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      通用型工裝的開發(fā)和推廣應用

      2021-12-30 07:39:04
      山西建筑 2021年1期
      關鍵詞:墊板道岔工裝

      王 雄

      (中鐵寶橋集團有限公司,陜西 寶雞 721000)

      1 概述

      工裝是主要用于工件在加工時的定位,它的結構和定位基準的選擇,直接影響加工質量、生產效率和成本。隨著產品加工精度要求的提高,為了確保產品質量的穩(wěn)定性,以及提高生產效率和降低制造成本,對工裝的定位精度、裝卡穩(wěn)定性、裝卡變形控制以及工裝的通用性提出了更高的要求。因此,在工裝設計過程中,要結合產品類型、產量、設備和場地情況,綜合考慮將結構相似、批量大的產品集中設計工裝,并對工裝的穩(wěn)定性、強度等采用快速建模分析驗證,在滿足產品加工精度和工期等要求的前提下,最大限度的降低工裝制造成本,減少更換工裝的輔助時間,提高工裝、場地和設備等資源的利用率。

      道岔是鐵路軌道的重要組成部分和關鍵設備,其發(fā)展的水平集中體現(xiàn)了一個國家鐵路軌道的發(fā)展水平。如何在發(fā)展的過程中,保證列車高速、安全的運行,提高列車運行的平穩(wěn)性和乘坐的舒適性,在道岔設計、制造、鋪設和運營維護過程中,全面提升研發(fā)技術水平、質量控制措施和規(guī)范相關運營維護制度,實現(xiàn)與鐵路軌道的同步發(fā)展,提高我國鐵路道岔技術水平。

      2 我國鐵路道岔現(xiàn)狀及發(fā)展

      道岔的技術水平比較集中地反映了一個國家鐵路軌道的發(fā)展水平,同時,作為衡量道岔主要性能指標的直向過岔速度和側向過岔速度,從一個方面比較集中的反映了鐵路裝備的整體水平。我國鐵路道岔工業(yè)從無到有、從小到大,道岔品種從“輕、小、老、雜”發(fā)展到具有一定規(guī)模和水平,基本同步或稍滯后于鐵路軌道的發(fā)展。鐵路多次提速工程有力的促進了道岔技術的發(fā)展,隨著客運專線建設的推進,道岔的重要作用再一次凸現(xiàn)出來。機遇極為難得,挑戰(zhàn)空前嚴峻,道岔工作者要抓住這個有利時機,努力工作,把我國鐵路道岔技術提高到新水平,為建設世界一流的客運專線做出應有的貢獻。

      鐵路跨越式發(fā)展思路為鐵路發(fā)展描繪了宏偉藍圖,在大中城市間發(fā)展客運專線,在人口稠密地區(qū)發(fā)展城際鐵路,加快形成覆蓋我國主要城市的快客運網??瓦\專線的建設為道岔技術的發(fā)展開辟了廣闊的前景,我國鐵路道岔與各工業(yè)發(fā)達國家相比,存在的差距是明顯的。我們按照“先進、成熟、經濟、實用、可靠”的技術方針,采用引進先進技術,聯(lián)合設計制造,自主設計的思路,打造中國鐵路道岔品牌。

      3 通用型工裝應用的必要性

      3.1 應用背景

      高速鐵路道岔在工廠內實際生產制造時,需模擬線路使用工況,逐組進行廠內鋪設,并安裝電務裝置進行工電聯(lián)合調試,整體滿足技術標準要求后,轉轍器部分將尖、基軌和墊板及其他連接件組裝為一個整體單元,并將直股和側股配套成對發(fā)運。轍叉部分是將翼軌、心軌及墊板和其他連接件組裝成為一個單元整體發(fā)運。這樣在線路鋪設過程中只需預留鋪設空間,將各單元件整體吊運至安裝位置,進行適當?shù)呐湔{工作即可。這樣將軌件裝配成組件整體發(fā)運,可以更好的控制產品質量,消除公差累計現(xiàn)象對線路鋪設的影響,提高鐵路線路運行的安全性、平順性和舒適性。

      隨著市場競爭力的逐漸增大,市場供求關系的變化,產品訂貨量逐漸萎縮或不平衡,導致工廠在生產制造過程中很難出現(xiàn)大批量的單種類產品生產,并且隨著道岔產品設計水平的提高,產品類型也在逐漸的轉型升級變更,產品類型數(shù)量不斷的增大。因此,在工廠的生產中,常存在多品種的小批量產品生產現(xiàn)象,且供貨周期較短。致使生產過程中需投入大量的工裝、場地和人員輔助操作工作等,無形中造成資源的浪費和工裝利用率低下的現(xiàn)象。

