楊天志 姚凌云 李宜澤 胡承永

（中車長(zhǎng)江車輛有限公司，湖北武漢430212）

0 引言

為適應(yīng)鐵路貨車重載、車輛自重輕量化發(fā)展要求，解決鐵路車輛在運(yùn)輸過(guò)程中的防腐蝕問(wèn)題，我公司為澳大利亞某公司研發(fā)了包板式側(cè)墻不銹鋼漏斗車車體。本文以包板式漏斗車車體鋼結(jié)構(gòu)及制造工藝為研究對(duì)象，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面進(jìn)行研究分析，以期解決包板式側(cè)墻結(jié)構(gòu)不銹鋼漏斗車制造難點(diǎn)，提高制造效率，降低生產(chǎn)制造成本。

1 車體結(jié)構(gòu)介紹

包板式不銹鋼煤炭漏斗車主要由車體鋼結(jié)構(gòu)、車鉤與緩沖裝置、制動(dòng)控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架組成、車輛標(biāo)記等部分組成。

該車車體由底架、側(cè)墻、端墻及底門開(kāi)閉機(jī)構(gòu)組成，其中底架主要采用Q450NQR1和09CuPCrNi-A高強(qiáng)度耐候鋼板材和型材組焊而成，與煤炭接觸部位側(cè)墻、端墻采用T4003不銹鋼材質(zhì)，底門采用觸碰式開(kāi)閉機(jī)構(gòu)，底門板采用6005A-T6和6061-T6鋁合金擠壓而成（圖1）。

圖1 車體鋼結(jié)構(gòu)圖

2 車體制造工藝分析

2.1 底架組成

車輛底架由牽引梁組成、中梁組成、枕梁組成等部件組焊而成。中梁組成采用250 mm×150 mm×9 mm的矩形鋼管，外包T4003不銹鋼板材質(zhì)的上、下包板。

組裝工藝順序：

（1）拼接牽引梁下蓋板、腹板組焊成牽枕部件；

（2）組焊中梁及包板；

（3）將牽枕組成與中梁組成組焊為底架工藝件；

（3）將底架工藝件與漏斗脊、邊梁組焊為底架組成。

組焊過(guò)程主要焊接參數(shù)如表1所示。

底架組焊需要重點(diǎn)控制車輛定距、枕梁高低差、漏斗口尺寸及牽引梁的上翹、下垂。

2.2 側(cè)墻組成

包板式側(cè)墻由3.5 mm側(cè)板、5 mm上下側(cè)梁組及6 mm縱向補(bǔ)強(qiáng)梁組成，主要材質(zhì)為T4003不銹鋼。

側(cè)墻工藝順序：

（1）上側(cè)梁整體折彎成型；

表1 主要焊接參數(shù)表

（2）側(cè)墻板拼接組焊成側(cè)墻板工藝件；

（3）上側(cè)梁與側(cè)墻板工藝件組焊成側(cè)墻組成（組焊過(guò)程主要焊接參數(shù)見(jiàn)表1）。

側(cè)墻組成組焊需重點(diǎn)控制包板對(duì)接垂向錯(cuò)邊量≤0.5 mm，焊接變形以及側(cè)墻組焊后成型尺寸。

2.3 端墻組成

端墻由3.5 mm上下端墻板，5 mm橫向梁、縱向梁及8 mm厚上端梁組焊而成，材質(zhì)為T4003不銹鋼，支撐板和支撐柱為5 mm Q450NQR1高強(qiáng)度耐候鋼組焊而成。

端墻工藝順序：

（1）橫向梁、縱向梁及上端梁折彎成型；

（2）端墻板拼接組焊；

（3）端墻板與橫向梁、縱向梁、上端梁組焊為端墻工藝件（組焊過(guò)程主要焊接參數(shù)見(jiàn)表1）。

端墻組成組焊需重點(diǎn)控制端墻板拼接過(guò)程中垂向錯(cuò)邊量≤0.5 mm，端墻焊接變形以及與側(cè)墻相貫位置曲線成型尺寸。

2.4 底門組成

底門組成包括開(kāi)閉機(jī)構(gòu)和底門。底門主要由鋁合金材質(zhì)底門板、加強(qiáng)筋和折頁(yè)等組焊而成；開(kāi)閉機(jī)構(gòu)采用四連桿機(jī)構(gòu)，主要由門軸、連桿、機(jī)構(gòu)底座、開(kāi)關(guān)門柄和開(kāi)門檔等組成，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)過(guò)“死點(diǎn)”，與地面配套設(shè)備配合使用完成底門的開(kāi)閉。

