專利名稱：電力機車頂蓋正組裝工裝的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力機車，尤其是指一種大型電力機車頂蓋正組裝工裝。
背景技術：
電力機車車體頂蓋是機車車體的重要部件，是較大型的鉚焊鋼結構件。
中國北車集團大同電力機車有限責任公司1989年開始生產SS3型電力機車 車體頂蓋，先后完成SS3、 SS4、 SS6、 SS7、 SS7C、 SS7B、 SS7C、 SS7D、 SS7E等車型頂蓋的試制和批量生產。制造中全部采用傳統(tǒng)的反組裝裝置， 其特點是與安裝位置反轉180度，安裝面朝上，蓋板在下面，習慣上稱為 反組裝。該反組裝裝置的工裝設計結構較簡單，生產制造周期短，投入費用 較少，且對備料件要求相對較低，但是，由于該工裝沒有應用焊接變位器， 因此不能全部釆用易于保證焊接質量的平焊和船形焊接。
后來，該公司與法國ALSTOM合作制造HXD2大功率電力機車，該機車 為目前世界最先進的大功率機車，為安裝和檢修機車內部設備，頂蓋需要便 于拆卸連接；安裝面應平直，保證密封膠條密封可靠，避免外界雨水及灰塵 進入車體內部，相關零部件保證安裝位置及尺寸精度。而現(xiàn)有的反組裝工藝 裝置無法滿足其頂蓋的組裝設計要求。發(fā)明內容
本實用新型解決的技術問題是提供一種電力機車頂蓋正組裝工裝，其 采用正組裝工藝進行車體頂蓋的組裝焊接，組裝位置與頂蓋的安裝工作位置 相同，同時該工裝能夠與焊接變位器相連接實現(xiàn)平焊及船形焊接保證焊接質
本實用新型的技術解決方案是 一種電力機車頂蓋正組裝工裝，所述頂 蓋包括由端梁、邊梁和橫梁構成的框架式結構，該框架式結構上部設有蓋板 及附件，該正組裝工裝包括與頂蓋結構對應的工裝骨架，該骨架上對應頂蓋 的各梁固定有定位卡緊裝置，且所述頂蓋正組裝工裝與焊接變位器連接。
如上所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其中，所述正組裝工裝與焊接變 位器相連部分采用焊接結構加工完成， 一部分用M24螺栓連接到頂蓋正組裝 工裝的兩端，另一部分用螺栓連接到變位器的兩個回轉盤上。
如上所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其中，所述工裝骨架是采用冷拔 無縫方形鋼管焊接成的長方形框架式結構。
如上所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其中，所述焊接變位器具有制鎖 結構和緊急停止結構。
如上所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其中，所述定位卡緊裝置包括對 應頂蓋端梁設置的端梁定位卡緊裝置、對應頂蓋邊梁設置的邊梁定位卡緊裝 置及對應頂蓋橫梁設置的橫梁定位卡緊裝置。
如上所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其中，所述正組裝工裝設有可拆 卸式蓋板定位卡緊裝置。如上所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其中，所述各定位卡緊裝置均包 括限位止擋部及調整部，其中限位止擋部與各壓型梁的形狀相配合。
如上所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其中，所述電力機車為HXD2機車。
本實用新型的特點是
1、 采用正組裝工藝裝置，使組裝焊接工藝基準與設計基準、安裝基準 統(tǒng)一。
2、 組裝各備料件單件要求達到設計要求，減少組裝及累計誤差。
3、 工裝骨架采用冷拔方形鋼管組成框架式結構，減少工裝自重，提高
工裝強度和剛度，保證使用要求。
4、 主要定位面和夾緊點采用數(shù)控機床進行整體加工，保證定位精度。
