专利名称：高速动车组底架组焊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高速动车组底架组焊装置，属铁路车辆车体制造技术领域。
背景技术：
随着铁路运输技术的不断发展，火车多次提速，轨道客车制造技术必须进一 步创新，新型的高速动车组的车体底架结构新、材料新、重量轻和强度高等许多 优点，相应地车底架的组装焊接技术必须创新和提高。目前高速动车组的底架由 两个端部底架、两根边梁和地板五部分焊接构成，按照底架制造技术的要求，底 架的所有焊缝都要处于水平方位进行焊接，因为水平焊接质量更可靠，这是传统 机车制造技术中所没有的技术难题，这样要求在焊接中底架与工装一起进行旋 转，以保证底架的质量。 '
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能与底架一起进行旋转，实现焊缝的水 平焊接，降低劳动强度，提高工作效率的高速动车组底架组焊装置。
本发明高速动车组底架组焊装置，包括两根相互平行安置的骨架，骨架由上、 下梁之间通过连接柱连接构成的若干段，且每段之间通过法兰串连为一体，在上、 下梁的内侧沿长度方向分别装有一对T型导槽；在骨架两端的下梁上从外向里分
别与相间的A横梁、B横梁和C横梁垂直固定连接，在骨架中间的上梁上相间地 设有若干根横支撑和斜支撑；在A、 B、 C横梁中间设有垂直固定连接的加强梁， 在B横梁和加强梁交叉处的上方固定安装固定板；骨架通过若干对竖直支撑架支 撑在地面上；在骨架两端分别安装端部中心支撑架、 一对边梁定位架和至少一对 手动卡紧架；在骨架上分别相间地安装若干对边梁侧向顶紧架和边梁支撑卡紧 架；在骨架两端的A横梁的中间分别设有与提升转动装置连接的吊装架。
本发明高速动车组底架组焊装置，其中端部中心支撑架包括水平安置的主 体，主体一端下方通过连为一体的竖直支柱与水平支撑板固定连接，水平支撑板 通过定位销和螺栓与水平座板固定连接，水平座板通过两侧向的导板和螺栓与固 定板固定连接；主体另一端设有垂直端板，垂直端板的中心设有与端部底架对接 的限位板，垂直端板与端部底架固定。
本发明高速动车组底架组焊装置，其中竖直支撑架包括竖直平行安置的上、 下支板，上、下支板分别通过T型螺栓与T型导槽固定连接，在上、下支板相互 接触的侧面上分别设有与其固定连接的微调螺母，与微调螺母配装的微调螺栓一 端与相应的下、上支板一端面接触，下支板的下端设有与其固定连接的支撑座。
本发明高速动车组底架组焊装置，其中边梁定位架包括定位板和定位座，定 位座上部与双夹板一端通过销轴转动连接，双夹板的另一端与设有定位板的连接 体一端固定连接，定位座的底板通过T型螺栓与T型导槽固定连接，并用插拔销 穿过双夹板和定位座将其固定，使定位板与底架边梁的端部接触定位。
4本发明高速动车组底架组焊装置，其中手动卡紧架包括转臂，转臂一端与卡 紧丝杆垂直转动连接，其另一端与转动套垂直固定连接，卡紧丝杆的下端通过垫 块压住端架底架；转动套与通过连接板固定在上梁上面的转轴转动连接，在转动 套外的下部一侧设有与其固定连接的限位杆座，限位杆座与限位杆螺纹连接，在 位于转动套的下端设有与转轴的连接板固定连接的限位圈，在限位圈上设有若干 个与限位杆配装的限位孔。
本发明高速动车组底架组焊装置，其中边梁侧向顶紧架包括调节螺杆，调节 螺杆一端通过顶块与底架边梁接触，另一端与U型转动架连接端螺纹连接，U 型转动架的开口端与顶紧架座通过销轴转动连接，并用插拔销固定，顶紧架座通 过T型螺栓与上梁上的T型导槽固定连接。
