铁路车辆转向架安全索工艺工装设计及性能研究48文档格式.docx

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铁路车辆转向架安全索工艺、工装设计及性能研究

Studyontheprocess,toolingdesignandperformanceofthesafetycablesteeringframeofrailwayvehicle

学生姓名：

靳志宇

校内导师及职称：

单丽君教授

企业导师及职称：

张鹏高级工程师

工程领域：

机械工程

研究方向：

新型机械传动及计算机仿真技术

论文类型：

应用研究

申请学位：

工程硕士

论文答辩日期：

201年

月

日

学位授予单位：

大连交通大学

摘要

安全索是铁路车辆转向架上的一种重要配件，特别是用于转K2型转向架及转K6型转向架。

安全索检查规定:

每500条安全索中随机抽出3条进行实验，如有不合格的,再随机抽出6条进行实验,如还有不合格的,那么这500条全部报废。

出现少量的不合格品出现就会造成大量的安全索被报废，造成极大的成本浪费，合格率要求较高。

而本单位以前生产安全索时常出现不合格品，加上成批报废的，废品率达到15%左右。

安全索每车需求8条，公司全年需要用9万条左右的安全索，由于生产能力不足，需要大量外购安全索。

原来的工艺和工装根本不能满足生产需要，只有进行改变才能满足要求。

本文将对原有工艺和工装进行分析，对原有工艺、工装进行分析研究，优化生产工艺，设计合理的工装。

对端头、接头挤压前和挤压后的尺寸进行计算，对工装尺寸进行计算对不同接头材质的加工情况进行测试，对工装进行虚拟建模、加工、组装、分析，设计合理的工装。

测试不同材质和尺寸的工装对配件质量的影响，不同的硬度和其他要求对工装使用期的影响。

预计设计合理的工艺和工装后可以提高1倍以上的生产效率，节约14%的生产成本，缩短工装生产周期。

并为以后其他公司生产安全索进行工艺改进和工装设计时提供一点帮助。

关键词：

安全索；

工艺；

工装设计；

性能研究

Abstract

Thesafetycableisanimportantaccessorysteeringrackrailwayvehicle,especiallyfortheZhuanK2BogiesandZhuanK6bogies.Thesafetycableinspectionregulation:

every500safetycablerandomly3experiments,suchasunqualified,thenrandomlydrawnfrom6experiments,ifstillnotqualified,sothese500arediscarded.Asmallamountofsubstandardgoodswillcausethesafetycableisalargeamountofwaste,causinggreatwaste,requireahigherrateofqualified.Theunitbeforetheproductionofsecuritycableoftenappearunqualifiedproducts,plusbatchscrap,scrapratereachedabout15%.Thesafetycableeveryvehicleneeds8,yearthecompanyneedsabout90000securitycable,duetoinsufficientproductioncapacity,needsalotofoutsourcingthesafetycable.Artandtheoriginalchargecannotmeettheneedofproduction,onlytochangeinordertomeetthedemand.

Thispaperwillbeinstalledtocarryontheanalysistotheoriginaltechnologyandengineering,installationoforiginaltechnology,engineering,andoptimizetheproductionprocess,therationaldesignoftooling.Intheend,thesizeoftheconnectionbeforeextrusionandextrusionwerecalculated,thetoolingdimensioniscalculatedfordifferentprocessingjointmaterialtest,thetoolingvirtualmodeling,processing,assembly,analysis,rationaldesignoftooling.Thetestofdifferentmaterialsandsizesoftoolingeffectonpartsquality,effectofdifferenthardnessandotherrequirementsofthetooluseperiod.Isartanddesignreasonableloadingcanbeincreasedtomorethan1timestheproductionefficiency,save14%ofthecostofproduction,shortenthetoolingproductioncycle.Andforothercompanyproductionsafetycabletheimprovementoftheprocessandtoolingdesigntoprovidealittlehelp.

Keywords:

safetycable;

technology;

fixturedesign;

PerformanceResearch

绪论

随着社会的进步与技术的发展，铁路车辆行业也在不断的进步，为了更好的提高配件产品质量和生产效率，技术人员不断探索和总结，以求更好的满足社会需要。

本公司紧跟社会发展的脚步公司领导要求各单位要不断的创新，对以往生产不能满足需求的配件工艺和工装进行改进。

公司前几年每年要新制和检修货车每年约1.5万左右，新制车辆每车需要安全索8根，检修车更换率约为60%，实际每年需要用9万条左右的安全索，由于本单位生产能力不足，全年只能生产5万多件安全索，需要大量外购安全索，远不能满足生产需要。

铁路车辆转向架安全索是铁路车辆上的一种重要配件，安全索由2根钢丝绳、2个端头和7个接头组成，端头材质BL2，接头材质6063-O，钢丝绳4ZBB6x19+1WS1770ZS满足〈GB/T8918-1996〉。

常用于铁路车辆的转向架，特别是用于转K2型转向架及转K6型转向架（转K2型转向架及转K6型转向架由齐齐哈尔铁路车辆（集团）有限责任公司设计开发，能够适应铁路货车提速、重载的要求，改善转向架运行品质，延长车辆检修周期和使用寿命）。