5、 組裝焊接工裝與焊接變位器連接方便可靠，方便工人的焊接，變位 器根據(jù)頂蓋焊接的需要能夠使工裝(工件)進行上下移動和回轉運動，能夠 在任意位置停止。


圖1A、圖1B為HXD2電力機車的頂蓋一的結構示意圖。
圖2A至圖2E為本實用新型的組裝頂蓋一的正組裝工裝的結構示意圖。
圖3為HXD2電力機車的頂蓋三的結構示意圖。
圖4為本實用新型的組裝頂蓋三的正組裝工裝的結構示意圖。
圖5至圖7為本實用新型的正組裝工裝的各定位卡緊裝置的結構示意圖。
具體實施方式

下面配合附圖及具體實施例對本實用新型的具體實施方式
作進一步的 詳細說明。
本實用新型為一種電力機車頂蓋正組裝工裝，該電力機車的頂蓋包括端 梁、邊梁和橫梁，該正組裝工裝包括與頂蓋結構對應的工裝骨架，在該骨架 上焊接有定位塊和定位卡緊裝置，所述頂蓋正組裝工裝與焊接變位器連接， 且二者相連部分采用焊接結構加工完成， 一部分用M24螺栓連接到頂蓋正組 裝工裝的兩端，另一部分用螺栓連接到變位器的兩個回轉盤上。
下面以HXD2機車的頂蓋組裝為例對本實用新型的頂蓋正組裝工裝進行說明。
HXD2電力機車每節(jié)有三個頂蓋，其基本鋼結構相似，每個頂蓋的具體尺 寸不同，安裝的附件不同。各頂蓋均為框架式結構，并由各種壓型梁組裝焊 接完成，上部為蓋板及附件，與框架進行焊接，壓型梁與蓋板主要由4mm鋼 板制造，材料為Q345C低合金結構鋼。
實施例l:頂蓋一組裝
頂蓋一的結構如圖1A、圖1B所示，頂蓋一由兩組邊梁101、兩組端梁 104、八組橫梁102及兩組縱梁106組成框架式結構，上部由一組蓋板103 及受電弓安裝座、互感器座、主斷路器座等組成。頂蓋質量1375公斤。頂 蓋一外形尺寸長6217mmX寬2735mmX高296mm (安裝主變流柜風道組 裝105后高度為978 mm)。
本實用新型的組裝頂蓋一的正組裝工裝的結構如圖2A至圖2D所示，其 包括采用300毫米冷拔無縫方形鋼管焊接成的長方形骨架1，在骨架1上焊 接各種定位塊和定位、卡緊裝置；頂蓋組裝工裝與焊接變位器的連接部分35、36釆用焊接結構進行加工完成， 一部分用M24螺栓連接到頂蓋工裝的兩端，
另一部分用螺栓連接到變位器的兩個回轉盤上，組裝焊接工裝與焊接變位器 連接方便可靠，方便工人的焊接，變位器根據(jù)頂蓋焊接的需要能夠使工裝(工 件)進行上下移動和回轉運動，能夠在任意位置停止，且為了保證安全，較 佳采用具有制鎖結構和緊急停止結構的焊接變位器，由于制鎖結構和緊急停 止結構為現(xiàn)有制造中的常用技術，此處不再贅述。本實施例的頂蓋組裝工裝
重約3.5噸，組裝完成部件后大約5噸左右，需要利用廠房內的橋式起重機 進行吊裝。
在骨架1上對應頂蓋一的結構固定有各種定位塊和定位、卡緊裝置，如 圖2A至圖2D所示，骨架1上對應二端梁104焊接有多個端梁定位卡緊裝置 5、 6、 8，對應二邊梁101焊接有多個邊梁定位卡緊裝置2、 3、 11、 30、 31， 對應八橫梁焊接有多個橫梁定位卡緊裝置4、 9、 12、 13、 16、 17、 21、 22， 7、 10、 14、 27、 29、 30、 33、 34為邊梁及蓋板卡緊裝置。具體為2為邊 梁卡緊器，ll為邊梁定位塊，4、 9為前端部橫梁定位裝置，12、 13為第2、 3橫梁定位裝置，16、 17為第4、 5橫梁定位裝置，21、 22為后端橫梁定位 裝置，3、 10為蓋板及邊梁前后方向定位裝置，7為蓋板前端卡緊器，14為 蓋板壓緊支架，27為邊梁卡緊器，29為蓋板卡緊器，30、 31為邊梁定位卡 緊螺栓，33為蓋板壓緊支架14的可拆卸底座，34為蓋板快速卡鉗(標準外 購卡具)，用于蓋板兩側卡緊；15、 19為附件定位、20為橫梁快速卡鉗(標 準外購卡具)，23為防止蓋板卡緊變形墊板，24為變位器連接裝置，25為吊 裝板，26為邊梁后端定位塊，28為頂蓋中心座定位銷。圖1A所示的頂蓋一 的縱梁可采用與橫梁定位卡緊裝置類似的結構進行定位卡緊，此處不再贅述。
