侧梁轴箱安装面焊接防变形装置及防焊接变形的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轨道车辆转向架侧梁轴箱安装面的防焊接变形工艺方法领域，具体涉及一种侧梁轴箱安装面焊接防变形装置及防焊接变形的方法。
【背景技术】
[0002]如图1至图3所示，在轨道客车的转向架侧梁上，左、右各有一个轴箱安装位，轴箱安装位是梯形结构，其中，内侧安装面1-1和外侧安装面1-2分别用于悬挂和固定侧梁轴箱。按照设计要求，内侧安装面1-1和外侧安装面1-2与水平面所呈倾角均为α，以便与轴箱两侧的梯形外端面匹配。
[0003]然而，转向架侧梁上的梯形轴箱安装位在组焊冷却后会发生收缩变形，如图3所示，外侧安装面1-2上端的圆弧段1-3经常在焊接冷却后收缩过量，导致外侧安装面1-2与水平面所呈的实际角度为β，经测量和统计，通常β = α-l度。这种焊接冷却后的收缩变形将导致侧梁上的轴箱安装位无法与与轴箱两侧的梯形外端面匹配，不符合理论设计要求。
[0004]另一方面，传统的焊接够矫形方法一般采用焊后火焰热调修的方式，通过对工件局部区域按一定形状加热，使其在冷却收缩后想预期方向重新获得一定量的新的相变量，以期尽可能恢复工件设计原始尺寸，并改善工件在线性尺寸、角度及平面度等方面的偏差。然而，传统在侧梁焊接后的矫形过程不仅精度不高而且费时费力。
【发明内容】
[0005]为了解决现有侧梁上的圆弧段在焊接冷却后常常收缩过量，这种焊接后的收缩变形将导致侧梁上的轴箱安装位无法与轴箱两侧的梯形外端面匹配，同时，传统在侧梁焊接后的矫形过程不仅精度不高而且费时费力的问题的技术问题，本发明提供一种侧梁轴箱安装面焊接防变形装置及防焊接变形的方法。
[0006]本发明解决技术问题所采取的技术方案如下:
[0007]侧梁轴箱安装面焊接防变形装置，其包括梯形支座、跨接框架、压紧装置、销轴和两个锁紧螺栓，梯形支座包括内侧支撑面、外侧支撑面和梯形底座，所述内侧支撑面和外侧支撑面分别固连于梯形底座两侧的梯形端面上；所述跨接框架包括两个竖直连杆和一个水平连杆，所述两个竖直连杆和一个水平连杆共面，水平连杆的两端分别与两个竖直连杆的顶端轴连；所述水平连杆的中部设有贯通的竖直螺孔；压紧装置包括螺杆、手柄和端堵，所述螺杆的上端垂直固连于手柄的中心，二者形成字母T字形的结构；所述螺杆与水平连杆中部的螺孔螺纹连接，端堵固连于螺杆的下端；所述梯形底座前、后两个端面的中心设有贯通的中心通孔；销轴贯穿梯形底座的中心通孔；销轴光杆段的外端设有螺纹段，两个销轴的光杆段分别与一个对应竖直连杆的下端轴连，两个销轴的螺纹段则分别与一个锁紧螺栓螺纹连接。
[0008]所述内侧支撑面与梯形底座的夹角为α，外侧支撑面与梯形底座的夹角为Y，并且 γ = α +1。。
[0009]所述跨接框架还可以由竖直连杆、丁字形销轴螺杆、短竖直连杆和水平销孔连杆构成，所述竖直连杆和短竖直连杆共面；水平销孔连杆上设有贯通的竖直螺孔和长槽通孔，水平销孔连杆的一端设有铰轴座，所述竖直螺孔位于长槽通孔和铰轴座二者之间；所述丁字形销轴螺杆包括螺母、竖直螺杆和水平销轴，竖直螺杆与水平销轴呈丁字形连接，其二者一体成型；螺母与竖直螺杆螺纹连接；
[0010]所述竖直螺杆的下端穿过长槽通孔，水平销轴与短竖直连杆的顶端轴连；螺杆与水平销孔连杆中段的竖直螺孔螺纹连接，水平销孔连杆的铰轴座与竖直连杆的顶端轴连。
[0011]侧梁轴箱安装面防焊接变形的方法，其包括如下步骤:
[0012]步骤一:分别准备两套本发明的防变形装置，并将每一个防变形装置中的两个锁紧螺栓和对应的竖直连杆均从销轴上临时卸下；
[0013]步骤二:从下方向转向架侧梁左侧梯形的轴箱安装位中装入一个梯形支座，并使梯形支座两侧的内侧支撑面和外侧支撑面分别与侧梁轴箱安装位中的内侧安装面和外侧安装面对齐和接触；
[0014]步骤三:使跨接框架从侧梁左侧的轴箱安装位上方跨过，并使竖直连杆位于梯形支座的两侧，同时，使水平连杆位于侧梁的上方；
[0015]步骤四:分别将跨接框架两侧的竖直连杆与销轴上的光杆段轴连，并重新将两个锁紧螺栓同销轴的两端螺纹连接和锁紧；
[0016]步骤五:通过手柄转动螺杆，使螺杆从水平连杆中部的螺孔中向下伸长，并使端堵与侧梁的上端面接触；
[0017]步骤六:进一步通过端堵顶紧侧梁的上端面，此时，侧梁与梯形支座将发生相对运动；位于梯形支座两侧的内侧支撑面和外侧支撑面将分别沿着内侧安装面和外侧安装面向上滑动；当内侧支撑面和外侧支撑面均与对应的内侧安装面和外侧安装面紧密贴合时，第一套防变形装置的安装过程结束；
