黨田崗
(中車山東機車車輛有限公司,山東 濟南 250022)
出口巴基斯坦漏斗車適用于巴基斯坦1676mm軌距線路上運行,主要用于煤炭運輸,也可用于運輸?shù)V石、石料等散裝貨物。
圖1 車體主要結(jié)構(gòu)
該車車體為全鋼焊接結(jié)構(gòu),由底架、側(cè)墻、端墻、漏斗、底門等組成。主要型鋼和板材采用Q450NQR1高強度耐候鋼。底架采用全鋼焊接結(jié)構(gòu),由牽枕部分、中梁、側(cè)梁、漏斗端板和走臺、扶手等組焊而成。牽引梁為12mm的帽型鋼。枕梁為上、下蓋板與腹板組成的雙腹板變截面箱形梁。中梁為10mm帽型鋼及中梁隔板、連接板組焊而成。側(cè)梁采用冷彎異形型鋼。小側(cè)梁為槽鋼;端梁為焊接結(jié)構(gòu),采用鑄造整體上心盤及材質(zhì)為C級鑄鋼的前從板座。鉚接沖擊座。端墻由端板、上端梁、橫帶、立柱、大、小斜撐等組焊而成。端板為材質(zhì)Q450NQR1的鋼板,上端板厚4mm,下端板厚5mm。側(cè)墻為圓弧結(jié)構(gòu),由側(cè)板、上側(cè)梁、斜撐等組焊而成。側(cè)板為4mm厚材質(zhì)Q450NQR1鋼板壓型結(jié)構(gòu),上側(cè)梁為型材。斜撐為板材焊接結(jié)構(gòu)。漏斗組成在車體中心設(shè)一個橫向的中央漏斗脊,與中梁上設(shè)置的縱向漏斗脊將全車劃分成四個漏斗區(qū)。各漏斗脊由∧形鋼板和筋板組焊而成,漏斗板厚5mm。底門組成由門板、大橫梁、橫梁、立柱、上下門框、底門銷和立門框等組焊而成。大橫梁采用U型冷彎型鋼,立門框采用冷彎槽鋼,橫梁和立柱采用U形冷彎型鋼(如圖2)。
圖2 漏斗脊內(nèi)部結(jié)構(gòu)
底門開閉機構(gòu)采用兩級傳動頂鎖式底門開閉裝置,風(fēng)動、手動兩用,由上部傳動裝置、連桿、下曲拐、下部傳動軸、雙聯(lián)杠桿、長短頂桿和左右鎖體等組成。手動傳動機構(gòu)與風(fēng)動控制管路系統(tǒng)均設(shè)在車體一位端的底架上,風(fēng)、手動控制機構(gòu)相互獨立,其轉(zhuǎn)換由撥叉撥動牙嵌離合器來控制。
車體制造工藝流程圖(如圖3)。
圖3 車體制造工藝流程圖
車體采用的鋼質(zhì)(不銹鋼除外)型材、板材均進行拋丸除銹預(yù)處理,預(yù)處理后噴涂可焊性金屬防銹漆,其干膜厚度為10~20um。采用數(shù)控切割、鋸床、剪板、數(shù)控折彎、壓型等工藝裝備,進行配件的下料和制作。
牽引梁1為12mm的帽型鋼,中梁2為10mm帽型鋼,首先進行牽引梁與中梁的下料、拼接,再利用中梁生產(chǎn)線進行中梁組成的組對焊接。
中側(cè)梁大部分截面組焊后為封閉型腔結(jié)構(gòu),因此,在連接板2組焊前需要先進行底門折頁座鉚釘孔的鉆孔及底門折頁座的鉚接,然后,進行中側(cè)梁的整體組焊。
漏斗板組成、中央支撐組成為平面結(jié)構(gòu),利用平臺增設(shè)定位夾緊裝置進行組焊。利用中央漏斗組成組對胎進行中央漏斗組成的組焊,漏斗板組成和漏斗脊背待底架組對后漏斗組裝時組焊。
利用漏斗車底架組對胎完成底架及漏斗的組對。先進行中梁組成、枕梁組成、中側(cè)梁組成、端側(cè)梁組成、端梁組成等部件的組對及主要平焊縫的焊接,再進行漏斗組成的組焊。底架翻焊利用底架翻焊胎完成,利用底架矯正胎進行底架矯正、交驗(如圖4)。
圖4 底架翻焊完成
制造工藝流程:底架骨架及漏斗組對鋪地板→地板正面及小件組焊→底架附屬件組裝→底架翻焊底架矯正、交驗。
制造工藝流程:端墻板拼接→正面組對→正面焊接(手工)→背面焊接→端墻整備。