底門工藝順序：

（1）底門板與折頁(yè)、加強(qiáng)筋組焊成底門板工藝件；

（2）采用底門專業(yè)工藝裝備組裝底門工藝件及底門開(kāi)閉機(jī)構(gòu)；

（3）靜態(tài)調(diào)試底門開(kāi)閉及過(guò)“死點(diǎn)”。

底門組成控制重點(diǎn)：采用恒溫空間保證底門板與折頁(yè)焊接成型質(zhì)量，采用專用工藝裝備保證底門組裝空間位置尺寸及過(guò)“死點(diǎn)”量。

2.5 車體鋼結(jié)構(gòu)組裝

車體鋼結(jié)構(gòu)主要由底架組成、側(cè)墻組成、端墻組成、漏斗脊組成及底門及開(kāi)閉機(jī)構(gòu)等部件組焊而成（組焊過(guò)程主要焊接參數(shù)見(jiàn)表1）。

車體鋼結(jié)構(gòu)組裝工藝順序：

（1）采用專用的車體鋼結(jié)構(gòu)組裝工藝裝備，裝夾底架調(diào)整心盤間隙；

（2）以底架橫向中心線為基準(zhǔn)組裝1、2位端墻組成；

（3）組裝上漏斗脊組成；

（4）以底架縱向中心線為基準(zhǔn)組裝1、2位端墻；

（5）車體鋼結(jié)構(gòu)整體翻轉(zhuǎn)焊接；

（6）底門及開(kāi)閉機(jī)構(gòu)安裝調(diào)試；

（7）車體鋼結(jié)構(gòu)完工校驗(yàn)。

車體鋼結(jié)構(gòu)組裝控制重點(diǎn)：

（1）端墻工藝件與底架橫向中心對(duì)中及端墻安裝角度；

（2）側(cè)墻與底架縱向中心對(duì)中及側(cè)墻與端墻相貫位置間隙及組對(duì)尺寸；

（3）車輛內(nèi)部長(zhǎng)寬尺寸及對(duì)角線誤差。

3 制造難點(diǎn)及控制方法

（1）為了降低車輛自重，提高車輛防腐蝕性能，車體鋼結(jié)構(gòu)部分與煤炭接觸部位采用T4003不銹鋼材質(zhì)，產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，不銹鋼材料防護(hù)為該車輛工藝的重點(diǎn)和難點(diǎn)，要求對(duì)不銹鋼與碳鋼嚴(yán)格分離存放，避免電化學(xué)腐蝕。工序轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中為避免不銹鋼劃痕，采用防護(hù)材料分層隔離存放，物料存放工位器具與不銹鋼接觸位置均采用橡膠或不銹鋼材質(zhì)防護(hù)。

（2）該車輛采用包板式圓弧側(cè)墻結(jié)構(gòu)，側(cè)墻作為該車輛重要組成部件之一，必須嚴(yán)格控制側(cè)墻板拼接組焊，對(duì)接板厚方向錯(cuò)口尺寸≤0.5 mm，為保證側(cè)墻板焊接成型質(zhì)量，采用側(cè)墻板焊接專機(jī)。

（3）底門及開(kāi)閉機(jī)構(gòu)組成，該車采用觸碰式底門開(kāi)閉機(jī)構(gòu)：1）需要采用專用底門及開(kāi)閉機(jī)構(gòu)組裝工藝裝備，在組裝時(shí)進(jìn)行預(yù)調(diào)試，采用過(guò)“死點(diǎn)”檢測(cè)器具，檢測(cè)過(guò)“死點(diǎn)”量符合有關(guān)技術(shù)要求；2）組裝過(guò)程中需要調(diào)整底軸高及底門與漏斗口縱向尺寸對(duì)中；3）組裝過(guò)程中重點(diǎn)調(diào)試底門過(guò)“死點(diǎn)”量；4）調(diào)整組裝間隙，組裝底門附件。

4 結(jié)語(yǔ)

在鐵路貨車重載及降低車輛自身重量的發(fā)展需求下，包板式側(cè)墻不銹鋼漏斗車將是未來(lái)煤炭運(yùn)輸車輛的主要車型之一。本文對(duì)包板式側(cè)墻結(jié)構(gòu)煤炭運(yùn)輸漏斗車制造工藝進(jìn)行了分析研究，并運(yùn)用于批量生產(chǎn)實(shí)施。當(dāng)前，我公司已為澳大利亞某公司生產(chǎn)制造多批次、數(shù)百輛產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)工藝技術(shù)研究分析，總結(jié)工藝重、難點(diǎn)，以及對(duì)難點(diǎn)工序的分析研究和不斷完善，在包板側(cè)墻等難點(diǎn)工序生產(chǎn)中大量采用了焊接專機(jī)，逐步了實(shí)現(xiàn)“以機(jī)代人”，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，逐步實(shí)現(xiàn)了鐵路貨車智能制造。