[0018]步骤七:重复步骤二至步骤六的过程，用同样的方法向侧梁右侧的梯形轴箱安装位中装入另外一套防变形装置；
[0019]步骤八:按照常规转向架焊接方法，完成对侧梁的全部焊缝的焊接过程；
[0020]步骤九:保持侧梁及其两套防变形装置不动，使侧梁自然冷却至常温；
[0021]步骤十:分别将每一个防变形装置中的两个锁紧螺栓和对应的竖直连杆均从销轴上临时卸下，并从侧梁的左、右两个轴箱安装位中分别取下对应的梯形支座；再逆向旋转手柄使螺杆带动端堵重新靠近水平连杆；最后，再次将锁紧螺栓和对应的竖直连杆均从销轴轴连，使两套防变形装置均恢复至使用前的初始状态；至此，即完成了侧梁轴箱焊接防变形的整个过程。
[0022]本发明的有益效果是:该侧梁轴箱安装面焊接防变形装置及防焊接变形的方法通过制作和使用一种防变形装置对可能发生形变的轴箱安装位的两个侧壁分别支撑，并可以通过具有丝杠作用的螺杆做出贴合度的适当调整。该防变形装置中的一个梯形支撑面根据侧梁冷却变形时的通常收缩率反向预置了带有额外角度补偿的外侧支撑面，从而在侧梁工件的焊接过程中可以初步保证其变形角度，侧梁工件在完成焊接并冷却后，其进一步的收缩变形角度量刚好与外侧支撑面预置的反向补偿角度抵消，从而直接达到预期的理论尺寸公差要求。从根本上避免了传统火焰加热调修效率低、精度差，操作繁琐且费时费力的问题。
【附图说明】
[0023]图1是转向架侧梁及其左、右轴箱安装位的结构示意图；
[0024]图2是图1的立体视图；
[0025]图3是图2中I部分的局部放大图；
[0026]图4是本发明侧梁轴箱安装面焊接防变形装置的立体图；
[0027]图5是图4的右视图；
[0028]图6是图4的后视图；
[0029]图7是本发明竖直连杆的立体图；
[0030]图8是本发明水平连杆的立体图；
[0031]图9是本发明跨接框架的另一种结构示意图；
[0032]图10是本发明短竖直连杆的立体图；
[0033]图11是本发明丁字形销轴螺杆的立体图；
[0034]图12是本发明水平销孔连杆的立体图；
[0035]图13是本发明侧梁轴箱安装面焊接防变形装置的应用示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0037]如图4至图9所示，本发明侧梁轴箱安装面焊接防变形装置包括梯形支座2、跨接框架3、压紧装置4、销轴5和两个锁紧螺栓6，梯形支座2包括内侧支撑面2-1、外侧支撑面
2-2和梯形底座2-3，内侧支撑面2-1和外侧支撑面2-2分别固连于梯形底座2_3两侧的梯形端面上。内侧支撑面2-1与梯形底座2-3的夹角为α，外侧支撑面2-2与梯形底座2_3的夹角为γ，并且γ = α+1°。其中，内侧支撑面2-1与梯形底座2-3的夹角α即是侧梁轴箱安装位中内侧安装面1-1理论上预期的设计倾角值。而侧梁轴箱安装位中的外侧安装面1-2与梯形底座2-3的夹角为γ，γ的角度是根据侧梁冷却变形时的通常收缩率反向预置的额外角度补偿，即补偿角为1°。
[0038]跨接框架3包括两个竖直连杆3-1和一个水平连杆3-2，两个竖直连杆3_1和一个水平连杆3-2共面，水平连杆3-2的两端分别与两个竖直连杆3-1的顶端轴连；水平连杆
3-2的中部设有贯通的竖直螺孔。
[0039]压紧装置4包括螺杆4-1、手柄4-2和端堵4_3，螺杆4_1的上端垂直固连于手柄
4-2的中心，二者形成字母T字形的结构；螺杆4-1与水平连杆3-2中部的螺孔螺纹连接，端堵4-3固连于螺杆4-1的下端。
[0040]梯形底座2-3前、后两个端面的中心设有贯通的中心通孔；销轴5贯穿梯形底座
2-3的中心通孔；销轴5光杆段的外端设有螺纹段，两个销轴5的光杆段分别与一个对应竖直连杆3-1的下端轴连，两个销轴5的螺纹段则分别与一个锁紧螺栓6螺纹连接。
[0041]跨接框架3还可以由竖直连杆3-1、丁字形销轴螺杆3-3、短竖直连杆3_4和水平销孔连杆3-5构成，所述竖直连杆3-1和短竖直连杆3-4共面；水平销孔连杆3-5上设有贯通的竖直螺孔3-5-1和长槽通孔3-5-2，水平销孔连杆3-5的一端设有铰轴座3_5_3，所述竖直螺孔3-5-1位于长槽通孔3-5-2和铰轴座3-5-3 二者之间；所述丁字形销轴螺杆3_3包括螺母3-3-1、竖直螺杆3-3-2和水平销轴3-3-3，竖直螺杆3_3_2与水平销轴3_3_3呈丁字形连接，其二者一体成型；螺母3-3-1与竖直螺杆3-3-2螺纹连接。
[0042]竖直螺杆3-3-2的下端穿过长槽通孔3-5-2，水平销轴3_3_3与短竖直连杆3_4的顶端轴连；螺杆4-1与水平销孔连杆3-5中段的竖直螺孔3-5-