本发明高速动车组底架组焊装置，其中边梁支撑卡紧架包括通过T型螺栓与 T型导槽固定连接的立板，立板与相互平行的两竖直支撑板一侧垂直固定连接， 在竖直支撑板的自由侧中部设有与立板垂直的平台，在平台上安装水平导轨，导 轨与底部设有导轨槽的L型边梁支撑座滑动配装，边梁支撑座的立臂与两角板一 边内侧固定连接，角板另一边内侧与气缸壳体固定连接，气缸的顶部与压臂一端 转动连接，压臂的另一端向下与压块固定连接；两角板的外侧沿竖直方向设有与 其固定连接的翼板，翼板分别通过与立板上方固定连接的支撑杆弹性连接，在支 撑杆上套装有蝶形弹簧和套筒；边梁支撑座水平臂的自由端设有向上突起的凹 槽，在凹槽中卡放调整垫块。
本发明高速动车组底架组焊装置，其中上、下梁之间还装有与风道连通的气 管，在气管上设有控制阀和若干个与气缸连通的出口。
本发明高速动车组底架组焊装置，其中在B、 C横梁之间的加强梁上通过支 撑板垂直对称地至少设有一对支撑丝杆，在C横梁上方竖直地设有与其固定连接 的两个立柱。
本发明高速动车组底架组焊装置在充分调研了国内外轨道客车制造技术，消 化吸收了同类制造技术的优点，结构上突破了原有的模式，进行了创新设计，通 过专用的提升转动装置能使底架与整个组焊装置一起进行旋转，实现焊缝的水平 焊接，可以实现高速动车组全部头车和中间车所有底架的组焊，大幅度提高工作 效率，降低操作者的劳动强度。本装置外型参数长27米、宽4. 5米、高1.8 米、重25000公斤，主体骨架釆用规格为450mmX 250mmX10mm的超大矩形钢管 型材。
图1为本发明高速动车组底架组焊装置结构俯视示意图； 图2为图1的前视示意图3为本发明高速动车组底架组焊装置中一段骨架的结构示意图； 图4为本发明高速动车组底架组焊装置中端部骨架结构立体示意图； 图5为图4中端部中心支撑架结构立体示意图6为本发明高速动车组底架组焊装置中竖直支撑架结构立体示意图； 图7为本发明高速动车组底架组焊装置中边梁定位架结构立体示意5图8为本发明高速动车组底架组焊装置中手动卡紧架结构立体示意图9为本发明高速动车组底架组焊装置中边梁侧向顶紧架结构立体示意图10为本发明高速动车组底架组焊装置中支撑卡紧架结构立体示意图11为本发明高速动车组底架组焊装置实施例结构侧视示意图(对称结构
的半部)；
图12为本发明高速动车组底架组焊装置实施例端部结构中心剖面示意图。
具体实施例方式
由图1 图3可见，本发明高速动车组底架组焊装置包括两根相互平行安置 的骨架，骨架由上、下梁1、 1'之间通过连接柱2连接构成的若干段，且每段 之间通过法兰3串连为一体，在上、下梁1、 1'的内侧沿长度方向分别装有一 对T型导槽4，上、下梁1、 1'选用断面为450 imiX 250 mmX10咖的超大矩形钢 管型材制成；在骨架两端的下梁1'上从外向里分别与相间的A横梁6、 B横梁7 和C横梁8垂直固定连接，在骨架中间的上梁1上相间地设有若干根横支撑13 和斜支撑14，横支撑13和斜支撑14的两端均通过T型螺栓与上梁1上的T型 导槽4固定连接；在A、 B、 C横梁6、 7、 8中间设有垂直固定连接的加强梁9, 在B横梁7和加强梁9交叉处的上方固定安装固定板10，在C横梁8上方竖直 地设有两个立柱12;骨架通过若干对竖直支撑架15支撑在地面上；在骨架两端 分别安装端部中心支撑架16、 一对边梁定位架17和至少一对手动卡紧架18;在 骨架上分别相间地安装若干对边梁侧向顶紧架19和边梁支撑卡紧架20;在骨架 两端的A横梁6的中间分别设有与提升转动装置连接的吊装架62。
图4为装置中骨架端部结构立体示意图，装置的两端结构相同且对称；图5 为安装在两端骨架中间的端部中心支撑架16的结构立体示意图，它包括水平安 置的空心结构的主体21，主体21 —端下方通过连为一体的竖直支柱22与水平 支撑板23固定连接，水平支撑板23通过定位销24和螺栓与水平座板25固定连 接，水平座板25两侧与导板26固定连接，水平座板25通过导板26和螺栓与固 定板10固定连接；主体21另一端设有垂直端板27，垂直端板27的中心设有与 端部底架对接的限位板28，定位后将垂直端板27与端部底架固定。
