, 根据加工工艺需求, 使用不同切削方向刀头, 在不用转动刀架的情况下, 实现车平面和倒角同步进行, 消除了因车刀的换向所产生的尺寸误差。开工前只要调整好大拖板和刀具的位置, 再用样板调整好倒角刀头的角度, 加工出的密封罩小端高度和倒角基本没有变化。同理, 加工大端高度和外倒角时, 只是将三爪卡盘改为固定圆孔形卡盘, 尾座顶针改为圆盘, 采用尾座定位, 就可实现大端高度和外倒角的控制。改进如图3, 图4, 图5所示。

在测量上, 因为密封罩总高与大端高度、小端高度和中间自由高度形成一个闭合尺寸链。受中间自由高度的影响, 有时两端高度在公差范围内, 总高并不一定符合要求, 两个高度公差要配合使用。所以测量时, 最好要一次能测量两个数据。高度测量仪只能测量一个方向高度, 因此, 我们对高度测量仪进行改进, 在测量仪旁边增加一个百分表, 做到总高和大端高度同时测量, 并且在连续转动的情况下, 可以测量出大小端面跳动的变化。因在生产中是百分百检测, 所以一旦某个尺寸发生变化, 立即就反映出问题出在那道工序上, 非常便于指导生产。

4 如何解决大端外径尺寸和牙口符合技术要求

密封罩大端外径及牙口是唯一需要精加工的圆柱面, 按理在数控车床上是很容易实现。但是, 加工密封罩大端外径不仅有尺寸要求, 而且有同心度、圆柱度和圆跳动量的要求, 装夹基准的选择显得由为重要。开始我们采用与加工小端高度同样的110°弧形卡爪, 向外撑住大端内圆加工, 不仅尺寸精度无法保证, 而且外径椭圆度、圆跳动超标现象严重。分析其原因, 密封罩经冲压成形、整形后, 大端外圆始终存在椭圆现象, 只是程度大小不同, 若用弧形卡爪向外撑大端内圆, 大端外径在圆形卡爪向外撑力的作用下, 发生弹性变形, 在车床上得到一个近视正圆, 加工后, 外力消除, 大端外径又恢复到没加工前的椭圆度, 椭圆度没有因经过加工得到改善。经过多次试验, 仍然用110°弧形卡爪, 以小端内径为导向, 由内向外撑住密封罩中间内圆加工, 彻底消除因装夹造成的工件变形因素, 大端外径尺寸、牙口及椭圆度就得到有力保证。

改进后生产工艺流程:剪条料—落实初形—成形—整形—切底—精车大端并倒角—精车小端并倒角—精车大端外径及牙口—磷化

5 效果

(1) 通过对352226X2-2RZ型轴承密封罩生产工艺、工装设备、检测手段不断完善和改进, 产品生产效率提高约10倍, 成品率保持在98%以上, 使密封罩的各部尺寸精度得到了有效的控制, 促进经济效益提高。

(2) 良好的密封罩制造质量, 为提高货车滚动轴承的制造和检修质量, 减少外油封松动, 降低脱落故障, 提供有力保证。

(3) 随着重载提速货车353130B新型轴承的推广应用, 352226X2-2RZ型轴承密封罩成功的生产经验, 为我们开发生产新型一体化353130B密封罩钢骨架提供技术支持。

参考文献

[1]孙传印.货车滚动轴承密封罩脱落原因分析及建议[J].铁道车辆, 2011 (11) :40-4 2.

[2]窦笑梅, 张昆.货车滚动轴承新结构密封装置外油封松动问题的探讨[J].铁道车辆, 2004 (8) :44.

铁路货车:工艺定额篇2

关键词：制动系统,零缺陷,组装工艺

随着我国出口国外高端铁路货车的数量和品种的逐年增加及车辆运行检修的考验, 通过反馈回来的信息表明, 进口制动系统部件的组装质量随着车辆的运行暴露出来的组装缺陷占有较大部分的比例。本文通过介绍出口澳大利亚两矿石公司的同型40t轴重矿石车所采用的Wabtec和Knorr制动系统典型结构说明及运用后检修中出现的问题着手, 通过制定合理的组装工艺及解决措施, 经再次运行考验后其检修结果表明, 基本达到了零缺陷的目标。

1 Wabtec和Knorr制动系统结构图及简介

1.1 Wabtec制动系统结构图 (图1) 。

Wabtec公司的电空制动系统主要由ABDX型控制阀、组合式集尘器、端部自排风直通塞门、双室风缸、大风缸、均衡风缸、假风缸、空重阀、制动软管、接线盒、EOC、电缆及连接器等组成。