此外，本實施例的正組裝工裝還設有可拆卸的蓋板定位卡緊裝置，如圖
2A至圖2D所示，該蓋板定位卡緊裝置整體為n形結構，兩端固定于骨架l 的兩側邊。該蓋板定位卡緊裝置包括蓋板壓緊支架14，且蓋板壓緊支架14 為可拆卸的定位卡緊裝置，其通過件32、底座33實現(xiàn)拆卸，如圖2A、 2B、 2D所示。
利用該正組裝工裝組裝頂蓋一的工藝過程為組裝邊梁11 —組裝橫梁12 —組裝端梁14—組裝蓋板13—組裝風道15等附件一焊接各連接焊縫一 清理打磨。
本實用新型的實施過程中，由于備料件質量是影響組裝質量的重要因 素，其中影響最大的是頂蓋邊梁、頂蓋蓋板和頂蓋各橫梁。為了保證備料件 質量要求，可采用數(shù)控激光切割機、數(shù)控火焰切割機進行切割下料，釆用數(shù) 控折彎機進行折彎。
其次，為了保證頂蓋的安裝精度，頂蓋邊梁(左、右)的安裝面的平面 度和安裝孔的中心距尺寸控制是重點，邊梁定位面和定位螺孔可由數(shù)控龍門 鏜銑機床進行加工完成。
如上所述，各橫梁、端梁及邊梁的安裝均由相應的工裝定位卡緊裝置完 成。工裝關鍵定位尺寸采用美國進口激光跟蹤儀進行檢測計量，其檢測精度 可達到0.001毫米。
本實用新型由于設計結構簡練，在測試使用中受到操作工人的好評。
實施例2:頂蓋三組裝工裝
由于頂蓋二的結構、尺寸及工裝與頂蓋一較為相似，本文不再描述。頂蓋三的基本鋼結構同樣為框架式結構，由各種壓型梁組裝焊接完成，
上部為蓋板及附件，與框架進行焊接，壓型梁與蓋板主要由4mm鋼板制造, 材料為Q345C低合金結構鋼。二頂蓋的不同之處主要在于具體尺寸及所安裝 的附件不同。如圖3所示，為頂蓋三的鋼結構示意圖(不含蓋板)，其中， 該鋼結構是由兩組邊梁302、兩組端梁301、六組橫梁303組成的框架式結 構。
如圖4所示，為頂蓋三的正組裝工裝結構示意圖，其同樣包括采用300 毫米冷拔無縫方形鋼管焊接成的長方形框架，在框架上對應頂蓋三的結構焊 接各種定位塊和定位、卡緊裝置；同樣的，該頂蓋三的正組裝工裝與焊接變 位器的連接部分可采用焊接結構進行加工完成， 一部分用M24螺栓連接到頂 蓋工裝的兩端，另一部分用螺栓連接到變位器的兩個回轉盤上。
如圖4所示，本實施例的正組裝工裝的框架60與頂蓋三相對應，框架 60的兩邊對應頂蓋三的二邊梁301焊接有數(shù)個邊梁定位卡緊裝置61，對應 頂蓋三的二端梁303在框架60的兩端焊接有二端梁定位卡緊裝置63，此外， 為了定位和卡緊六橫梁302,在該框架60兩端間焊接有二支撐梁67，在支 撐梁67對應頂蓋三的各橫梁的位置焊接有數(shù)個橫梁定位卡緊裝置62。
如圖5至圖7所示，為本實施例的正組裝工裝所釆用的邊梁定位卡緊裝 置、橫梁定位卡緊裝置以及端梁定位卡緊裝置的結構示意圖，各定位卡緊裝 置均包括限位止擋部及調整部(如螺紋件)，其中限位止擋部與各壓型梁的 形狀相配合，可將各壓型梁放置于該限位止擋部，并通過調整部調節(jié)卡緊。
如圖4所示，為了避免出現(xiàn)干涉組裝和無法吊下頂蓋的問題，滿足蓋板 組裝及頂蓋完成后吊下的需要，本實施例的正組裝工裝同樣設有可拆卸的蓋板定位卡緊裝置，該蓋板定位卡緊裝置64 (共3組)的下端可插設于骨架外 側的固定槽中，其上端及中部設有定位調整部件，如可以螺栓螺母配合。該
蓋板定位卡緊裝置64上部共有5組螺旋卡緊器，組裝時采用手工將卡緊器 固定蓋板。蓋板的定位前后方向是由蓋板及邊梁前后方向定位裝置3、 10確 定并由邊梁卡緊器27、邊梁定位卡緊螺栓30進行卡緊，寬度方向是將蓋板 中心線與工裝中心線對正完成，最后由蓋板定位卡緊裝置64卡緊。
本實施例中，該頂蓋三的組裝工藝與實施例一相同，此處不再贅述。
由上述可知，本實用新型的頂蓋正組裝工裝具有如下優(yōu)點
1、 定位基準與安裝基準統(tǒng)一，易于保證質量；
2、 組裝時頂蓋上平面可以直觀的看見，容易檢査和調整；