图4所示在B、 C横梁7、 8之间的加强梁9上通过支撑板垂直对称地设有两 对支撑丝杆11，在C横梁8上固定连接的两个立柱12，用于从下面向上支撑端 部底架和底板。
参见图6，竖直支撑架15包括竖直平行安置的上、下支板29、 29'，上、下 支板29、 29'分别通过T型螺栓与T型导槽4固定连接，在上、下支板29、 29' 相互接触的侧面上分别设有与其固定连接的微调螺母30，与微调螺母30配装的 微调螺栓一端与相应的下、上支板29、 29' —端面接触，下支板29'的下端设 有与其固定连接的支撑座31。由于上、下梁1、 1'上各有一对T型导槽4，所 以上、下支板29、 29'分别应有三个固定点，且两者一侧边相互靠紧，这样调 节螺栓可以调整上、下支板29、 29'的相对位置，使成对安装的若干对竖直支 撑架15支撑的整个装置平稳地安放在地面上。
参见图7，边梁定位架17包括定位板32和定位座33，定位座33上部与双夹板34 —端通过销轴35转动连接，双夹板34的另一端与固定定位板32的连接 体一端固定连接，定位座33的底板通过T型螺栓与T型导槽4固定连接，并用 插拔销36穿过双夹板34和定位座33将其固定，使定位板32与底架边梁端部接 触定位。两对边梁定位架17分别安装在骨架的两端，拨出插拔销36将定位板 32的连接体和双夹板34转向外边，方便边梁安装拆卸。
参见图8，手动卡紧架18包括转臂37，转臂37 —端与卡紧丝杆38垂直转 动连接，其另一端与转动套39垂直固定连接，卡紧丝杆38下端通过垫块向下压 住端部底架；转动套39与通过连接板固定在上梁1上面的转轴40转动连接，在 转动套39外的下部一侧设有与其固定连接的限位杆座41，限位杆座41与限位 杆42螺纹连接，在位于转动套39的下端设有与转轴40的连接板周定连接的限 位圈43，在限位圈43上设有若干个与限位杆42配装的限位孔44。即通过拔起 限位杆42，转动转臂37，再将限位杆42放下，其下端插入不同方位的限位孔 44中，卡紧丝杆38压在端部底架的不同位置，手动卡紧架18只装在骨架两个 端部，转臂37比较长。
参见图9，边梁侧向顶紧架19包括调节螺杆45，调节螺杆45—端通过顶块 46与底架边梁侧面接触，另一端与U型转动架47连接端螺纹连接，U型转动架 47的开口端与顶紧架座48通过销轴转动连接，并用插拔销固定，顶紧架座48 通过T型螺栓与上梁1上的T型导槽4固定连接。即在上梁1内侧装有若干个边 梁侧向顶紧架19，从水平方向顶紧边梁。
参见图10，边梁支撑卡紧架20包括通过T型螺栓与T型导槽4固定连接的 立板49，立板49与相互平行的两竖直支撑板50 —侧垂直固定连接，在竖直支 撑板50的自由侧中部设有与立板49垂直的平台，在平台上安装水平导轨51， 导轨51与底部设有导轨槽52的L型边梁支撑座53滑动配装，边梁支撑座53的 立臂与两角板54 —边内侧固定连接，角板54另一边内侧与气缸55壳体固定连 接，气缸55的顶部与压臂56 —端转动连接，压臂56的另一端向下与压块57固 定连接；两角板54的外侧沿竖直方向设有与其固定连接的翼板58，翼板58分 别通过与立板49上方固定连接的支撑杆60弹性连接，在立板49与翼板58之间 的支撑杆60上套装有蝶形弹簧和套筒59;边梁支撑座53水平臂的自由端设有 向上突起的凹槽，在凹槽中卡放调整垫块61。若干对边梁支撑卡紧架20是整个 底架的支承部件，调整垫块61用来调整两边梁与中间的底板的横向尺寸，确保 底架尺寸规格要求。
其中气缸55为市场上现有产品，型号为8UM801 — 45 — 204，是一种气动部 件，壳体上设有进气口和出气口，因此在上、下梁1、 r之间还装有与气源连 通的气管5，在气管5上设有控制阀和若干个与气缸55连通的出口，控制压臂 56的上下转动，使压块57压紧或松开。
