曹傳民

（德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東德州 253034）

0 引言

隨著石油工業(yè)的蓬勃興起，石油運(yùn)輸除鋪設(shè)管道直接輸送外，利用油罐鐵路運(yùn)輸仍是重要手段之一。罐車(chē)底架上部安放油罐，下部有車(chē)輪構(gòu)成一節(jié)車(chē)體，可以隨時(shí)掛車(chē)或組成專(zhuān)列。

1 罐車(chē)底架技術(shù)要求

罐車(chē)底架由中梁、側(cè)梁、端梁和枕梁組成梁系框架，整體外形好似一只啞鈴（圖1）。其主要技術(shù)條件：全長(zhǎng)公差±10 mm，寬度公差±5 mm；全長(zhǎng)對(duì)角線(xiàn)允差<10 mm；兩枕梁間距允差±8 mm；枕梁間兩對(duì)角線(xiàn)允差為8 mm；整個(gè)底架撓度±5 mm，中梁撓度最保證為0～5 mm；盤(pán)支承面對(duì)同一水平面的傾斜應(yīng)不大于0.5 mm（這一要求較高）。另外，底架任橫截面上各梁的水平允差在枕梁處5 mm，在端梁處10 mm；枕、側(cè)、端各梁對(duì)底架中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)允許公差2 mm。

圖1 罐車(chē)底架結(jié)構(gòu)

2 問(wèn)題分析

（1）從技術(shù)條件分析可知，底架長(zhǎng)、寬及對(duì)角線(xiàn)公差的保證，關(guān)鍵在于各梁本身的制造質(zhì)量及各組裝底架時(shí)的裝配；焊接質(zhì)量的保證，要求各梁零件的備料尺寸要予以保證。

（2）整個(gè)底架的焊縫分布在橫截面水平軸的上方，易產(chǎn)生較大的下?lián)?。裝配時(shí)以中梁為裝配基準(zhǔn)，所以中梁撓度是保證整個(gè)底架撓度的關(guān)鍵。

（3）心盤(pán)支承面與同一水平支承面的傾斜公差要求是很高的。如果中梁本身扭曲（極易產(chǎn)生）就很容易使心盤(pán)傾斜超差?？梢钥闯?，中梁的撓度及扭曲和心盤(pán)的傾斜是底架制造的關(guān)鍵問(wèn)題。

3 變形的控制措施

3.1 撓度控制

影響底架和中梁撓度的因素大致如下：①中梁槽鋼在吊運(yùn)過(guò)程中平直度受到破壞，如為了獲得上撓而采用夾緊措施時(shí)，松去夾緊力后，撓度數(shù)值變化超差；②中梁隔板與槽鋼腹板的角焊縫在中梁截面中心的下方，焊后有引起上撓的趨向；心盤(pán)座、中梁連接板、補(bǔ)強(qiáng)板處焊縫焊后都有使中梁上撓的趨向。而這些焊縫引起的上撓比上述角焊縫還大；③中梁蓋板焊縫以及下鞍處的焊縫，焊后會(huì)造成較大的下?lián)希@些焯縫是影響中梁下?lián)系淖钪饕缚p。同時(shí)，這些焊縫由于焊接順序不同，也會(huì)引起旁彎；④為了獲得中梁上撓，應(yīng)采用合理的焊接次序以建立有利于中梁上撓的趨勢(shì)，應(yīng)先焊接心盤(pán)座焊縫、中梁連接板焊縫，由于此時(shí)蓋板焊縫尚未焊上，中梁的剛度較弱，容易產(chǎn)生上撓變形。

解決撓度的技術(shù)措施為上述焊縫焊完后，再焊蓋板及下鞍處焊縫，此時(shí)中梁已上撓，上述焊縫的下?lián)献冃斡兴鶞p少。由于中梁蓋板焊縫及下鞍處焊縫造成中梁下?lián)虾艽?，其余焊縫引起的上撓不足以克服中梁的下?lián)希詾楂@得上撓尚需采用反變形措施。焊接中梁蓋板焊縫時(shí)，采用逐段退焊法是減少殘余變形有效的措施。

