一种吸能钢筒的制造工艺制造技术

采用本发明专利技术工艺技术制得的吸能钢筒以及吸能装置，陆续安装在中车株洲电力机车有限公司、广州电力机车有限公司生产的HXD1系列大功率交流传动电力机车上，吸能钢筒产品自检合格率达到95％以上。在中车株洲电力机车有限公司每年度进行的全压缩试验检验中，抽样检验一次合格率达到100％。本发明专利技术所述的实施例仅仅是对本发明专利技术的优选实施方式进行的描述，并非对本发明专利技术构思和范围进行限定，在不脱离本发明专利技术设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明专利技术的工艺技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明专利技术的保护范围，本发明专利技术请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

A Manufacturing Technology of Energy Absorbing Steel Cylinder

The energy-absorbing steel drum and energy-absorbing device manufactured by the process technology of the invention are successively installed on HXD1 series high-power AC drive electric locomotives manufactured by Zhongche Zhuzhou Electric Locomotive Co., Ltd. and Guangzhou Electric Locomotive Co., Ltd. and the self-inspection qualification rate of the energy-absorbing steel drum products reaches more than 95%. In the annual full compression test conducted by Zhongche Zhuzhou Electric Locomotive Co., Ltd., the qualified rate of the first sampling test reaches 100%. The embodiments of the present invention are only a description of the preferred embodiments of the invention, not a limitation of the concept and scope of the invention. Without departing from the design idea of the invention, various modifications and improvements made by engineers and technicians in the field to the technological scheme of the invention shall fall within the scope of protection of the invention, and the technology requested by the invention shall be protected. The contents are all recorded in the claims.