图11为本发明高速动车组底架组焊装置实施时整体安装连接结构侧视示意 图，由于是对称结构，图中只示出半部，而图12为端部结构中心剖面示意图， 且两端结构相同。高速动车组底架63由两个端部底架、两根边梁和地板五部分 焊接构成，按照底架制造技术的要求，首先将两个端部底架分别安放在装置的前、
7后端骨架中，由于端部底架的外端为开口状，其中端部中心支撑架16设有限位板28的右端伸向端部底架中，通过端板27与其连接固定；再将两边梁置于边梁支撑座53中，并通过边梁定位架17、边梁侧向顶紧架19和调整垫块61进行调整定位，最后用手动卡紧架18和边梁支撑卡紧架20进行压紧固定，这样将端部底架和边梁位置固定后进行点焊固定；随后通过提升转动装置将整个装置和工件吊起并旋转到特定位置对焊缝进行水平焊接；焊完后将整个装置和工件恢复到正常位置，并安放好中间的地板，并将地板和边梁、端部底架实施点焊固定，再次通过提升转动装置将整个装置和工件吊起并旋转到特定位置对焊缝进行水平焊接，直至完成整个底架的焊接。
权利要求
1、一种高速动车组底架组焊装置，其特征是包括两根相互平行安置的骨架，所述骨架由上、下梁(1、1′)之间通过连接柱(2)连接构成的若干段，且每段之间通过法兰(3)串连为一体，在所述上、下梁(1、1′)的内侧沿长度方向分别装有一对T型导槽(4)；在所述骨架两端的所述下横梁(1′)上从外向里分别与相间的A横梁(6)、B横梁(7)和C横梁(8)垂直固定连接，在所述骨架中间的上横梁(1)上相间地设有若干根横支撑(13)和斜支撑(14)；在所述A、B、C横梁(6、7、8)中间设有垂直固定连接的加强梁(9)，在所述B横梁(7)和加强梁(9)交叉处的上方固定安装固定板(10)，在所述C横梁(8)上方竖直地设有两个立柱(12)；所述骨架通过若干对竖直支撑架(15)支撑在地面上；在所述骨架两端分别安装端部中心支撑架(16)、一对边梁定位架(17)和至少一对手动卡紧架(18)；在骨架上分别相间地安装若干对边梁侧向顶紧架(19)和边梁支撑卡紧架(20)；在骨架两端的所述A横梁(6)的中间分别设有与提升转动装置连接的吊装架(62)。
2、 根据权利要求1所述的高速动车组底架组焊装置，其特征是所述端部中 心支撑架(16)包括水平安置的主体(21)，所述主体(21) —端下方通过连为 一体的竖直支柱(22)与水平支撑板(23)固定连接，所述水平支撑板(23)通 过定位销(24)和螺栓与水平座板(25)固定连接，所述水平座板(25)通过两 侧向的导板(26)和螺栓与所述固定板(10)固定连接；所述主体(21)另一端 设有垂直端板(27)，所述垂直端板(27)的中心设有与端部底架对接的限位板(28)，所述垂直端板(27)与端部底架固定。
3、 根据权利要求2所述的高速动车组底架组焊装置，其特征是所述竖直支 撑架(15)包括竖直平行安置的上、下支板(29、 29')，所述上、下支板(29、 29')分别通过T型螺栓与所述T型导槽(4)固定连接，在所述上、下支板(29、 29')相互接触的侧面上分别设有与其固定连接的微调螺母(30),与所述微调螺 母(30)配装的微调螺栓一端与相应的所述下、上支板(29'、 29) —端面接触， 所述下支板(29')的下端设有与其固定连接的支撑座(31)。
4、 根据权利要求3所述的高速动车组底架组焊装置，其特征是所述边梁定 位架(17)包括定位板(32)和定位座(33)，所述定位座(33)上部与双夹板(34) —端通过销轴(35)转动连接，所述双夹板(34)的另一端与设有所述定 位板(32)的连接体一端固定连接，所述定位座(33)上的端板通过T型螺栓与 所述T型导槽(4)固定连接，并用插拔销(36)穿过所述双夹板(34)和定位 座(33)将其固定，使所述定位板(32)与底架边梁端部接触定位。