1.2 Knorr制动系统结构图。

Knorr公司的EP60电空制动系统主要由独立作用式的EP60控制阀、CCID、组合式集尘器、端部自排风直通塞门、风缸、制动软管、接线盒、EOC、电缆及连接器等组成 (图2) 。

1.3 制动系统简介

该两种车都是由一套制动系统所控制的两辆为一组车的单元制动系统;制动装置采用分别采用的是Wabtec叠加式ECP制动装置及Knorr的独立式EP60电空制动系统;还采用过Knorr的DB60与Wabtec电控装置叠加的电空制动系统;基础制动装置分别采用的是Wabtec的TMX及Knorr的TMB60或单元制动装置。通过以上结构图的对比, Knorr的独立式制动系统相比较于Wabtec的叠加式制动系统明显存在结构更简单、组装更容易的特点。

2 检修中出现的常见问题类型、原因分析及对应解决措施

2.1 螺纹扣松动类:出现在外购螺钉的螺纹扣连接处

原因分析:外购的螺栓与螺母连接处没有弹簧垫圈提供预紧力, 预紧力由螺栓与螺母间齿合处的螺纹扣提供。在车辆运行震动或重复松开及紧固该螺栓与螺母后就会不可避免的降低预紧力从而导致螺纹扣松动。

解决措施:在螺栓顶部的螺纹扣涂抹适量的螺纹锁固剂后再进行组装。目的是永久性增加拧入螺纹扣的紧固力并锁固, 且不影响该螺栓及螺母的再次使用。

2.2 泄漏项:出现在各管螺纹扣连接处

原因分析:由于国外的技术要求各管螺纹扣密封处不允许采用国内常用的聚四氟乙烯密封带进行填充, 而是采用某品牌的密封剂。但经实际使用表面, 在喷涂该密封剂指定的促干剂后仍然需要36小时以上才能部分实干, 且在制动管漏泄检测试验时发现不能完全满足无漏泄及工序时间不允许如此拉长。

解决措施:采用同品牌的管道磨绳先缠绕拧入管扣端后再涂抹适量的密封剂及促干剂后再执行组装。目的是增加紧固螺纹扣间的填充介质;在组装后立即进行漏泄检测能满足无漏泄, 随着密封剂的实干则只能增强密封性。

2.3 EOC电阻测试不合格。图3为EOC组装结构示意图。

原因分析:是在组装过程中, 污染了EOC的Wire Spacer Sleeve及EOC Junction Box Insert Assembly上的凡士林导致绝缘性减弱产生的。

电控制动系统:1-EOC及电缆组装;9-CCID接线盒;11-JUNCTION BOX;风控制动系统:2-制动管;3-ELX-B型传感阀;4-中继阀;5-ABDX型控制阀;6-平衡风缸;7-假风缸;8-组合式风缸;10-副风缸。

1-制动管;2-EOC及电缆组装;3-CCID接线盒;4-EP-60控制阀;5-125升风缸。

解决措施:采用专用洁净的手套在干净的操作间内组装EOC。目的是尽量避免操作过程中污染凡士林。

3 整体制动组装工艺简介

通过对两种制动系统结构图的分析, 在注意以上组装要点的基础上, 要求及现场执行的先后工艺组装顺序为:电控制动组装、各阀及风缸组装、制动主管及支管组装及各螺栓的紧固。

结束语

铁路货车:工艺定额篇3

列车向高速、重载方向发展后, 许多直接的、显性的关键技术已通过引进、消化和技术攻关相继解决, 但大量的隐性关键技术问题逐步显现, 并且将随着提速铁路运行时间的延长和速度、载重量进一步提高而日益严重。其中运动系统的摩擦学问题将成为最为关注的问题之一, 比如:铁路货车各运动配件间的磨耗相当严重, 摩擦副能否稳定承受列车提速重载的考验也至关重要。

1 研究课题的提出

提速、重载后铁路货车车钩配件的损坏速度大幅度加快, 车钩断裂、钩尾框断裂等故障随着制造和检修工艺的提高已基本杜绝, 但由于车钩配件磨损超限造成的列车分离事故还时常出现, 对正常的铁路运输秩序造成严重干扰, 还有可能引发恶性事故。因此研制新的抗冲击、耐磨损材料应用于车钩钩腔配件类零件的生产, 意义重大。本课题正是针对此种情况, 致力于研制新的抗冲击、耐磨损的材料, 应用于车钩钩腔配件的生产, 以满足高速、重载列车的运行要求。因此我们以消失模铸渗工艺对铁路货车车钩配件进行表面复合强化、增强其耐磨性为例进行了专题研究。

