机械触碰式底门漏斗车中梁挠度控制研究

 机械触碰式底门漏斗车中梁挠度控制研究

袁尧,田国平,施磊,邹尚康,罗飞

中车株洲车辆有限公司  湖南  株洲  412003

摘 要：机械触碰式底门漏斗车（后文简称漏斗车）作为一种运煤专用铁路货车车辆，广泛应用于国内外各大煤炭及能源公司的线路上，相较于传统敞车该车型具有高效、高可靠性、高度自动化等优势，但其技术要求高，制造难度较大，本文针对该类车型中梁挠度在各工序生产过程中的变化情况进行研究，提出一种整体控制方案，使整车中梁挠度可控，最终产品符合技术要求。

关键词：机械触碰式底门；漏斗车；中梁；挠度；控制方案

1 序言

中梁挠度是所有铁路货车交验重要的技术指标之一，漏斗车中梁挠度一般要求0mm~10mm，中梁挠度的控制贯穿中梁生产线、底架生产线、钢结构生产线的整个生产过程，在中梁制造过程中，应充分考虑焊接收缩对中梁挠度造成的影响，在底架制造过程中，底架挠度影响枕梁的组装、地板的组装及漏斗的组装精度，钢结构挠度则影响侧墙的组装及机械触碰式底门的组装，其中任何一个环节失控都将导致整车挠度超差而不合格。

2 漏斗车结构介绍

机械触碰式底门漏斗车一般由中梁组成、底架组成、端墙组成、侧墙组成、漏斗隔板组成、漏斗组成、底门开闭机构组成七大部分组成，如图1所示。

图1 漏斗车结构

3 组装工艺流程

4中梁挠度控制整体方案

漏斗车中梁组成及底架组成垂向刚度较差，且如果中梁与底架有上挠，会影响底架组装4工序漏斗部件的组装间隙及组装尺寸，所以中梁及底架线整体控制方案为保证在组装胎位时中梁挠度为归零状态即可，中间涉及交验节点的对中梁挠度不做要求。待底架组装完成后，进入上架组装工序，在上架组装1与上架组装2工序将底架预置出合适的挠度，然后进行端墙、侧墙的组装，使钢结构中梁挠度定型，达到预期值。

4.1 中梁组装挠度控制

中梁组成1为整体压型“U”型梁与下盖板组焊而成的箱型结构梁，挠度的控制重点在于消除焊接压型梁与下盖板焊缝后，中梁下部整体收缩，使中梁成较大正挠度。针对该特性，根据经验数据，在中梁组装时预置25mm反挠度，在中梁翻焊时也预置25mm反挠度并压紧在胎模定位面上，然后采取跳焊方式进行焊接，防止中梁因收缩不一致而发生扭曲。待冷却后，中梁挠度值控制在0mm~5mm。

中梁组成2为将牵引梁与中梁组对而成一根完整的中梁，综合考虑牵引梁组成上拱变形及牵引梁上翘下垂控制要求，以牵引梁上心盘面为垂直定为基准面，将中梁组装胎上牵引梁端头定位面预置-3mm下垂量，中梁组成1垂直定位面按图纸理论尺寸进行调校，不进行放量，保证中梁组装后挠度的一致性，防止形成“W”型中梁，影响后续的上心盘间隙及牵引梁上翘下垂量。

4.2 底架组装挠度控制

底架组装主要组装四套枕梁组成、地板组成、漏斗组成等，底架组装所有胎模垂直面依旧以上心盘面为基准面，中部设置垂直定位面及中梁偏中调整装置，该处定位面按图纸理论尺寸进行调校，胎模两端设置支撑面或设置检测点，用于控制牵引梁上翘下垂，保证牵引梁下垂0mm~3mm。

其中底架组装胎1枕梁旁承位置根据旁承结构形式设置垂直定位面，该处定位面按图纸理论尺寸进行调整，枕梁端头也需设置垂直定位面，设置2mm~4mm下垂量，抵消枕梁焊接后收缩变形，保证作为后续组装基准之一的枕梁高度相对上心盘面高度尺寸的精准性。

底架组装胎2垂向在枕梁下盖板端头设置辅助定位面，组装地板时需将枕梁夹紧在定位面上，减少枕梁可能产生的扭曲变形。

底架交验工序因底架刚性不足，会存在下榻现象，所以交验时对中梁挠度不做检测要求，只检测枕梁高度及枕梁扭曲值及上心盘横向间隙差值。

4.3 钢结构组装挠度控制

钢结构组装主要组装漏斗隔板、端墙。侧墙等部件。

钢结构组装1工序，只组装端墙组成及隔板组成，组装完成后车体刚性依然不足以支撑中梁挠度的形成，但考虑后续车体长宽高等尺寸组装及控制的一致性，垂直面依旧以上心盘面为基准面，在车体中部下脊背两端下部设置定位面，考虑钢结构焊接工作集中在上部，焊接收缩将使中梁挠度减小，定位面高度尺寸根据图纸规定车体挠度值上限值进行调整，漏斗车中梁挠度控制要求0mm~6mm，所以该定位面较图纸理论高度调高6mm。

钢结构组装2工序，主要组装侧墙，侧墙完成组装后车体将完成定型，垂向定位方式与钢结构组装1保持一致，保证挠度放量一致，同时保证上部长宽高尺寸的一致性。

5结束语

传统漏斗车挠度控制方案为在中梁工序及底架组装工序对挠度进行预置及控制，每个工序胎模定位面调整及部件交验要求都不相同，需进行长时间的实践验证，严重影响产品的生产效率及质量的稳定，本文通过分析漏斗车挠度控制的关键点，统一定位、夹紧及检测要求，简化工艺方案，做到了工装保工艺，能方便快捷对漏斗车挠度进行控制。