王 強(qiáng)

(齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司大連集裝箱分公司技術(shù)部 遼寧 大連 116052)

回轉(zhuǎn)拱蓋快開人孔工藝研制

王 強(qiáng)

(齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司大連集裝箱分公司技術(shù)部 遼寧 大連 116052)

通過對罐式集裝箱整體結(jié)構(gòu)的分析，將外購的人孔改由自主研制，有效控制產(chǎn)品成本和制造周期，保證了產(chǎn)品質(zhì)量和制造進(jìn)度。

罐式集裝箱；人孔；制造周期；螺栓組件

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡述

人孔是罐式集裝箱的主要部件之一，在產(chǎn)品制造、使用全周期過程中起著至關(guān)重要的作用。其主要結(jié)構(gòu)由活動螺栓組件、頸圈、人孔蓋等零部件組成，如圖1所示。

圖1 人孔蓋三維結(jié)構(gòu)示意圖

2 工藝制造過程簡述

2.1 人孔工藝流程

為了保證人孔的生產(chǎn)制造，對其生產(chǎn)流程進(jìn)行工藝排布，主要是零部件加工、雙面焊接、附屬件組焊、人孔組成和水壓試驗，工藝流程如圖2所示。

圖2 工藝流程圖

2.2 工藝難點(diǎn)分析

2.2.1 人孔蓋壓型

人孔蓋為球冠形，成型容易反彈，現(xiàn)有工藝裝備無法實現(xiàn)。

對應(yīng)措施：通過對該零件模擬分析，同時考慮板材的反彈系數(shù)，自主設(shè)計制造1套壓型模具，利用500 t液壓機(jī)進(jìn)行壓型，保證產(chǎn)品1次成型[1]。

2.2.2 頸圈制造

頸圈內(nèi)是直徑為500 mm的圓，卷板機(jī)最小滾圓直徑為600 mm，無法通過卷板機(jī)實現(xiàn)頸圈制造。

對應(yīng)措施：利用型鋼彎曲機(jī)對頸圈進(jìn)行滾圓，使用樣板對其進(jìn)行檢查，對接完成后，再進(jìn)行二次校圓，保證圓度符合要求。

2.2.3 螺栓座U型折彎

U型件寬度小，無法通過折壓機(jī)實現(xiàn)。

對應(yīng)措施：設(shè)計制造簡易模具，通過風(fēng)壓力實現(xiàn)鎖緊座U型折彎[1]，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 鎖緊座壓型模

2.2.4 人孔蓋與密封鋼圈組焊熱變形

人孔蓋與密封鋼圈雙面環(huán)形焊接，由于熱輸入較大，焊后產(chǎn)生變形。

對應(yīng)措施：調(diào)整焊接參數(shù)，在人孔蓋與密封鋼圈焊接前，先將兩者點(diǎn)焊在一起，然后利用人孔蓋組對工裝進(jìn)行固定(見圖4)。采用焊接變位機(jī)來實現(xiàn)人孔蓋與密封鋼圈的焊接，保證了焊接質(zhì)量，滿足了產(chǎn)品外觀要求[2]。

圖4 人孔蓋組對工裝

2.3 水壓實驗

2.3.1 實驗流程

將組對好的人孔蓋放置到水壓試驗工裝上，鎖緊活動螺栓組件，對其進(jìn)行打壓(見圖5)，打壓壓力為0.6 MPa，保壓30 min。

圖5 水壓試驗

2.3.2 數(shù)據(jù)記錄

半小時后，水壓試驗的各項數(shù)據(jù)如表1所示。由表格數(shù)據(jù)判斷人孔的氣密性合格。

表1 水壓試驗數(shù)據(jù)表

2.4 外觀處理

該產(chǎn)品的材質(zhì)主要為Q345D，為了保證外觀質(zhì)量及使用過程中防止腐蝕，對其整體進(jìn)行了熱浸鍍鋅，可以有效防護(hù)10年以上，同時外觀質(zhì)量也達(dá)到了商品化要求。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)工藝成本分析，外購件與自制成本控制動態(tài)曲線如圖6所示，方程式如下：

Y=a+bX。式中：Y為總成本；X為產(chǎn)量；a為工裝設(shè)備費(fèi)用；b為風(fēng)水電以及人工費(fèi)用。

圖6 成本控制動態(tài)曲線

通過以上分析核算，當(dāng)產(chǎn)品數(shù)量小于30套時采用外購方式成本較經(jīng)濟(jì)；當(dāng)產(chǎn)品數(shù)量大于30套時，采用自制成本較經(jīng)濟(jì)。自制人孔成本大約1 800元/套，外購價格為3 800元/套，每個節(jié)約2 000元。

此項目通過了公司設(shè)計部門和船級社的共同鑒定，目前該產(chǎn)品已經(jīng)用于796只29 m3罐式集裝箱上，達(dá)到了預(yù)期的效果，節(jié)約159.2萬元，給企業(yè)帶來巨大效益。隨著自制人孔的標(biāo)準(zhǔn)化及商品化，可以為其他罐箱廠供應(yīng)配件，拓寬相關(guān)多元業(yè)務(wù)的發(fā)展工作。但該產(chǎn)品材質(zhì)為Q345D，不銹鋼罐箱不會采用此材質(zhì)，且重量重，所以在材質(zhì)上面為適應(yīng)更廣的應(yīng)用還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

[1] 王孝培.沖壓手冊(第二版)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2] 陳祝年.焊接工程師手冊(第二版)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.□

(編輯：繆 媚)

2095-5251(2016)01-0045-02

2015-02-11

王 強(qiáng)(1983-)，男，本科學(xué)歷，工程師，從事沖壓工藝、生產(chǎn)制造工作。

U270.6+4

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