側(cè)墻為圓弧結(jié)構(gòu),主要由側(cè)板、上側(cè)梁等組焊而成。側(cè)板截面為R3995的大圓弧和R900的上部小圓弧組成。側(cè)板按板幅最大寬度1500進行拼接,平板下料后通過新增簡易R900圓弧壓型模具先完成R900的上部小圓弧壓制,再通過50卷板機完成R3995的大圓弧的卷制,最后進行側(cè)板的拼焊。
制造工藝流程:側(cè)墻組對→側(cè)墻正面焊接(自動焊)→背面焊接→側(cè)墻整備。
由于圓弧包板側(cè)墻的外觀平滑度很難保證,根據(jù)該車側(cè)墻的結(jié)構(gòu)特點,采取了新的側(cè)墻制造工藝,以有效保證側(cè)墻的平面度。利用側(cè)墻板拼接背面焊接胎進行側(cè)板的拼接及背面拼接縫焊接,利用側(cè)墻組對正面焊接胎進行側(cè)板的正面拼接縫焊接及上側(cè)梁組焊。因側(cè)板為圓弧結(jié)構(gòu),為保證焊接質(zhì)量,利用磁力焊接小車進行側(cè)墻板拼接縫正面焊接。
采用先組裝端墻再組裝側(cè)墻方式進行車體組裝。組裝完端墻后以端墻為基準,進行斜撐組裝,控制車體內(nèi)寬。采用弧形支撐梁對側(cè)墻進行整體卡縫,保證組裝質(zhì)量。采用車體翻焊胎完成車體焊縫焊接,采用小車自動焊完成中側(cè)梁上部與側(cè)墻處焊縫焊接,保證焊縫質(zhì)量。
制造工藝流程:車體組裝→車體正面焊→車體翻焊→車體檢測→車體交驗(如圖5)。
圖5 制造工藝流程圖
(1)充分考慮中梁的焊接收縮,中梁組對時心盤距按公差尺寸上限實施控制,以保證中梁心盤距符合圖紙尺寸要求。(2)利用中梁矯正胎對中梁預(yù)撓度、牽引梁的上翹下垂進行調(diào)整,保證底架組對及車鉤組裝質(zhì)量。
(1)為保證底架組成長、寬、對角線尺寸,底架組對時長寬均按尺寸公差的上限控制,為保證車體總裝時便于端墻組裝,漏斗端板處寬度按照3054~3062mm進行控制。(2)為保證底架組成撓度符合要求,充分考慮底架焊接變形,將中側(cè)梁預(yù)撓度值控制在10~12mm,采用底架矯正胎對底架撓度進行調(diào)整。
(1)主要控制焊接質(zhì)量及焊后各墻板的變形。(2)上側(cè)梁焊接時進行反變形控制工藝,保證上側(cè)梁旁彎。
該車側(cè)墻為圓弧包板結(jié)構(gòu),側(cè)墻組裝是制造難點。在組裝時,側(cè)墻與大橫梁及側(cè)漏斗板之間的組裝間隙較難控制,強制組裝后會造成側(cè)墻外觀質(zhì)量較差,且側(cè)墻板與側(cè)梁間焊縫為影響外觀的長直焊縫。側(cè)墻為圓弧包板結(jié)構(gòu),側(cè)墻板R3995mm圓弧頂點為車體限界最窄處,車體一次總裝斜撐時,控制車體內(nèi)寬在3212±5mm范圍內(nèi),確保車體該處寬度符合設(shè)計要求。另外,底門開閉機構(gòu)組裝關(guān)系到底門開閉的靈活 性及自鎖性,是影響車輛使用性能的重要參數(shù),保證傳動軸的制造、安研以及底門開閉的靈活是難點。由于底門安研和傳動軸組裝十分困難,所以必須嚴格控制與之相連的各配套加工件的尺寸精度。這些零件的孔的定位尺寸全部采用鉆模加工,以保證其加工精度和一致性。
上述制造工藝在制造前策劃制定,并在生產(chǎn)實踐中進行了調(diào)整及完善,經(jīng)工藝驗證,相應(yīng)部件的制造工藝和制造方法可以指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn),為今后生產(chǎn)同類產(chǎn)品積累了經(jīng)驗。