一种转向架侧梁腔体表面调凹陷的装置及方法与流程

本发明公开了一种工件表面凹陷调整装置及方法，具体的涉及一种转向架侧梁腔体表面调凹陷的装置及方法。

背景技术：

发明人发现，在转向架侧梁构架整体焊接及调修后，受结构内应力影响，易造成转向架侧梁腔体表面变形，进而形成凹陷，造成工件表面平面度无法满足要求，但是在该领域目前无相应成熟且快捷的调修方法。

技术实现要素：

针对上述背景技术部分所描述的技术问题，本发明的第一目的是提供一种转向架侧梁腔体表面调凹陷的装置，解决轨道车辆腔体结构表面凹陷问题，提高产品外观质量，降低因部件表面凹陷造成的报废。

本发明的第二发明目的是提供一种转向架侧梁腔体表面调凹陷的方法，该方法可以实现车辆结构表面的凹陷调整。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种转向架侧梁腔体表面调凹陷的装置，包括固定件、调节件、止档件和支撑件；

所述的支撑件设置于转向架侧梁凹陷位置的两侧，用于支撑止档件；

所述的止档件放置在支撑件上，对调节件的轴线位移进行限位；

所述的固定件，其一端固定于转向架侧梁的凹陷位置，另外一端穿过止档件，与调节件螺纹配合，通过旋转调节件对固定件施加与凹陷相反方向的拉拔力，实现凹陷的调整。

作为进一步技术方案，所述的转向架侧梁腔体表面调凹陷的装置还包括加热装置，所述的加热装置用于对转向架侧梁的凹陷区域以及周围进行加热，使其达到设定的温度。

作为进一步技术方案，所述的转向架侧梁腔体表面调凹陷的装置还包括测温装置，所述的测温装置用于检测凹陷区域以及周围加热的温度。

作为进一步技术方案，所述调节件顶部设有一个与其垂直的手柄。

第二方面，本发明的实施例提供了一种转向架侧梁腔体表面调凹陷的方法，如下；

将拉拔装置固定在转向架侧梁的凹陷部位；

对转向架侧梁的凹陷区域及周围进行加热，加热到设定温度；

利用拉拔装置拉拔凹陷部位；

冷却至设定温度，拆除拉拔装置，进行表面处理。

作为进一步的技术方案，所述的将拉拔装置固定在转向架侧梁的凹陷部位，具体如下：

将固定件一端固定在转向架侧梁的凹陷部位；在转向架侧梁凹陷位置的两侧设置支撑件；在支撑件上放置止档件，且固定件的另外一端穿过止档件；将调节件与止档件通过螺纹配合。

作为进一步的技术方案，通过控制调节件的旋转圈数，实现对拉拔力大小的调整。

作为进一步的技术方案，所述拉拔力的大小根据凹陷深度及回弹系数进行调整。

作为进一步的技术方案，在拉拔的过程中，同时观察转向架侧梁表面状态，并辅助检测凹陷周围平面度，行程达到反弹量后停止拉拔。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

本发明通过设计调凹装置以及调凹方法，可以实现转向架侧梁的凹陷精确调整。具体的，通过已知的凹陷深度乘以反弹系数来计算需固定件向上移动的行程，固定件向上行程再转换成调节件的待旋转圈数，进而通过控制调节件的旋转圈数，实现对凹陷的精确调整；本发明解决轨道车辆腔体结构表面凹陷问题，提高产品外观质量，降低因部件表面凹陷造成的报废。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明公开的一个或者多个实施例中公开的的调凹装置的三维结构示意图；

图2是本发明公开的一个或者多个实施例中公开的调凹装置的主视图；

图3是本发明公开的一个或者多个实施例中公开的调凹装置的左视图；

图4是本发明公开的一个或者多个实施例中公开的调凹装置的俯视图；

图5、图6是本发明整体调凹状态示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；其中，1调节杆，2调节柱，3支撑垫板，4支撑块，5固定杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

正如背景技术所介绍的，现有技术中的转向架侧梁构架整体焊接及调修后，受结构内应力影响，易造成侧梁腔体表面变形凹陷，造成转向架侧梁表面平面度无法满足要求。但目前无相应成熟且快捷的调修方法，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种转向架侧梁腔体表面调凹陷的方法及装置。

下面结合具体的附图1-图4对本发明中提出的调凹方法用到的装置进行说明，本发明提出的调凹方法采用的装置包括拉拔装置、止挡装置、支撑装置、测温装置、表面打磨装置、加热装置等。其中拉拔装置，其焊接在凹陷部位，在凹陷区域被加热到一定温度后，通过拉拔装置对凹陷部位进行拉拔，实现凹陷部位的回位，需要注意的是，在拉拔过程中，拉拔力的大小根据转向架的材料、钢板的厚度、凹陷部位的面积大小、凹陷深度、反弹系数等进行确定。止挡装置对拉拔装置进行限位，支撑装置用于支撑止档装置和拉拔装置。