3.2 心盤(pán)面傾斜控制

技術(shù)條件規(guī)定，心盤(pán)對(duì)同一水平面的傾斜度不得超過(guò)0.5 mm。而心盤(pán)平面與水平胎之間的間隙總和不大于1 mm。這是因?yàn)榭紤]到罐車(chē)運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)和安全。而且，心盤(pán)面過(guò)大的傾斜也將造成心盤(pán)過(guò)早的損耗。

（1）造成心盤(pán)傾斜的原因：①由于心盤(pán)作為中梁的一個(gè)部件在中梁組成底架前已經(jīng)鉚裝在中梁上，因此造成中梁扭曲變形的因素均會(huì)引起心盤(pán)面的傾斜；②鉚裝心盤(pán)時(shí)的質(zhì)量、枕梁下蓋板（中）、心盤(pán)座和心盤(pán)鉚裝間隙及裝配質(zhì)量也很重要，這涉及到枕梁下蓋板的壓型精度、槽鋼翼板平面的平行度、心盤(pán)機(jī)加工時(shí)的精度（“毛面”與“光面”的平行度）、孔加工質(zhì)量等，它們的誤差積累會(huì)使心盤(pán)超差；③中梁與底架組裝時(shí)的焊接變形以及枕梁下蓋板（中）壓型精度等引起的心盤(pán)歪斜；④底架的扭曲變形而引起的心盤(pán)傾斜。

（2）解決心盤(pán)傾斜問(wèn)題的工藝措施：①應(yīng)選擇合理的裝配與測(cè)量基準(zhǔn)和心盤(pán)安裝工序，嚴(yán)格保證中梁的制造質(zhì)量（包括鉚裝心盤(pán)）；②從備料到焊接的所有各個(gè)工序要嚴(yán)加檢查；③保證心盤(pán)本身的尺寸精度；④控制底架組裝時(shí)的裝配質(zhì)量和各種焊接變形，底架焊接時(shí)盡量采用對(duì)稱(chēng)焊接。

3.3 中梁扭曲控制

（1）中梁由兩槽鋼組成，上下兩面焊縫不對(duì)稱(chēng)，單肢槽鋼備料時(shí)尺寸超差，肋板焊接有先后而產(chǎn)生變形等原因，會(huì)使中梁產(chǎn)生扭曲。產(chǎn)生扭曲的主要原因有：①底架組裝時(shí)，中梁與枕梁連接處構(gòu)造復(fù)雜，焊縫集中；②中梁兩側(cè)變形不一致，也會(huì)使中梁產(chǎn)生扭曲并進(jìn)而影響到其他技術(shù)條件，如兩對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度超差等。

（2）防止中梁扭曲的措施：①首先注意中梁槽鋼本身的形狀及尺寸誤差，尤其要嚴(yán)格控制兩根槽鋼的高度差，兩根槽鋼在預(yù)制上撓時(shí)要采用同一數(shù)值，否則將有扭曲或傾斜；②盡量對(duì)稱(chēng)施焊，控制焊接變形，利用胎具強(qiáng)制變形達(dá)到技術(shù)要求；③合理選擇裝配基準(zhǔn)、焊接支承基準(zhǔn)及測(cè)量基準(zhǔn)。目前底架生產(chǎn)采用正裝法，即以心盤(pán)面作為基準(zhǔn)，心盤(pán)在底架組裝前就已鉚裝在中梁上，各梁再以中梁為基準(zhǔn)裝焊；④底架焊接時(shí)在正面及反面焊接胎具上進(jìn)行強(qiáng)力夾固以強(qiáng)制變形，使得扭曲變形大為減少，超差問(wèn)題并不嚴(yán)重。

4 效果

采用以上制造工藝生產(chǎn)的車(chē)架，經(jīng)檢測(cè)其撓度、心盤(pán)面傾斜和中梁扭曲都符合產(chǎn)品的技術(shù)要求，有效控制變形量，提高了產(chǎn)品檢驗(yàn)的合格率，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。