消失模铸渗工艺最先由Hansen[1]把消失模真空实型铸造用于铸件表面合金化发展而来, 其工艺过程为:将合金粉末配制成涂料涂在泡沫模样需要的部位, 埋在砂箱内振动造型, 浇注过程中模样蒸发, 合金粉与金属液发生一系列物理、化学反应, 在铸件表面形成特殊性能层。该工艺综合了消失模铸造工艺的优点和铸渗技术的长处, 独辟蹊径, 拓宽了铸件表面合金化应用范围。

车钩钩腔配件类零件通常是在局部表面磨损超过限制尺寸后, 就不能满足使用要求, 需要检修甚至报废。针对此种失效特点, 从经济角度考虑, 对此种零件进行局部表面强化提高易磨损部位的局部性能, 即可以在成本较低的情况下, 大幅提高零件的服役寿命, 从而延长检修周期, 减少检修次数, 提高铁路的运输效率。综合考虑各种局部表面强化的方法, 铸渗工艺最适合于此类零件的局部表面强化, 再结合钩腔配件类零件结构复杂的特点, 决定采用消失模铸渗工艺进行研究。采用消失模铸渗工艺, 既可以发挥铸渗技术形成强化层厚的优点, 又充分利用了消失模铸造技术生产形状复杂铸件的优点[2~4]。

2 实验室试验研究结果

针对列车车钩钩腔配件类零件的失效特点, 我们采用消失模铸渗工艺对车钩钩腔配件进行了表面复合强化研究。我们与河南科技大学、天瑞集团铸造有限公司合作系统研究了消失模铸渗工艺并将该工艺应用于车钩配件局部易磨损表面, 制备出了质量良好的局部具有钨铬复合强化层的车钩钩腔配件, 大大提高了车钩配件的耐磨性能;以WC、Cr-Fe为增加颗粒, ZG45为母材, 系统研究了浇注温度、真空度、涂层厚度、铸件模数及合金粒度、粘结剂含量、熔剂含量、置放位置等因素对铸渗层质量的影响, 并进一步研究了铸渗层的显微组织、冲击磨损性能和干滑动磨损性能。车钩钩腔配件消失模铸渗工艺原理图及生产出的钩腔配件见图1、图2。铸渗层与母材的结合状态见图3, 铸渗层显微组织见图4。

通过对铸渗工艺和表面复合材料的冲击磨损性能进行研究, 得出以下主要结论。

(1) 在实验室条件下, 采用铸渗工艺能够制备出符合要求的, 表面局部复合强化列车车钩类磨损件。铸件表面光滑, 铸渗层与基体结合牢固, 满足铁道部门实际装车运行的要求。

(2) 以钨、铬为铸渗合金元素的铸渗复合层中形成的钨碳化物多以鱼骨状分布;铬碳化物多以菊花状和板条状分布。两种金属碳化物交织分布在基体中, 大大提高了渗层的强度、硬度。

(3) 合金化涂料配比的较优方案为增强体粒度为80~100目, 粘结剂酚醛树脂加入量为2%~4%, 溶剂加入量为1%~2%, 浇注位置为侧面。采用该方案可以在车辆易磨损配件上获得质量良好的渗层。渗层厚度≥3mm, 渗层平均显微硬度达到HV850, 当采用W C和高铬铸铁做强化相渗层平均显微硬度可达HV1200。

(4) 冲击磨损性能试验结果表明, 渗剂中强化相的最佳加入量为:WC颗粒10%~20%, 高碳铬铁颗粒20%~40%。采用最佳的铸渗剂配方, 表面复合材料的耐磨性可达到基体材料的3.751倍。对于列车车辆易磨损配件, 采用WC和高碳铬铁做强化材料能够获得较高的耐磨性, 从而延长其使用寿命。

(5) 表面复合材料的磨损率随冲击次数的增加而增加, 但变化趋势比较平缓, 在较长磨损时间内, 磨损率没有大的突变, 表面局部复合强化在较高冲击载荷下将表现出更加显著的优越性。

(6) 在试验条件下表面复合材料的耐磨机理为:在马氏体基体中均匀分布着高硬度、高强度、高模量、耐磨损的碳化物, 碳化物很高的弹性模量决定了它优秀的抗冲击磨损性能;母体材料较好的韧性又在冲击过程中起到了缓冲作用, 可以有效地减小冲击过程中的能量, 从而起到提高抗冲击磨损性能的作用。

3 装车试验效果和推广前景

2006年8月, 我们对利用消失模铸渗技术制备出的表面复合强化车钩配件, 报经铁路主管部门批准, 装用在铁路自备货车上进行实际装车运行试验, 经过六个月的实际运行后我们进行了性能测试, 发现经过表面强化的车钩配件各项性能良好, 其耐磨性能较表面复合强化前提高了3倍以上。