      目前,客專系列道岔在廠內生產過程均需逐組試鋪,模擬現(xiàn)場鋪設情況,研究設計一種通用型工裝,可滿足多個產品試鋪,將極大的解決場地占用問題,減少輔助操作,降低制造成本,也能更好的適應產品不均衡和種類多、批量小的生產狀況。道岔在廠內鋪設是模擬現(xiàn)場工況進行,在岔枕上將墊板、膠墊、鋼軌、螺栓等連接緊固件全部安裝,并模擬線路安裝電務裝置進行搬動力、動程、不足位移等情況的測試。

      國內客專系列高速道岔按速度和號碼分,其占用的場地尺寸和面積如表1所示。

      3.2 工裝結構設計

      從產品制造技術要求、結構特點、訂貨量等方面綜合考慮,將60-42號、60-18號和60-12號客專道岔轉轍器試鋪工裝進行結構優(yōu)化,使其具有一定的通用性,在不反復布置工裝的情況下,可以任意滿足三種產品左、右開別的鋪設。

      表1 主要產品試鋪場地占用面積

      通過對幾種產品結構特點的分析,基本結構上具有一定的相似性,主要不同之處在于長度不同、轉轍角不同及牽引點處岔枕間距不同。產品訂貨合同量主要是60-18號較多、60-42號和60-12號較少。結合以上兩方面的實際情況,將三種產品的左、右開別轉轍器釘孔進行合理布置,首先將60-42號的左右開別對稱布置,然后將60-18號左開和60-12號右開與60-42號轉轍器前半部分重合布置,將60-18號右開和60-12號左開與60-42號轉轍器后半部分重合布置。這樣布置以后,再隨時用于任意一種產品的試鋪,在60-42號和60-12號道岔無訂貨時,前后分別可用于60-18號道岔轉轍器的試鋪,只要有客專道岔產品的生產任務,該工裝的使用效率可達100%,且隨時具備其他客專道岔產品的試鋪。

      工裝結構的設計方面,該工裝主要由支撐調節(jié)機構、鋼岔枕橫梁、定位裝置和定位連接裝置四大部分構成。其中鋼岔枕橫梁為鋼板焊接結構件,規(guī)格為2 900 mm×300 mm×

      200 mm,主要起支撐和定位條限位作用;定位裝置是將各種產品的釘孔集中在一根長條之上,限制產品墊板鋪設位置,并在中部設計了限位定位塊,限制其左右位置,中部和兩端設計了頂絲,將定位條與鋼岔枕裝配在一起;定位連接裝置采用T型螺母和螺栓結構,將T型螺母安裝在定位長條的卡槽中,主要用于墊板的限位和緊固。

      在結構設計方面,主要考慮到整體結構強度的穩(wěn)定性、加工工藝的可行性、制造成本和后期使用維護成本以及工裝的通用性等方面,全面提高該工裝在使用方面的優(yōu)越性。在設計方面主要有以下幾方面的先進性:

      1)梁的整體結構采用鋼板焊接結構形式,縱向設計了兩塊厚度30 mm的鋼板,起主要支撐作用,兩側設計了加強筋,連接頂板和底板,使其具有更強的穩(wěn)定性。中部設計了橫向的支撐板,作為釘孔板安裝支撐板,如圖1所示。

      2)將釘孔板、緊固螺栓、螺母和橫梁分開設計,降低了加工難度,螺栓、螺母等易損件更換方便,后期使用維護成本低,如圖2所示。

      3)定位核心部位設計為可更換形式,擴大了工裝的通用性,可廣泛用于其他產品的試制試鋪工作,如圖3所示。

      4 使用方法及效果

      該工裝主要用于客專高速鐵路道岔廠內試制試鋪使用,客專道岔轉轍器通用型工裝的設計和推廣應用,可適用于多種產品的試鋪調試,具有操作簡單、精度高、使用壽命長等優(yōu)點,可極大的解決工裝利用率偏低、場地不足等問題,同時可減少大量重復性輔助操作任務,降低制造成本。

      5 結語

      通用型工裝在企業(yè)生產制造過程中具有廣泛的應用價值,在控制生產制造成本、提高生產場地利用率、減輕工人勞動強度等方面發(fā)揮著重要的作用,選用合適的結構來設計、制作工裝,為現(xiàn)場選擇合適的輔助工裝,可以充分發(fā)揮設備的潛力,為企業(yè)創(chuàng)造更大的價值。

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