承载式燃油箱钢结构组对焊接一体式工装的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机车燃油箱焊接技术领域。
【背景技术】
[0002]为满足国内大功率牵引调度机车的需求，与大牵引功率相对应的是机车各部分机构必须具备可靠的使用性能。其中底架是机车车体钢结构的下半部分，为最重要的组成部分之一，起着承载机车牵引力的至关重要作用，必须具备极高的强度和刚度。由于设计需要，燃油箱作为底架的一部分，机车柴油机安装于燃油箱上方，要求燃油箱在原有储油功能的基础上还必须具有很高的强度，在承载柴油机重量的同时起着传递机车牵引力的重要作用，定义为承载式燃油箱。
[0003]现有承载式燃油箱钢结构分为左右单片箱体(后续简称箱体)，为满足强度要求，内部设有大量筋板，且所用钢板大部分都较厚，造成了燃油箱体积大、重量大、焊缝形式复杂、焊接可达性差、焊缝质量要求高等特点。各自焊接好后进行整体组对，箱体的焊接方法为组对与焊接工序在两个胎位进行，首先将底板固定在组对平台上，划线确定各个筋板位置施点固焊，焊接好各个筋板及两侧圆弧板的焊缝并清理焊渣焊豆后加上盖板，焊好后用吊车将其翻转，吊放到另一专用焊接转胎上完成剩余焊缝的焊接。
[0004]为满足其储油功能又要求各道焊缝焊接后都必须进行清渣处理，以防杂质进入油路后发生堵塞。在生产过程中采用平台组对，完成部分连接焊缝后进行清渣，再通过吊车翻转后转移到另一专用焊接工装上才能完成结构的所有焊缝，而且由于组对平台无法转动，清理比较困难。
[0005]此种组焊方式降低生产效率，在组对平台上焊接的焊缝大部分需要立焊，耗费的工时是平焊的两倍以上，且由于角度原因清渣困难，吊车翻转工序存在极大地安全隐患。焊缝焊接质量差，如出现焊缝返修则需要浪费更多的人力和工时。员工的劳动强度较大，由于箱体焊缝的设置，需要在组对平台上完成许多焊缝，由于平台无法翻转，只能施立焊，总所周知立焊需耗费两倍以上的工时，且有些焊接位置很难达到。
[0006]组对过程缺少必要的定位装置、夹紧装置，导致各部件位置有偏差，产品各部件的位置度很难保证，导致整体组对困难，经常出现燃油箱整体组对后扭曲的情况。
[0007]因为长立板的存在，从组对平台吊起后必须经翻转方可放到焊接转胎上，吊车翻转时极其危险，经常发生箱体磕碰其他设备的情况。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型所解决的技术问题是:提高产品的质量，实现组对、焊接一体化；减轻员工的劳动强度，取消存在安全的隐患工序，保证安全生产；缩短生产周期，提高生产效率，适应机车产品的批量化生产。
[0009]本实用新型采用的技术方案是一种承载式燃油箱钢结构组对焊接一体式工装，燃油箱包括底板、立板，工装包括箱型梁装配、变位机、定位装置、夹紧装置和电气控制系统，箱型梁装配的上平面为支撑基准面，变位机通过上平面与箱型梁装配相连接，定位座装配安装于箱型梁装配上，定位座装配上设有夹紧装置。
[0010]所述箱型梁装配由板材组对焊接为箱体结构，箱体上平面采用整体加工方法而成，上平面与燃油箱的底板相适配。
[0011]本实用新型的有益效果是保证了各部件的位置度，方便整体组对，避免出现箱体整体扭曲的情况；降低员工的劳动强度，解放部分劳动力，平台可翻转，将立焊缝改为平焊，极大的缩短了工时；取消用吊车翻转箱体的工序，消除了翻转时的危险因素；焊缝清渣时可将工装翻转到合适的角度，方便工人操作，减少清理难度。
【附图说明】
[0012]图1为箱体结构图。
[0013]图2为本实用新型的承载式燃油箱钢结构组对焊接一体式工装结构图。
[0014]图3为燃油箱安装于工装状态下的位置图。