通过装车运行试验, 我们可以看出原位自生表面复合强化技术在铁路货车车钩配件上的应用取得了较好的效果, 且其成本增加较少。同时, 在铁路货车转向架等其它易磨耗部位的配件上消失模铸渗技术也具有很好的推广应用前景。

摘要：本文采用消失模铸渗工艺在铁路货车配件易磨损表面形成局部复合强化层以提高其耐磨性能。论文首先对当前铁路提速、重载对铁路货车的影响进行了分析, 针对车钩配件磨耗严重的问题, 采用消失模铸渗技术制备出了符合要求的铁路货车表面复合强化易磨损配件, 并进行了实际装车运行试验, 取得了较好的效果。

关键词：消失模铸渗工艺,冲击磨损,磨粒磨损,铁路货车

参考文献

[1]Jackson W J, Southall D M.Advancesin Surface Coating Technology[M].London:Welding institute, 1978, 347.

[2]马大炜.重载列车及其试验研究 (续一) —重载列车概况 (下) [J].铁道车辆, 1998, 36 (11) .

[3]马大炜.重载列车及其试验研究 (续六) —我国重载列车的试验研究 (上) [J].铁道车辆, 1999, 37 (4) .

铁路货车:工艺定额篇4

1 风缸概述

铁路货车的储风缸一般分为单室和双室, 基本结构如图1所示。单、双室风缸的制造生产流程有一定的差异, 双室风缸的制造流程涵括了单室风缸的所有流程, 具体为:缸体滚圆→缸体刷油→对筒→纵缝焊接→组对内盖 (仅双室) →一次组对端盖→一次环焊→焊缝打磨→组对焊接管接头、法兰盘→组对风缸吊→焊接风缸吊→一次风压水压试验→二次组对端盖 (仅双室) →二次环焊 (仅双室) →二次风压水压试验 (仅双室) 。

2 现状分析

(1) 设备的均衡率低下。最大日产量仅为80个风缸。根据对生产过程的调查, 由于设备数量的不匹配, 工序用时最大相差近4倍, 工序的均衡率只有62.4%。其中风压水压试验、环缝焊接等工序瓶颈效应突出。

(2) 工艺布局不合理。对于双室风缸的制造, 在一次风压水压试验后需再返回组对、焊接端盖, 存在工序折返等逆流现象。其工艺布局及流程示意如图2所示。

(3) 操作者劳动强度大。各工序之间转运大多采用手工, 长途搬运利用手推小车。以双室风缸为例, 每个双室风缸需搬运距离约98 m, 风缸单重约30 kg, 日产80个, 双室风缸生产过程中需人工搬起4次, 总计80×30×4=9.6 t。操作者每天需要将9.6 t的物体搬运100 m, 劳动强度大。

(4) 内盖组对工装不合理。在组对过程中, 内盖与缸体间没有约束。风缸内盖焊接过程常出现间隙过大现象 (见图3) , 焊接质量差, 导致组焊后的返修率过高。

(5) 工序等待现象严重。由于各工序能力不均衡, 存在工序等待现象。工序在制品量大, 物流不畅通, 天车捣运与手推小车并行, 现场混乱。

3 改进方案

(1) 增加设备及作业工序组合

制造周期较长的工序为端盖环焊及打压试验, 增加端盖环焊机1台及打压试验台2台。

制造周期较短的工序为刷油、对筒、附属件组对、附属件焊接、风缸吊组对及风缸焊接等, 因此将滚圆与刷油工序组合、对筒与纵缝焊接工序组合、附属件组对及焊接工序组合、风缸吊组对及焊接工序组合。组合后的工序可由1名操作者作业, 以平衡生产节拍。

对主要的工序使用时间进行分析, 对增加的设备及工序的组合进行论证, 根据设备生产效率, 计算出各工序制造周期 (见表1) , 平均数为176 s, 单个工序最长时间为199 s, 最短时间为151 s。

(2) 重新布局工艺装备

综合考虑原有作业场所的区域面积, 根据工艺流程, 对设备重新进行整体流水化布局, 使工序不产生折返现象 (见图4) 。

(3) 增加传输装置

(1) 传输方案设计。根据风缸的体积特性, 有4种方案可参考:自带动力链条传输、滚动及旋转传输、滚筒传输及挂式传输。对4种方案进行了论证, 具体如表2所示。

(2) 方案实施。各工位之间利用传运辊道相连, 使风缸流水化传输 (见图4) 。该传输辊道的辊组成设计成斜角形式 (见图5) , 约束缸体的侧向运动, 使缸体只能沿着辊道方向运动。传输辊道为分段结构, 方便随意组合, 可适用于生产线的各传输环节。