车辆运行过程中，转向架上的交叉杆有可能断裂或脱落，一旦类似现象就会导致行车恶性事故的发生。

所以安全索的作用是防止转向架的交叉杆在运行中脱落，起着避免脱轨事故发生的安全保护作用。

安全索表面涂黑色厚浆醇酸漆，有极强的防腐蚀性。

使用时用安全索两端分别从交叉杆和制动梁左右传过，包围后将端头插过安全索各端第一个接头后两根钢丝绳中间，穿插成环状形成锁扣，这样如果交叉杆断裂或脱落，安全索也可以将交叉杆套住，防止脱落，形成事故。

在转K2型转向架及转K6型转向架中采用了安全索和安全链双重安全保证措施，但经过长时间的行驶，安全链的卡子易造成松动，所以安全索的作用不可忽视。

安全索的实际重量仅为0.17KG，体积也较小，在车辆高速运行中不会对交叉杆和制动梁造成损伤，具有较强的实用性和安全性。

安全索由钢丝绳、接头、端头组成，安全索的钢丝绳的两端采用端头连接，应用时将端头两端分别穿过各端钢丝绳与接头的第一段连接处，连接成一个圆环形形成一个索套。

钢丝绳两端各连接一个端头，两根钢丝绳用七根接头连接到一起，共同分担拉力。

所以安全索的生产工艺主要为钢丝绳与金属连接的工艺，由于安全索的钢丝绳直径较小，所以承受的拉力也较小。

目前市面上大部分应用的钢丝绳都为直径较大的钢丝绳。

所以本文对钢丝绳直径较小的钢丝绳连接和紧固方面有一些指导意义。

转向架是车辆走行部的零部件和装置组装而成的独立部件，作用为起支承车体、转向和制动，并保证机车车辆在轨道上安全平稳地运行。

此外，机车转向架还起驱动作用。

组成转向架的零部件有轮对、轴箱装置、弹簧悬挂装置（见机车车辆弹簧悬挂装置）、基础制动装置、构架或侧架、摇枕等；

在机车和动车的转向架上还有驱动装置。

转K2型转向架轴重21t、用于运行度为120km/h的各型铁路货车。

转K6型转向架轴重25t、重载通用主型货车转向架，既可用于各种25t轴重专用货车也，可用于25t轴重通用棚、敞、平、罐车。

钢丝绳被广泛应用于机械、采矿、造船、冶金和建筑等多种行业，具有强度好、自重轻、弹性高及绕性好等优点。

钢丝绳的材质采用碳素钢丝为原料,经多道工序加工而成的机械元件,钢丝绳的钢丝强度一般可达1400-2000MPa,大约是低碳丝的5倍。

钢丝绳为便于使用,经常用接头进行连接，连接处应牢固可靠。

钢丝绳的强度较高,所以对接头的强度也有很高的要求，常用的接头有6种形式:

（1）斜楔夹套；

（2）钢套中浇注低熔点合金；

（3）U型绳卡；

（4）钢压套；

5）铝压套；

（6）编结。

其中,钢套中浇注低熔点合金时易引起钢丝回复软化,使强度降低；

用U型绳长时接头长，绳卡的数量多,而且对粗直径钢绳不能做到等强度连接，绳卡承载能力只能达到钢丝绳钢丝绳载荷的80%。

，而我国经常使用的方式是倒正交替装夹,绳卡实际承载能力一般也只能达到钢丝绳载荷的60一70%；

钢压套的优点在于端头的一边可以作成销孔的形式,但压套成形工艺不易掌握；

铝套与钢丝绳的摩擦力最大,在铝套外部施加挤压力后,使之在常温下塑性变形,冷压成型时所需压力小,加工简便,使用可靠,减少钢丝绳的装夹余量,节约钢丝绳。

接头强度都可100%满足钢绳额定拉断载荷，使钢丝绳不会从接头中滑出来；

编结法是:

普遍常用的一种有效接头方法,可使用到钢丝绳载荷的70%-80%。

铝作为一种轻金属，产地相当广泛。

铝为银白色，面心立方结构，拥有有较高的可塑性，挤压时成形容易，在潮湿空气中能自动形成一层氧化膜防止金属腐蚀。

纯铝很软，强度不大，延展性比较优越，可以轧制成箔片或拉拔成细丝，主要用在制造电缆、电线以及包装业。

随着现代工业的发展，对零件强度要求越来越高，纯铝越来越不能满足现代工业的需求，于是促进了铝合金的诞生，得到一系列的铝合金，既能保持纯铝质量轻等优点还能具有较高的强度。

铝合金按生产工艺划分，可以分为铸造铝合金和变形铝合金。

变形铝合金和铸造铝合金还都可以分为热处理型合金和非热处理型合金。

本文安全索上用到的6063-O铝合金为变形铝合金，其优点在于质量轻、耐蚀性好、成形较好、比强度高、资源丰