在本实施例中，拉拔装置主要包括调整杆1、调节柱2和固定杆5，所述的调节柱1的底面向内加工有一个内螺纹孔，且内螺纹孔的轴线与调节杆的轴线在一条直线上，或者是略有偏差，但是在实际加工时，尽可能保证内螺纹孔的轴线与调节杆的轴线平行，以保证拉拔力的方向与调整杆的轴线可以同轴或者平行。固定杆5的一端设有外螺纹，固定杆5的另外一端设有一个连接柱；固定杆5的外螺纹与调节柱2的内螺纹孔的内螺纹配合，实现调节柱2和固定杆5之间的螺纹配合；固定杆5的连接柱用于焊接在侧梁的凹陷位置；实际调凹时，给调节柱2一个转动力，调节柱2进行旋转，但是由于调节柱2在轴向方向通过止档装置止档，因此其只能是原位旋转，其在原位旋转的过程中，实现对固定杆带着凹陷部位向与凹陷方向相反的方向移动，最后实现对凹陷部位的拉拔。

进一步的，为了方便对调节柱2进行旋转，本实施例中，在调节柱2的顶部插装一个调整杆1，调整杆1的轴线与调节柱2轴线垂直或者基本垂直，施工人员通过旋转调节杆1，给调节柱2一个转动力。不难理解的，在其他实施例中，调节杆1还可以直接焊接在调节柱2的顶部，调节杆1为常见的手柄。

在本实施例中，止挡装置为一个支撑垫板3，支撑垫板3为一个矩形结构，在所述的支撑垫板3上设有一个长条状的通孔，所述的固定杆5的螺纹端穿过通孔与调整杆1配合，止挡装置的作用一方面是可以对固定杆5的位置进行定位，另外一方面可以对调节柱2的轴线运动方向进行限位，实现拉拔。

当然不难理解的，在其他实施例中，支撑垫板3的形状还可以是正方形，或者其他不规则形状。

当然不难理解的，在其他实施例中，支撑垫板3的通孔的形状还可以是椭圆形的或者其他形状。进一步的，考虑到拆卸的便利性，通孔为半封闭的通孔，即通孔沿着支撑垫板3的侧面向内加工而成。在本实施例中，沿着支撑垫板3的左侧面向内加工形成通孔。

此外，具体设计通孔的宽度时，要求通孔的宽度略大于固定杆的直径，使得固定杆可以刚好穿过，实现对固定杆的定位，同时要求其小于调节杆1的底面的半径；因为如果通孔的宽度太宽一方面起不到对固定杆5定位的作用，另外一方面无法对调节杆1轴向限位，而太窄固定杆5无法穿过。至于通孔的长度可以随意设置，但是为了实现在不移动支腿的情况下，可以对多个凹陷位置的调整，可以将通孔的长度设置的长一点，在需要对下一个位置进行凹陷调整时，仅仅沿着通孔移动拉拔装置的位置即可实现对下一个位置的凹陷调整。

在本实施例中，上述支撑装置为两个支撑块4，两个支撑块4的形状类似于矩形，当然其形状不限于本实施例公开的矩形。两个支撑块4主要是用于支撑止挡装置，支撑块4的底面与转向架侧梁待调整面接触(具体的，其一般放置在转向架侧梁待调整凹陷位置的两侧)，支撑块4的顶面与支撑垫板3接触，即支撑垫板3放置在两个支撑块4上。

进一步的，如果考虑支撑的稳定性，则支撑块4的底面形状与转向架侧梁待调整凹陷位置的两侧的形状尽量要匹配，例如，待调整位置两侧为内凹的圆弧面，则支撑块的底面为一个外凸的圆弧面；待调整位置两侧为外凸的圆弧面，则支撑块的底面为一个内凹的圆弧面，如果是待调整位置两侧为平面，则支撑块的底面为一个平面，例如本实施例中图示所示的形状。

进一步的，如果考虑支撑的稳定性，支撑块4的顶面可以尽可能的设计为一个平面，支撑垫板3的底面也设计成一个平面，支撑垫板3可以平稳的放置在两个支撑块4上，且为了进一步保证整个装置的稳定性，支撑垫板3与两个支撑块4可以固定在一起，例如可以通过螺钉等连接件可拆卸的连接在一起，也可以直接焊接在一起或者是一体成型，但是优选的方案是两者可拆卸的连接在一起，实现支撑垫板3的重复利用，因为支撑块4可能会根据待调凹面的形状不同进行替换，但是支撑垫板3在本装置中是可以重复利用的部件，因此，建议支撑垫板3与支撑块4之间可拆卸连接在一起。

进一步的，本实施例在调凹过程中，还需要测温装置配合检测凹陷区域的加热温度，因此在调凹过程中，需要使用到测温装置进行测温，测温装置可选择接触式测量装置，也可以选择非接触式测温装置；但是需要说明的是，测温装置优选采用非接触式测温装置，例如常见的红外测温仪，采用非接触式测温装置可以减少对转向架侧梁的影响。

