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货车转向架检修工艺设计
交通大学毕业设计（论文）
设计题目：
货车转向架检修工艺设计
专业（班级）：
机械设计及自动化
指导老师：
学生姓名：
学号：
针对铁路货车车辆段货车转向架检修线存在的问题，利用生产制造自动流水线和现代信息系统技术，对转向架检修流水线进行理论研究，解决现有检修流水线缺陷问题，完善货车检修流水线理论，为货车转向架检修流水线建设打下基础。
货车转向架检修流水线的建设，将应用机械设备、铁道车辆、自动化系统理论、微机管理网络等多科学理论，结合货车新检修制度，依据检修流水线的设置，理顺检修工艺流程，采用科学的检修方法，提高货车转向架检修水平，依托货车检修运用微机管理信息系统，提高货车车辆的管理水平，从而提高整个车辆检修的科学技术水平。
本文阐述的转向架检修流水线，完成了转向架检修信息管理工作和信息采集工作，为借助设备及合理的生产组织方式，搞好车辆检修线建设，强化货车管理，提高车辆检修质量，大幅度提高货车检修科技水平，为运输提供快捷、安全的设备，使货车的使用和经济效益的最大化奠定了基础。
关键词：
货车转向架检修工艺流水线
Abstract
InallusiontotheexistingproblemoffreighttrainvehicleDuanfreighttrainbogieexaminesandrepairsline,aproductionautomaticassemblylineandthemoderninformationsystemtechnologywereusedtoresearchtheproductionlinetothebogieandsolvethepresentviciousproblemofexaminingandrepairingline,andperfectthetheoryoffreighttrainexaminesandrepairsproductionline,whicncanlaydownbasisfortheconstructionoffreighttrainbogieproductionline.
Theconstructionoffreighttrainbogieexaminesandrepairslinewouldapplythescientifictheorieswhichconcludemechanicalequipment,railroadvehicle,automaticsystemtheory,PCmanagementnetworkandsoon,andcombinewithanewrepairingruleforfreighttrain,baseontheinterpositionofexaminingandrepairingline,adoptscientificmethodtorepair,advancetherepairingleveloffreighttrainbogie,applyManagementInformationSystemwieldingPCbasedonfreighttrainrepairing,improvethemanagementlevelforfreighttrainvehicle,whichcanimprovethescientificandtechnologicalleveloftheentirevehicleexaminingandrepairingthereby.
Thebogierepairinglinewasexpoundedandtheinformationadministrationjobandtheinformationcollectingjobwereaccomplished,whichlaidthefoundationfordrawingsupportofequipmentandtheproducingorganizationrationally,doingwellinavehicleexaminingandrepairing,strengtheningafreighttrain,raisingqualityofvehicleexaminingandrepairing,improvingthescienceandtechnologylevelofafreighttrainmarginexaminingandrepairingwidely,offeringrapidandsafeequipmentfortransportation,maxmizingtheuseoffreighttrainandtheeconomiceffect.
