客車前空氣懸架安裝定位焊工裝的開發(fā)

文廣南

（北汽福田汽車股份有限公司歐輝客車分公司廣東工廠，廣東 佛山 528200）

1 存在的問題

在制作車架時(shí)，客車前懸架的安裝支架的焊接位置是否準(zhǔn)確，關(guān)系到前懸架的裝配狀態(tài)是否正確。安裝支架的焊接位置不準(zhǔn)確，將導(dǎo)致車輪定位異常、車輪轉(zhuǎn)向失控等裝配問題。圖1為一款全承載客車的非獨(dú)立空氣彈簧前懸架，它由前軸、前氣囊、縱向推力桿、橫向推力桿、橫向穩(wěn)定桿等零件組成[1-4]。

在正常情況下，車架焊接夾具是包括前懸架定位焊工裝的?？墒墙o我公司設(shè)計(jì)制作的這款客車的車架焊接夾具并沒有設(shè)計(jì)前氣囊、縱向推力桿、橫向推力桿三者安裝支架的定位工裝，這三個(gè)安裝支架的焊接位置全憑焊工一把卷尺人工控制?？蛙嚵魉鳂I(yè)到總裝車間裝配前懸架時(shí)，100%暴露出匹配問題：前氣囊充氣后不呈垂直狀態(tài)，而是歪斜。有的車歪得輕一點(diǎn)，有的車歪得重一點(diǎn)。在前氣囊、縱向推力桿、橫向推力桿三者位置正確時(shí)，前氣囊充氣后的自然狀態(tài)是垂直的（設(shè)計(jì)狀態(tài)）。經(jīng)分析，是前氣囊、縱向推力桿、橫向推力桿三者位置偏差（未達(dá)設(shè)計(jì)狀態(tài)），導(dǎo)致前氣囊充氣后歪斜。經(jīng)觀察分析，發(fā)現(xiàn)氣囊歪斜有兩種表現(xiàn)形式：一種是前后歪斜，另一種是左右歪斜，其中以左右歪斜的情形居多。歪斜的前氣囊使前橋受到一個(gè)額外的沿傾斜方向向上的傾斜力的作用，使客車處于行駛不穩(wěn)狀態(tài)[5-7]。據(jù)試車人員反映，該客車在平直試驗(yàn)路段轉(zhuǎn)向時(shí)左右力不一致，有的車左轉(zhuǎn)向力比右轉(zhuǎn)向力大，有的車剛好相反，導(dǎo)致該款客車轉(zhuǎn)向過度或不足，轉(zhuǎn)彎時(shí)非常危險(xiǎn)、非常難控。此時(shí)，該車就要返修。返修的原則是，保證該車在靜態(tài)時(shí)氣囊充氣后處于自然垂直狀態(tài)。返修的方法是：將車開進(jìn)地溝槽，用液壓千斤頂支撐起車頭，然后在堅(jiān)固的支撐點(diǎn)放置固定鋼支架，然后千斤頂卸壓，客車車頭重量全部壓在鋼制支架上。接著拆除縱向或橫向推力桿，使前氣囊去除縱向或橫向推力桿的縱向或橫向靜態(tài)約束力，恢復(fù)自然垂直狀態(tài)。此時(shí)，縱向或橫向推力桿在車架安裝板上的孔位發(fā)生了變化，原安裝孔已不能使用，必須重新配鉆新的孔位。返修必須在地溝槽內(nèi)進(jìn)行，由于位置狹窄，更改工作非常困難緩慢，也影響車輛及時(shí)入庫，車間意見很大[8-9]。

2 設(shè)計(jì)制作

為了解決這款客車的前氣囊歪斜問題，杜絕返修，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)定位焊工裝，用于該客車前氣囊、縱向推力桿、橫向推力桿三者安裝支架的定位焊接。該工裝結(jié)構(gòu)如圖2所示。