[0015]图中标记为:1-燃油箱，2-箱型梁装配，31-底板，32-立板，33-上盖板，34-圆弧板，，41-定位装置，42-夹紧装置。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0017]组对工装至关重要的是要有严格的基准平面，后续各部件的划线定位都是在此基准面上进行，其次要有很好的耐用性，工装必须保证很好的刚度，在承受自重及工件的重量能保证不变形或变形极小。焊接工装需具备的三要素为:支承、定位、夹紧。“支承”是解决部件在何处装配的问题；“定位”是使部件获得正确装配的位置；“夹紧”是通过外力促使部件获得正确的定位。本实用新型的工装根据燃油箱I的结构特点，应用焊接工装的“三要素”及物体在空间六点支承、定位、夹紧的原理，使燃油箱I定位在合适的位置上，加以施焊，确保制造出合格的产品。
[0018]本实用新型的工装主要由变位机、箱型梁装配2、定位装置41、夹紧装置42、电气控制系统等组成。依据燃油箱I结构与组对工艺确定各定位装置、夹紧装置的位置，经三维划线后进行工装各部件组对焊接，具体结构如下:
[0019]1.箱型梁装配2和各定位档采用Q345E板材，定位及夹紧装置采用45#钢等材料，用料约为4600kg。该焊接转胎由变位机，箱型梁装配2、定位座装配组成，其中变位机为外购件，所用的板材均为Q345E牌号。
[0020]2.箱型梁装配2由板材组对焊接成一个箱体结构，通过有限元受力分析，其刚度必须满足使用要求。上平面采用整体加工方法，作为组对时的基准面，与变位机连接为一体，同变位机一起转动。
[0021]3.定位夹紧装配主要由板料焊接而成，所用到的丝杠丝套及销轴等材料均为45#钢，经淬火处理，保证强度及耐磨性。板料、定位、夹紧等部件均采用数控切割的方法下料以保证下料的精度。
[0022]4.变位机及电气控制系统为外购成品，变位机吨位依据工装自重及燃油箱I重量选择，使用操作台控制，只需按动各操控按钮即可实现升降及翻转动作。
[0023]工装制成后应经由相关检测部门检验其安全性，合格后进入正式生产。
[0024]具体操作方式如下:
[0025]本实用新型的承载式燃油箱钢结构组对焊接一体式工装以箱型梁装配2的上平面为支承基准(该平面为加工面)，通过它与变位机连接为一体，将定位座装配安装到箱型梁装配2上，然后将各夹紧装置安装于相应的位置上。由箱型梁侧面的定位装置41来保证燃油箱I的正确位置，由变位机及电器控制系统来控制燃油箱I的翻转角度。主体以焊接结构为主，实物结构如图2所示:
[0026]按照燃油箱I组对工艺，以工装箱型梁装配2上平面为基准，依次组对燃油箱I各部件，完成底板31、内部筋板、两侧立板32及圆弧板的点固焊，用夹紧装置夹紧后旋转工装，完成立焊缝向平焊缝的转化，焊接完成后旋转至合适角度进行清渣工序。
[0027]内部焊缝完成加上盖板及其他部件，完成外部焊缝焊接，最终燃油箱I与工装的位置如图所示3。
【主权项】
1.承载式燃油箱钢结构组对焊接一体式工装，燃油箱包括底板、立板，其特征在于:所述工装包括箱型梁装配、变位机、定位装置、夹紧装置和电气控制系统，箱型梁装配的上平面为支撑基准面，变位机通过上平面与箱型梁装配相连接，定位座装配安装于箱型梁装配上，定位座装配上设有夹紧装置。
2.如权利要求1所述的承载式燃油箱钢结构组对焊接一体式工装，其特征在于:所述箱型梁装配由板材组对焊接为箱体结构，箱体上平面采用整体加工方法而成，上平面与燃油箱的底板相适配。
【专利摘要】本实用新型公开了一种承载式燃油箱钢结构组对焊接一体式工装，燃油箱包括底板、立板，工装包括箱型梁装配、变位机、定位夹紧装置和电气控制系统，箱型梁装配的上平面为支撑基准面，变位机通过上平面与箱型梁装配相连接，定位座装配安装于箱型梁装配上，定位座装配上设有夹紧装置。保证了各部件的位置度，方便整体组对，避免出现箱体整体扭曲的情况；降低员工的劳动强度，解放部分劳动力，平台可翻转，将立焊缝改为平焊，极大的缩短了工时；取消用吊车翻转箱体的工序，消除了翻转时的危险因素；焊缝清渣时可将工装翻转到合适的角度，方便工人操作，减少清理难度。
【IPC分类】B23K37-04
【公开号】CN204470853
【申请号】CN201420802323
【发明人】徐海龙, 刘静, 朱述伟, 刘生斗
【申请人】中国北车集团大连机车车辆有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年12月16日