KeywordsFreighttrainBogieExamineandrepairProductionline
第1章货车转向架检修流水线概述
1.1我国铁路的现状及发展
中国铁路迄今已有100多年的历史：
从其第一条营业铁路——吴淞铁路——1876年通车之时算起，是123年；从其自办的第一条铁路——唐胥铁路——1881年通车之时算起，有118年了。
现今中国铁路经过六次大提速，第六次提速其围包括京哈、京广、浙赣、沪杭、京沪、陇海、胶济等干线，覆盖全国17个省、直辖市。
提速后，中国铁路既有线提速干线旅客列车最高运行时速达200公里以上，京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达到时速250公里。
这表明了我国铁路正在飞速的发展中。
客货分线是各国铁路发展的趋势。
特别是自以日本新干线、法国TGV为代表的快速铁路投入运营以来，以安全可靠、技术创新、优质服务的优势为铁路的发展带来了新的机遇，为国民经济的发展带来了巨大动力。
快速铁路的成功，有力地促进了经济的增长和社会进步，促进了沿线经济发展。
1.1.1转向架简介
转向架是车辆上的走行装置，是支承车辆走行任务的部分，转向架是能相对车体回转的一种走行装置，它是由两个或两个以上轮对用专门构架（或侧架）及其他配件共同组成的一个独立小车。
多轴车辆的车体就是支承在前后两个转向架上。
为了便于通过曲线，车体和转向架之间设有心盘，转向架可以绕心盘的中心相对于车体转动，使车辆的载重量、长度和容积都可以增加，以满足近代铁路运输发展的需要。
目前绝大多数车辆的走行装置都是采用转向架结构。
由于车辆的用途不同，运行条件的差异，制造维修方法的制约和经济效益等具体因素的影响，对转向架的性能、结构、参数和采用的材料及工艺等要求就有差别，因而出现了多种型式的转向架。
货车转向架是铁路货车的关键部件，而且在车辆的组成中是一个相对独立的部件，因而对各型车辆具有较大的适应性。
对货车转向架的一般要：
结构简单合理，工件安全可靠，运行性能良好，维护检修方便。
货车转向架的数量很大，为了降低制造和检修的成本，要求货车转向架具有比较简单合与构，一般仅在摇枕和侧架之间或轮对轴箱和侧架之间设置一系弹簧装置。
近年来，随着货车运行速度的逐步提高，货车转向架弹簧装置静挠度有不断增大的趋势，且在现代货车转向架上一般均安装结构简单的减振装置，以保证转向架具有较好的动力性能，将货物安全无损地运送到目的地。
以往的货车转向架在其轮对和轴箱之间一般安装滑动轴承装置，现在普启遍采用性能良好的滚动轴承装置。
由于货车的载重量较大，其转向架承受的静、动载荷都较大，因此货车转向架的构架或摇枕侧架装置一般都做得比较粗大，以保证具有足够的强度和刚度。
货车转向架的基础制动装置一般采用结构简单的单侧闸瓦制动，也有部分货车转向架采用双侧闸瓦制动或其他形式的制动。
1.2车辆的检修
随着铁路向高速化、重载化发展，列车运行控制、行车安全、运行状态实时监测与故障诊断、列车故障检修的快速高效性等问题变得更加重要。
我国铁路经过五次大提速后，列车的运行速度达到了前所未的水平，随之而产生的列车运行状态监测、故障的预防和故障发生后的快速排除等问题摆在了铁路技术人员面前。
在我国，每年因列车故障造成的经济损失巨大，为保持机车车辆设备正常运行所耗费的维护费用在铁路运输经费中占了很大的比重。
因此如何提高铁路车辆检修技术人员的职业能力和技术水平，减小因列车故障而造成的巨大经济损失和社会影响，是铁路管理部门和检修技术人员一直重视和关注的问题。
1.2.1检修流水线
车辆的定期检修，有两种原则上不同的生产组织方法，即定位作业式生产组织与流水作业式生产组织。
车辆修理中的流水作业式生产组织，是指待修车辆按照规定的路线有节奏地移动，经过若干个分工明确的修车台位后，完成其全部修理工作。
在这种生产组织方式的每个修车台位上，可以配备高效率的专用设备，工人分工明确，既能提高效率，又能保证修车质量，而最直接的效果，是能保证均衡地进行生产。
在车辆定期检修过程中，车体及转向架的流水作业式生产，是指车体或转向架流水线上的每个工作（位置简称台位），有固定的作业围，而全部检修工作，是按规定的检修作业过程，依次在不同的台位上来完成的。
各台位的作业延续时间，是相等的或互成倍数的，以保证全流水线上各台位作业的同步性，并且，流水线上借专用的移车设备，保证及时而又均衡地将车辆由一个台位移到下一个台位。
因此，生产过程的不断性和有节奏性，是流水作业式生产的基本特点。
车辆修理由定位作业过渡到流水作业，是生产组织方面的一项重大改革。
经验证明，为了顺利地实行流水作业式生产，必须相应地采取一系列技术上和组织上的措施。