該工裝設(shè)計(jì)的依據(jù)是該款客車的車架圖紙和前懸架圖紙。工裝的底架用4根KQJ60×50×3/Q345C的優(yōu)質(zhì)矩形管來做，保證底架的平面度和剛度（在設(shè)計(jì)時(shí)將各定位棒的底面設(shè)計(jì)在同一個(gè)平面上，這個(gè)平面就是底架面）。

實(shí)際上，在制作時(shí)，要在底架上擺設(shè)各零件到±0.5 mm的精度位置很困難，原因是各定位棒的工作面并不共面，準(zhǔn)確測(cè)量非常困難。后來聯(lián)系到公司質(zhì)量部一臺(tái)激光測(cè)量跟蹤儀，以幫忙確定各定位零件在底架上的位置。

制作過程簡(jiǎn)述如下：

1）分別單獨(dú)制作出底架（注意平面度）、定位棒（注意垂直度）等零部件，如圖3所示。

2）為了減少激光跟蹤儀的測(cè)量次數(shù)，將同類定位棒的零件預(yù)先用一條工藝梁點(diǎn)焊在一起（兩定位棒的底面共面），預(yù)先保證尺寸900 mm±0.5 mm和880 mm±0.5 mm。如圖4所示。

3）將圖4（b）所示的縱向推力桿安裝板定位棒點(diǎn)焊到底架的大約位置上。

4）將圖4（a）所示的前氣囊安裝板定位棒放到底架的大約位置上，并用大力夾鉗夾在底架上（注意：不能點(diǎn)焊，因?yàn)樗S時(shí)調(diào)整）。

5）按照前懸架安裝支架定位工裝尺寸，用直角尺、卷尺、鐵錘粗調(diào)圖4的位置。

6）用激光跟蹤儀測(cè)量尺寸，將測(cè)量結(jié)果與前懸架安裝支架定位工裝尺寸進(jìn)行比較，用鐵錘輕輕敲擊微調(diào)定位棒的位置至精確位置。

7）再用激光跟蹤儀測(cè)量尺寸，察看剛才微調(diào)的效果。如此反復(fù)進(jìn)行，直到理想狀態(tài)。

8）用類似方法調(diào)整最后一個(gè)橫向推力桿安裝板定位棒的位置。

9）固定各個(gè)定位板，然后拆除工藝梁。

如果沒有激光跟蹤儀輔助定位，則可以設(shè)計(jì)一塊10 mm厚的鋼板，在此板上劃線、鉆孔，確定各根定位棒的位置，然后將定位棒直接焊接在鋼板的定位孔上，注意檢驗(yàn)各根定位棒的垂直度即可。這樣將工裝立體尺寸轉(zhuǎn)化為平面尺寸，從而將工裝制作化難為易。

3 結(jié)束語

前懸架是客車底盤的重要安全件，必須要有定位焊工裝來確保各個(gè)安裝支架的精確焊接位置。為了達(dá)到制作精度，客車前懸架定位焊工裝的設(shè)計(jì)制作要因地制宜，選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量設(shè)備來輔助制作。該工裝目前已投入使用，效果較好。

[1]黃其柏，王勇，趙明，等.汽車空氣懸架系統(tǒng)的發(fā)展概況[J].噪聲與振動(dòng)控制，2005，6（3）

[2]高書移，梁為.EQ6850KR高級(jí)客車空氣彈簧懸架設(shè)計(jì)開發(fā)[J].客車技術(shù)與研究，2003，25（4）：10-13.

[3]高書移，梁為.空氣彈簧懸架結(jié)構(gòu)型式及計(jì)算[J].客車技術(shù)與研究，2005，27（1）：21-22.

[4]張洪欣.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.

[5]余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[6]付百學(xué).汽車電子控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.8.

[7]閻紅玉，徐石安.發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的能量法解耦及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].汽車工程，1993，15（6）

[8]嚴(yán)濟(jì)寬.機(jī)械振動(dòng)隔離技術(shù)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1985.

[9]謝曉鵬，王喜順.汽車碰撞中的安全問題研究[J].天津汽車，2005，（1）