【技术实现步骤摘要】
一种吸能钢筒的制造工艺
本专利技术涉及轨道车辆碰撞安全
，特别指一种吸能钢筒的制造工艺。
技术介绍
吸能装置是原铁道部引进德国西门子DJ1型大功率交流传动电力机车时，同时引入的高新技术产品。吸能装置安装在交流传动电力机车钩缓装置的后面，固定在车钩箱中，当机车运行承受大于设计规定的静压力时，吸能装置发生塑性变形，将机车运行时受到的冲击力和压缩力传递至底架，并通过吸能装置的动作和变形，吸收冲击能量，为机车运行提供过载保护，保证机车运行安全、平稳。该装置的最主要的组成元件就是受力过程中能发生塑性变形的——吸能钢筒。西门子生产的吸能装置主要通过高品质的材料技术、复杂的外形结构，来达到变形吸能的目的，而且随着冲击力的不同，钢筒变形程度不同，能量的吸收量也不同。西门子设计的吸能钢筒在国产化过程中遇到两个难题：1、吸能钢筒外型结构复杂，钢筒外圆有一条一条的筋，机械加工工艺技术要求高，成本代价巨大，并可见加工痕迹；2、对材料的机械性能要求特别高，抗拉强度、屈服强度、断后伸长率的参数范围窄，国内通用技术标准轧制的原材料，无法满足吸能钢筒对原材料技术的要求。本领域制造企业也有选择国内钢厂生产的国家标准范围的原材料进行吸能钢筒的加工生产，但大量试验结果表明，选用国内钢材经过机械加工后的吸能钢筒，无法满足吸能装置静压力值批量合格的要求，在众多试验中也有偶尔达到要求的，但其试验合格率不足10％，无法投入批量生产。因此该吸能装置前期一是依赖于进口，二是通过降低机车技术质量标准来让步放行。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种吸能钢筒的制造工艺。本专利技术主要包括材料选择、热处理和精密加工成型，具体如下：1、材料选择：选择化学成分如下的钢坯作原料。2、将原料轧制成钢管，检测钢管材料的机械性能，符合以下要求进入下一工序。抗拉强度(N/mm2)屈服强度(N/mm2)断后伸长率(％)490～650310～450大于163、粗加工后半成品钢筒的热处理。4、机械性能检测，热处理后的钢筒机械性能满足以下力学参数范围的进入下一工序。抗拉强度(N/mm2)屈服强度(N/mm2)断后伸长率(％)460～550270～360大于305、精密加工成型。按吸能钢筒的结构设计出中空的基础钢筒，然后对基础钢筒体进行微调内圆孔尺寸形成吸能钢筒产品工艺设计，具体调整如下，其中d0代表基础钢筒内孔不同位置的直径。按调整内孔尺寸后的铜筒产品工艺进行数控编程并加工，成品检验合格即得变形吸能钢筒，入库待用。在其中一个实施例中，所述的基础钢筒为整体成型的中空筒体，包括筒身，及分别位于筒身两端的上连接端和下连接端，其中所述上连接端为向外水平展开的喇叭口状，所述下连接端壁厚大于筒身及上连接端壁厚。该方案上连接端为受力前端、下连接端为受力后端，采用该结构设计可进一步保证受力从前至后逐级均匀发生变形。本专利技术的优点及有益效果：本专利技术根据交流传动电力机车吸能装置的技术规范要求，以现有中空吸能钢筒结构为基础钢筒结构，结合材料选择、热处理技术和精密加工技术，对选择材料出现的机械性能差异，设计四档不同的热处理技术、四档不同的精密加工技术与之对应，最终达到满足吸能装置静压力技术参数的目的。本专利技术不仅简化了电力机车吸能装置关键部件吸能钢筒的外形结构，而且选材、工艺更为简单，产品合格率大幅提高。具体还包括如下技术经济效果：1、放宽了对吸能钢筒材料的要求，可以在国家通用标准范围内选择原材料，然后采用对应的热处理技术和精密加工技术来满足最终要求。2、吸能钢筒外形结构简单化，批量加工效率提升60％以上。3、成本大幅降低，同样技术效果的吸能装置，进口西门子产品，折合人民币单件约12000元左右；选择西门子近似的材料和工艺制造的产品，单件制造成本在8000元以上；按本专利技术制造的吸能装置，单件制造成本在3000元以内。附图说明图1是本专利技术吸能钢筒结构示意图。图2是图1中I处放大图。图3是本专利技术吸能装置结构示意图。图4是本专利技术吸能装置俯视结构示意图。图5是本专利技术吸能装置成品照片。图6是具体实施例1静压试验曲线图之一。图7是具体实施例1静压试验曲线图之二。图8是具体实施例1全压试验曲线图。图9是本专利技术吸能装置全压试验后状态图。图10是具体实施例2静压试验曲线图之一。图11是具体实施例2静压试验曲线图之二。图12是具体实施例3静压试验曲线图之一。图13是具体实施例3静压试验曲线图之二。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被认为是“设置”或“连接”在另一个元件上，它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在于限制本专利技术。实施例1：一、材料处理。1、选择了一批钢坯作原材料，将钢坯轧制成钢管工件。这种钢坯可以在钢厂通用标准的钢坯库进行专门挑选，不需要单独开炉熔炼。德国西门子吸能钢筒原料由于要求特殊，需要单独熔炼。选择的材料经检测中心理化检测，其化学成分与机械性能如下：2、根据检测的材料抗拉强度选择对应的热处理工艺，具体工艺如下：钢筒的热处理，是获得满足最终产品技术规范要求的机械性能，同时以消除钢筒存在的圆周方向性能偏析。3、热处理结束后，试棒送材料检验中心检测，机械性能如下：二、生产吸能铜筒。1、形成基础钢筒：按现有电力机车吸能钢筒尺寸形成中空结构的基础钢筒设计图，将位于筒身一端的上连接端设计为向外水平展开的喇叭口状，另一端的下连接端壁厚大于筒身及上连接端壁厚。本例中，基础钢筒的结构尺寸如下：筒高为270mm，上连接端的外径为100mm，筒身外径为86mm，下连接端的外径为89mm，铜筒内径为74mm，钢筒内外锥面的同轴度为Φ0.05mm，具体结构如图1、2所示。2、对基础钢筒内孔进行调整并精加工成型：根据热处理后机械性能检测数据，在基础钢筒基础上，内孔按d0-0.2(即按基准图纸负20丝)尺寸，进行数控编程并加工成型。精加工后不允许存在裂纹、夹渣、疏松和缩孔等其它缺陷，不允许任何形式的修补。并在精加工完成的吸能铜筒成品外壁涂防锈油层。检验合格即得吸能钢筒成品，入库待用。三、组装吸能装置。吸能装置镜像对应设置两组于车体底架车钩箱上，即左变形吸能装置和右变形吸能装置，如图5。每组吸能装置均包括有一个下支撑板3和对称设置在下支撑板3上的两个钢筒2(在下支撑板上平行安装且相隔一定距离)，两钢筒2的另一端均固定连接有一上支撑板1，如图3、4。四、吸能装置的试验。1、吸能装置技术规范要求：下面给出的是单组吸能装置的技术参数，左右两组吸能装置的技术参数等于单组吸能装置的技术参数乘以2：a)吸能装置必须安全的承载1500kN静态压力，不出现承载方向的塑性变形。b)静态压力为1500～1650kN时，吸能装置可靠地开始变形。c)最终变形时的最大压力为1897.5kN。d)发生最大变形位移时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸能钢筒的制造工艺，其特征在于它主要包括材料选择、热处理和精密加工成型，具体如下：1)材料选择：选择化学成分如下的钢坯作原料：

【技术特征摘要】
1.一种吸能钢筒的制造工艺，其特征在于它主要包括材料选择、热处理和精密加工成型，具体如下：1)材料选择：选择化学成分如下的钢坯作原料：2、将原料轧制成钢管，检测钢管材料的机械性能，符合以下要求进入下一工序。抗拉强度(N/mm2)屈服强度(N/mm2)断后伸长率(％)490～650310～450大于163、粗加工后半成品钢筒的热处理。4、机械性能检测，热处理后的钢筒机械性能满足以下力学参数范围的进入下一工序。抗拉强度(N/mm2)屈服强度(N/mm2)断后伸长率(％)460～550270...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天郁，赵悬辉，
申请(专利权)人：株洲东润兴达科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43