流水作业的最大优越性之一，是为广泛采用各种专用设备提供了最大的可能性。
同时，只有不断采用新工艺、新技术和新的工艺装备，才能不断提高修车质量和生产效率，并在不断提高劳动生产率的基础上，逐渐缩短流水作业的生产节奏，把车辆修理中的流水作业推向更高的水平。
一、生产系统结构要素和非结构要素
生产系统的结构化要素是指构成生产系统主体框架的那些要素，主要包含生产技术、生产设施、生产能力和生产系统的集成等。
结构化要素是指生产系统中的那些硬件及组合关系。
结构化要素是形成生产系统框架结构的物质基础。
建立这些要素需要的投资多，一旦建立起来并形成一定的组合关系之后，要改变它或进行调整是相当困难的。
一个生产系统，要正确选择系统的结构化要素并进行合理组合，采用何种工艺和设备，要求达到什么样的技术水平，生产线和设备如何布局，形成多大规模的生产能力，生产过程集成的程度等，对形成系统的功能起决定性作用。
生产系统的非结构化要素是指在生产系统中支持和控制系统运行的软件性要素，主要包含人员组织、生产计划、库存和质量管理等。
结构化要素的容及其组合形式决定生产系统的结构形式。
非结构化要素的容及其组合形式决定生产系统的运行机制。
具备某种结构形式的生产系统要求一定的运行机制与之相匹配，系统才能顺利运转充分发挥其功能。
所以检修流水线应根据所需的功能选择结构化要素及其组合形式，形成一定的系统结构，进而根据系统对运行机制的要求选择非结构化要素及其组合形式。
二、检修流水线的项目条件分析
组织流水生产须具备一定的条件：
1、产品结构和工艺相对稳定。
在产品结构方面，要求所设计的产品结构能反映现代科学技术成就并基本定型；有良好的工艺性并符合流水生产工艺及工序同期化的要求；能分解成可独立进行加工、装配与试验的零部件，以便于组织流水线的平行生产；有良好的互换性，保证加工与装配时间的稳定。
在工艺方面，要求产品的工艺规程能稳定地保证产品质量；采用先进的经济合理的工艺方法、高效率的专用机床、自动化半自动化机床和专用工夹具。
2、工艺过程能划分为简单的工序，又能根据工序同期化的要求把某些工序适当合并和分解，各工序的工时不能相差太大；
3、产品产量足够大，单位劳动量也较大，以保证流水线各工作地（设备）有足够的负荷。
三、检修流水线的组织原则
流水线的组织设计是指流水线的节拍和生产速度的确定、设备需要量和负荷的计算、工序同期化设计、工人配备、生产对象的运输传送方式、流水线的平面布置、流水线工作制度、服务组织和标准计划图表等。
1.节拍是流水线最重要的工作参数，它表明流水线生产速度的快慢或生产率的高低。
如果计算出来的节拍数值很小，同时制品的体积、重量也很小，不适于按件传送时，则需实行成批传送。
流水线采用成批传送制品方式时，正确规定运输批量，对于合理使用运输工具，减少运输时间，充分利用生产面积和减少在制品占用量，都有重要的意义。
2.设备负荷系数决定了流水线作业的连续程度。
一般根据它来决定流水线是连续的还是间断的。
当K值小于0.75时，宜组织间断流水线。
假如大多数工序的时间定额超过流水线的出产节拍，可考虑采用两条或三条加工同一对象的流水线，这样比只采用一条流水线而每道工序的工作地数目很多，便于组织管理。
3.货车转向架流水线属于装配流水线，装配工序同期化的主要措施有：
适当分解或合并某些工序；合理调配力量；采用高效率的工具，改进装配工艺方法，以减少装配工时。
4.流水线的平面布置设计时的原则：
有利于工人操作方便；在制品运动路线最短；有利于流水线之间的自然衔接；有利于生产面积的充分利用。
5.由于流水线的每个工作地都是按一定的节拍重复完成规定的工序，所以有可能为流水线制订标准计划指示图表。
流水线标准计划指示图表将反映流水线各项期量标准，工作制度和工作程序。
它是编制月度作业计划的重要依据。
四、检修流水线的技术原则
流水线的技术设计是指工艺路线、工艺规程的制订、专用设备的设计、设备改装设计、专用工夹具设计、运输传送装置的设计以及信号装置的设计等。
五、流水线的基本形式
1、贯通式生产线：
适用于形状不太复杂、结构较完整、组成零件较少的生产。
这种生产线占地面积较少，工作时仅工件作前移传送，而所有装备都分别固定在各工位上。
工件传送多是靠贯通式往复来实现，因而整线的传送装置比较简单。
2、环形式生产线：
这种生产线可分为椭圆形地面环形线、矩形地面环形线、地下环形线和“门框式”环形线四种。
适用于工件刚性较差，组成零件数较多，特别是尺寸精度要求较严格。
为了保证质量，一般都采用随行夹具，所有的工作全部在随行夹具上进行，当各工位完成后，工件连同随行夹具一起前移传送到下一个工位。
全部工作完成后，工件吊离随行夹具，空的随行夹具通过不同途径返回原处继续使用。