5、 根据权利要求4所述的高速动车组底架组焊装置，其特征是所述手动卡 紧架(18)包括转臂(37)，所述转臂(37) —端与卡紧丝杆(38)垂直转动连 接，其另一端与转动套(39)垂直固定连接，所述卡紧丝杆(38)的下端通过垫 块压住端部底架；所述转动套(39)与通过连接板固定在所述上梁(1)上面的转轴(40)转动连接，在所述转动套(39)外的下部一侧设有与其固定连接的限 位杆座(41)，所述限位杆座(41)与限位杆(42)螺纹连接，在位于所述转动 套(39)的下端设有与所述转轴(40)的连接板固定连接的限位圈(43)，在所 述限位圈(43)上设有若干个与所述限位杆(42)配装的限位孔(44)。
6、 根据权利要求5所述的高速动车组底架组焊装置，其特征是所述边梁侧 向顶紧架(19)包括调节螺杆(45)，所述调节螺杆(45) —端通过顶块(46) 与底架边梁接触，另一端与U型转动架(47)连接端螺纹连接，所述U型转动架(47)的开口端与顶紧架座(48)通过销轴转动连接，并用插拔销固定，所述顶 紧架座(48)通过T型螺栓与所述上梁(1)上的所述T型导槽(4)固定连接。
7、 根据权利要求6所述的高速动车组底架组焊装置，其特征是所述边梁支 撑卡紧架(20)包括通过T型螺栓与所述T型导槽(4)固定连接的立板(49)， 所述立板(49)与相互平行的两竖直支撑板(50) —侧垂直固定连接，在所述竖 直支撑板(50)的自由侧中部设有与所述立板(49)垂直的平台，在平台上安装 水平导轨(51)，所述导轨(51)与底部设有导轨槽(52)的L型边梁支撑座(53) 滑动配装，所述边梁支撑座(53)的立臂与两角板(54) —边内侧固定连接，所 述角板(54)另一边内侧与气缸(55)壳体固定连接，所述气缸(55)的顶部与 压臂(56) —端转动连接，所述压臂(56)的另一端向下与压块(57)固定连接； 两所述角板(54)的外侧沿竖直方向设有与其固定连接的翼板(58)，所述翼板(58)分别通过与所述立板(49)上方固定连接的支撑杆(60)弹性连接，在所 述支撑杆(60)上套装有蝶形弹簧和套筒(59);所述边梁支撑座(53)水平臂 的自由端设有向上突起的凹槽，在凹槽中卡放调整垫块(61)。
8、 根据权利要求1 7任一项所述的高速动车组底架组焊装置，其特征是所 述上、下梁(1、 T)之间还装有与风道连通的气管(5)，在所述气管(5)上设 有控制阔和若千个与所述气缸(55)连通的出口。
9、 根据权利要求8所述的高速动车组底架组焊装置，其特征是在所述B、 C 横梁(7、 8)之间的所述加强梁(9)上通过支撑板垂直对称地至少设有一对支 撑丝杆(11)，在所述C横梁(8)上竖直地设有与其固定连接的两个立柱(12)。
全文摘要
高速动车组底架组焊装置包括两根相互平行安置的骨架，骨架由上、下梁之间通过连接柱连接构成的若干段，且每段之间通过法兰串连为一体，在上、下梁的内侧分别装有T型导槽；骨架上分别与相间的若干根A、B、C横梁、横支撑和斜支撑固定连接；在B横梁和加强梁交叉处上安装固定板；骨架通过若干对竖直支撑架支撑在地面上；在骨架两端分别安装端部中心支撑架、边梁定位架和手动卡紧架，还装有若干对边梁侧向顶紧架和边梁支撑卡紧架。本装置结构上突破了原有的模式，通过提升转动装置能使底架与整个装置一起进行旋转，实现焊缝的水平焊接，可以实现高速动车组全部头车和中间车所有底架的组焊，大幅度提高工作效率，降低操作者的劳动强度。
文档编号B23K37/00GK101497157SQ200910078169
公开日2009年8月5日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者李永军, 杨卫刚 申请人:唐山轨道客车有限责任公司