3、 各橫梁、邊梁、端梁組裝均在工裝上進行，定位可靠準確；
4、 工裝蓋板卡緊裝置為可拆卸式，根據(jù)需要進行拆卸，拆卸方便， 方便工件組裝。
5、 組裝工裝框架，主要采用各類標準型材，方便制造，減輕重量；
6、 采用焊接變位器焊接，根據(jù)焊縫的不同位置進行變位，保證焊接 質量。工裝與焊接變位器的連接方便可靠。
采用前述正組裝工裝試制的HXD2機車頂蓋，經(jīng)過法國阿爾斯通公司的 鑒定質量完全達到要求，同意進行批量生產。
雖然本實用新型己以具體實施例揭示，但其并非用以限定本實用新型， 任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和范圍的前提下所作出 的等同組件的置換，或依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修飾，如該工裝骨架可依據(jù)頂蓋的結構而適當變化，各加緊裝置的具體結構形式也 可根據(jù)需加緊的部件(如壓型梁)的形狀而變化，這些應仍屬本專利涵蓋的 范疇。
權利要求1、一種電力機車頂蓋正組裝工裝，所述頂蓋包括由端梁、邊梁和橫梁構成的框架式結構，該框架式結構上部設有蓋板及附件，其特征在于，該正組裝工裝包括與頂蓋結構對應的工裝骨架，該骨架上對應頂蓋的各梁固定有定位卡緊裝置，且所述頂蓋正組裝工裝與焊接變位器連接。
2、 如權利要求r所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其特征在于，所述正 組裝工裝與焊接變位器相連部分采用焊接結構加工完成， 一部分用螺栓連接到 頂蓋正組裝工裝的兩端，另一部分用螺栓連接到變位器的兩個回轉盤上。
3、 如權利要求i所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其特征在于，所述工 裝骨架是釆用冷拔無縫方形鋼管焊接成的長方形框架式結構。
4、 如權利要求1所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其特征在于，所述焊 接變位器具有制鎖結構和緊急停止結構。
5、 如權利要求1所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其特征在于，所述定 位卡緊裝置包括對應頂蓋端梁設置的端梁定位卡緊裝置、對應頂蓋邊梁設置的 邊梁定位卡緊裝置及對應頂蓋橫梁設置的橫梁定位卡緊裝置。
6、 如權利要求1所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其特征在于，所述正 組裝工裝設有可拆卸式蓋板定位卡緊裝置。
7、 如權利要求1所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其特征在于，所述各 定位卡緊裝置均包括限位止擋部及調整部，其中限位止擋部與各壓型梁的形狀 相配合。
8、 如權利要求1所述的電力機車頂蓋正組裝工裝，其特征在于，所述電 力機車為HXD2機車。
專利摘要本實用新型公開了一種電力機車頂蓋正組裝工裝，所述頂蓋包括由端梁、邊梁和橫梁構成的框架式結構，該框架式結構上部設有蓋板及附件，該正組裝工裝包括與頂蓋結構對應的工裝骨架，該骨架上對應頂蓋的各梁固定有定位卡緊裝置，且所述頂蓋正組裝工裝與焊接變位器連接。本實用新型采用正組裝工藝進行車體頂蓋的組裝焊接，組裝位置與頂蓋的安裝工作位置相同，同時該工裝能夠與焊接變位器相連接實現(xiàn)平焊及船形焊接保證焊接質量。
文檔編號B23K37/04GK201309054SQ200820124649
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權日2008年12月16日
發(fā)明者劉露梅, 孫瑞杰, 谷同來 申請人:中國北車集團大同電力機車有限責任公司