这种环形线所需的随行夹具数量较多，常采用链、自导车、吊架等传递。
六、流水线的传送装置
在生产线上，各工位之间工件的传送是靠传送装置来实现的。
常用的有传送杆（往复杆）传送、链传送、吊架传送和台车传送等。
1.传送杆传送：
这种传送方式的最大特点是：
工件装在传送杆上，其传送位置准确，不会越位，传送杆的速度只要考虑减速方法就可能实现高速传送，其最大传送速度可达90-100m/min。
因而这种方式得到了广泛的应用。
2.链传送：
在链条上可铺放板条，构成链板式传送装置；也可以将托架（夹具）固定在链条上，随链条一起循环回转，构成托架式链条传送装置。
这种链式传送，可以是间歇的也可以是连续的。
3.吊架传送：
吊架可挂在空中自己拖动，或由链条牵引小车上的吊架来进行传送。
优点为：
主要结构在上层，因此地面比较宽敞；传送运动可有几种不同的路线，因此生产和储存都有很大的柔性；根据使用情况，吊架的精度要求可高可低，如果仅作传送之用，则精度要求不必太严格；吊架的维修保养方便；由于运送时工件位置垂直于地面，因此上料十分方便。
4.台车传送：
台车有两种，即牵引台车和自行台车。
台车经常用于运载成型夹具，亦能承担工位与工位之间单纯的工件和夹具的传送。
优点为：
传送速度快，生产效率高；使用不同的台车，可加工不同的工件；可从线上取下来进行保养和维修，而不需要把整条线停止使用。
5.机械手传送：
生产线也经常利用机械手进行工件的传送。
七、生产线的组织形式
生产线的组织形式一般可分为固定式和移动式两种。
固定式生产线，是将零部件的全部拆卸或装配工作安排在一个固定的工作地点进行，工作过程中位置不变，所需要的零部件都汇集在工作地点附近，由一组工人去完成。
这种方式，需要较大的生产面积和技术水平较高的工人，生产周期较长，仅使用于小批量生产。
移动式生产线：
是将零部件置于生产线上，通过连续或间歇的移动使其顺次经过各点，以完成全部工作。
采用移动式生产线时，工作容分得较细，每个工作地点重复完成固定的工序，广泛采用专用的设备和工具，生产效率很高，适宜于成批大量生产。
第2章货车转向架检修流水线工艺
2.1国外现状分析
2.1.1国现状
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下，对生产的物流和人的作用进行综合的研究，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。
发展机械自动化技术，必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，广泛采用程序数控机床，以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。
用可编程序控制器改造通用机床、专用机床、组合机床及其自动设备与半自动设备组成的生产线，把计算机功能完备、编程灵活、适应性强的优点和继电器控制简单、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，实现全生产线自动化作业。
在大量生产的情况下，流水生产线由于能将高度的对象专业化的生产组织和劳动对象的平行移动方式有机地结合起来，是一种较好的被广泛采用的生产组织形式。
2.1.2国际现状
国外的工业发展史告诉我们，实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。
当机器的操作采用自动控制器后，生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制（传统）自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。
只有建立了自动化工厂后，生产过程才能全盘自动化，才能使生产率全面提高，达到自动化的高级理想阶段。
国外车辆检修通常采用单流水线生产。
单流水线生产方式常用于生产多品种、小批量产品的生产，效率极高。
单流水线生产方式的特点：
1.作业或工序形成流水方式；
2.按每一产品决定工艺路线，以减少不必要的工序；
3.在可能围，将每个工序的作业量或作业时间均衡化，这样能使作业标准化，避免各工序及工序之间的浪费，从而提高生产效率。
日本JR东海公司名古屋工厂担负着该公司管辖的12条既有线运用车辆的检修任务，1年定检及大修车辆约500辆。
经过设备的改进与检修工艺的重新设计，消除了该工序作业拥挤的状况，实现了车体检修工序的生产线化，从而大幅度地提高了生产效率。
但由于其生产特征是多品种小批量，每天工作量波动较大，形不成有节拍的流水作业。
2.2检修流水线可行型分析