进一步的，本实施例在调凹过程中，还需要表面打磨装置对调凹后的表面进行打磨，具体的可以采用手动打磨装置进行打磨，也可以采用自动打磨机进行打磨，具体的根据实际需要进行选择。目前常见的自动打磨装置有自动砂轮机。

进一步的，本实施例在调凹过程中，还需要加热装置对侧梁的凹陷区域进行加热，本实施例中，采用带有喷火嘴的火焰加热装置进行加热，且为了加热的灵活性，喷火嘴通过一个手动夹持装置夹持，实现其位置可调。

下面结合具体实施例对本发明提出的调凹方法进行说明。

目前，常见的转向架材料为碳钢、耐候钢，例如常见的q235、q345、s355j2系列钢材；加工转向架钢板一般采用厚度＜16mm钢板或钢管，比较常见的板材厚度为6～16mm；在加工过程中，转向架侧梁构架整体焊接及调修后，受结构内应力影响，易造成侧梁腔体表面变形形成凹陷，造成转向架侧梁表面平面度无法满足要求。本实施例基于此，提出了一种凹陷调整方法，本方法适用于凹陷半径＞25mm、凹陷深度在1mm～10mm左右的凹陷调修范围。现有侧梁的凹陷最大半径在500mm，本方法可以应用于该尺寸范围内的调修。

此外，在凹陷调整完后，转向架侧梁会有一个反弹，反弹系数大小跟凹陷深度、凹陷面积、凹陷板材厚度有关，原则上深度越深、面积越大、板材越厚，反弹系数就会越大，对应行程就越大。根据实际经验，反弹系数一般在1.1-1.7范围内，本申请的反弹系数参考表如下：

反弹系数参考表

在采用上述装置对凹陷部位进行调修前，一般要使用深度检测尺测量凹陷深度、面积、板厚等，然后根据参数查找反弹系数大小，最后，将固定件点固焊至凹陷位置，对缺陷位置加热(红外线测温仪监测)至850～900℃，通过旋转圈数控制固定杆的行程，同时观察材料表面状态，并使用平尺辅助检测缺陷周围平面度，行程达到反弹量后停止，冷却至200℃(约20min)后拆卸工装，通过砂轮机打磨去除工装，并打磨圆弧过渡，并检测缺陷位置平面度，调修完毕。

具体的过程如下：

步骤1、使用深度检测尺测量凹陷深度、面积、板厚等，然后根据参数查找反弹系数大小，根据固定杆以及调节柱的螺纹螺距，确定此处凹陷调整过程中，调节件的旋转圈数。

步骤2组装拉拔装置，具体的，将固定杆的螺纹端与调节柱的螺纹孔配合，将调整杆插入到调节柱内。

步骤3、先将拉拔装置的固定杆的端部通过点固焊的方式，焊接到转向架凹陷部位；在具体实施时，优选的，将固定杆的端部焊接在凹陷部分的最低点；

步骤4、在凹陷部位的两侧各放置一个事先加工好的支撑块，然后在支撑块上放置支撑垫板，且优选的，将支撑垫板与支撑块固定在一起；支撑垫板的通孔卡住固定杆；组装后的结构如图5、图6所示。

步骤5、采用加热装置对凹陷区域及周围进行火焰加热，加热的同时采用红外线测温仪进行温度监测，当凹陷部位的温度被加热至850—900℃时，迅速按照设定的圈数旋转调节柱2，调节柱2在旋转过程中，固定杆拉着侧梁的凹陷部位向与凹陷方向相反的方向运动，即利用拧紧力拉拔凹陷部位；且在拉拔的过程中，同时观察材料表面状态，并使用平尺辅助检测缺陷周围平面度，行程达到反弹量后停止；

步骤5、待整个工装以及转向架侧梁冷却至200℃左右时，拆卸各装置，然后利用打磨工具打磨固定杆的点固焊焊缝，同时将点固焊连接部位打磨圆弧过渡，恢复表面状态。

需要说明的是：上述的拉拔力大小的控制方法是通过控制调节柱的旋转圈数来控制固定杆向上的行程，进而实现拉拔力大小的控制，具体的，

先计算固定杆向上运动的行程，假设行程为h，则h＝凹陷深度*反弹系数；

根据行程h确定调节柱的旋转圈数，假设调节柱和固定柱的螺纹为单线螺纹，则旋转圈数＝行程h/螺纹的导程；假设调节柱和固定柱的螺纹为双线螺纹，则旋转圈数＝行程h/(螺纹的导程*线数)。

调修时操作人员按照此旋转圈数旋转调节柱，产生拉拔力。

本发明采用拉拔理念，设计拉拔装置、止挡装置、支撑装置，采用焊接连接拉拔装置与凹陷部位，辅助火焰加热，利用螺纹拧紧力，拉拔凹陷部位。通过上述的方法以及装置相互配合，解决轨道车辆腔体结构表面凹陷问题，形成一种调凹的方法，提高产品外观质量，降低因部件表面凹陷造成的报废。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。