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高速列车转向架自动化装配生产线的检测技术支持(二)

服务措施

 

(一)前期调研

 

1.开展转向架组装螺栓拧紧工艺分析。对典型的高铁转向架装配过程中的41种265个螺栓进行工况复杂性分析,确定螺栓拧紧扭矩,其中包含了高速列车行业独有的5种大扭矩螺栓拧紧工艺:齿轮箱410Nm、连杆640Nm、电机700Nm、牵引拉杆1000Nm和轴端锁紧螺母2000Nm。

 

2.调研国内外相关行业对自动化电动拧紧装置的校准、管理方式。与SCHATZ、诺霸以及阿特拉斯等多家国际知名制造商针对自动化电动拧紧装置的性能测试及现场实际工况,模拟进行技术交流。

 

3.针对不同连接方式开展定值螺栓模拟连接件的测试试验,试验数据显示,使用硬连接螺栓模拟连接件所测得的数据值,明显高于用软连接螺栓模拟连接件所测得的数据值,即使用不同硬度的螺栓模拟连接件是影响电动拧紧装置校准测量结果的主要原因。

 

电动拧紧装置的性能指标直接影响紧固件的装配质量,特别是电动拧紧装置的稳定性、重复性、电源影响等,都将对电动拧紧装置的量值准确可靠产生影响。因此,我们急需研发电动拧紧装置校准测试分析设备,实现电动拧紧装置的在线校准,以确保紧固件的安装满足工艺技术要求。

 

(二)研发过程

 

1.硬件研制

 

研制电动拧紧装置校准测试分析系统,系统配置三个液压式集成模拟器,量程上限分别为120Nm、500Nm和3000Nm。液压式集成模拟器可根据预先编制的程序和旋转角度的设定,快速模拟拧紧现场各种螺纹连接的软硬,可在各种扭矩范围,各种转数以及在相同扭矩的不同软硬连接设定状态下,完全模拟现实工况,确保对电动拧紧装置的在线校准。其中3000Nm集成模拟器实现了转向架自动化装配生产线上无法拆卸的大扭矩电动拧紧装置的校准,量程范围之大、校准精度之高,堪称国内顶尖。

 

电动拧紧装置校准测试分析系统在测量时,模拟器达到电动拧紧装置预定扭矩值后,通过液压刹车模式进行固定锁死,待测量数据存储后,解锁模拟器进行下一次测量,可省去使用普通螺栓模拟连接件检测时的拧松操作,提高计量检测校准效率。

 

电动拧紧装置校准测试分析系统还设有外界扩展功能。可通过连接扭矩/转角传感器、实现现场拧紧工位的“螺纹连接扫描”功能,获得螺栓实际的螺纹软硬连接特性,并通过液压式集成模拟器进行模拟再现,使校准的设置更符合现场的实际情况。电动拧紧装置校准测试分析系统底部设有移动固定装置,随时可根据需要将校准装置移至车间现场不同位置,确保整个装配生产线的在线校准。

 

2.软件开发

 

高速动车组转向架自动化装配生产线电动拧紧装置核查校准数据的采集、存储与共享,是产品质量控制、工艺方案确定及质量事故追溯的保障手段,对数字化工厂的建设也是不可缺少的。为此,在研制电动拧紧装置校准测试系统的基础上,开发了相配套的软件程序,程序内容包括:测量模式(装置状态检测、快速测量和常规测量等)、工具管理、拧紧点管理、集成模拟器参数设置、测量数据采集、传输及存储、CMK(设备能力指数)算法等。程序可实现电动拧紧装置的日常周期计量、拧紧点工位螺栓实际工况参数存储至数据库、通过工具编号快速调用所在工位的相关参数、计算CMK指数、自动生成记录报告、历史检测记录回看和自动提醒检测时间等功能。

 

同时还开发了一套扭力刻打集成系统,主要用于电动拧紧装置在转向架组装生产线上的扭力刻打工作。该系统可以依据转向架组装流程顺序,对电动拧紧装置锁定或解锁,同时自动采集扭矩数据,在线判断以及扭力质量追溯。

 

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