原有转向架检修流水线难以满足新型转向架的检修要求，在转向架检修过程中存在很多的问题。
2.2.1检修中存在的问题
一、转8A型转向架
检修时未能完全做到摇枕侧架分离检修，侧架裂纹、承载鞍支承面磨耗焊修时不能做到平焊作业。
摇枕斜锲摩擦面检修时未能做到翻转焊接，一方面难以确保焊接质量，另一方面检验人员也难以进行质量检查。
二、转8AG型、转8G型、转K2型转向架
转8AG型、转8G型转向架不分解交叉杆时又费时费力，并且重新组装后难以达到出厂时的组装质量。
转8AG型、转8G型、转K2型转向架均为带交叉杆的转向架，目前交叉杆故障增多，分解概率很大，并且摇枕挡表面、侧架立柱磨耗板焊缝裂纹延及侧等部位均需分解交叉杆才能方便检修，原有转向架检修工艺线难以满足大量交叉杆分解组装的要求。
三、摆动式转向架
分解摇动座及弹簧托板时，很多车辆段借用天车在固定位置进行分解，而且构架未能在构架翻转机上进行翻转检查。
转K4型等转向架构架冲洗后摇枕有积水，不易流出，当其上翻转机进行翻转检查时，积水流出，影响翻转检查，难以发现裂纹。
2.2.2转向架检修工艺流程
转向架除摇枕、侧架以及承载鞍、斜锲和枕簧三小件实行就地检修外，其他配件如下心盘、制动梁、固定杠杆、固定杠杆支点、移动杠杆、下拉杆、摇动座、弹簧托板和下旁承等进行异地检测和集中加修。
其流程图如图2-1所示。
图2-1货车转向架检修流程图
第3章转向架流水线作业过程
3.1检修作业方式
转向架检修采用流水作业法时，其流水线形式通常以运载转向架所用检修小车的输送方式来区分，大致可归为4种。
1、转向架检修小车地道回送型的流水作业线。
此种流水线的作业程序是：
转向架在大分解工位大分解后，摇枕、侧架连同附属装置由库的起重机吊运到拆制动梁工位的转向架检修小车上，小车沿地面轨道流动，在拆制动梁工位至大组装工位的各个不同工位上对转向架进行不同容的检修，然后再用起重机将工作物吊往小组装工位进行大组装，检修小车则由升降机送入地道，小车靠地道轨面的坡度自动溜到另一端的升降机上，由升降机送到地面的拆制动梁工位继续接受任务。
检修小车有节奏的流动是靠电动机、变速机构、卷筒、钢丝绳及固定在钢丝绳上的拨杆所组成的牵引机构推送的（靠拨杆推送）。
这种方案的工艺布置紧凑，占地面积少，但在总体布置上不易合理安排，在地道施工时还要有防水措施，造价高，使用中易出故障。
若不是受面积限制必须这样布置，一般较少采用。
2、转向架检修小车平移回送型的流水作业线。
这种流水作业方式的检修小车在拆制动梁工位接受由大分解工位吊来的摇枕、侧架及其附属装置后，从拆制动梁工位按规定要求流向大组装工位的移动是通过地面上的专用股道进行的。
检修小车从大组装工位向拆制动梁工位的回送是通过与股道相干行的专用股道而进行的。
流水主线与小车回送股道之间的端部安装着移车台，检修小车是通过该移车台送往邻线的。
此种型式与前一种相比，容易施工，总体布置也容易安排，但占地较长。
3、转向架检修小车小环形回送型的流水作业线。
该型流水作业线的特点是转向架检修小车采用小型直流电机驱动，可使检修小车在环形线上自由移动。
由于小车进行的环形轨道半径小，故转向架配件的检修作业及其工艺装备均可布置在环形轨道以外。
为了在任何工位上都能操纵转向架检修小车的运转，有些段采用载波遥控的控制方式。
由于采用这种控制方式中的瓷滤波器容易损坏，需经常检修更换，因此，有些车辆段不采用这种控制方式，而是在小车上装用脚踏开关直接控制。
4、转向架检修小车大环形回送型的流水作业线。
该型流水作业线的特点是转向架主要配件加修的作业区可合理地布置在作业线近旁，这可以减少配件的搬运工作量。
如制动梁检修，摇枕弹簧及弹簧托板的检修，摇枕、侧架的检修等作业区均可布置在转向架检修作业的环形轨道圈之。
这就使配件加修间的建筑面积可以大大减少。
但是有些配件还需送往其他车间进行加修或补充新配件，这样，在运送此部分配件时将与小车进行的环形轨道产生交叉，相互干扰。
3.2检修线硬件设施
3.2.1所需设备
检修转向架时，大都采用专用机械设备，不仅提高检修效率、检修质量，还对改善劳动条件起了很大的作用。
其中主要设备有：
冲洗机、钢丝绳牵引传送带、电动转盘、电动架车机和侧架摇枕翻转机等，其细分设备如下所示：
1、悬挂式转向架检修流水线
制动梁拆装悬臂吊
2、上下件自定位浮动小车
弹簧托板输送线
弹簧托板移动小车
弹簧托板分解组装台
拆分组装侧移滑台
拆分组装横移工装
交叉杆拆装移动小车
3、转向架翻转检查机
八字面焊修工装（整体式）
八字面焊修工装（分离式）
4、转向架分解组装台
摇枕侧架水平翻转焊修工装
侧架垂直翻转焊修工装
侧架滑槽磨耗板
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