C70与C64K型敞车厂修差异工艺分析

(整期优先)网络出版时间:2022-07-29
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C70与C64K型敞车厂修差异工艺分析

何敏

中车常州车辆有限公司 江苏省常州市213011

摘要:按照国铁货车修程修制改革要求,C70型敞车厂修周期延长1年,由原有的8年延长至9年,2022年C70型敞车基本进入二厂修。根据实际检修情况C70型敞车二修程车体钢结构车况较差,特以C64K型敞车作为比对模板,从设计差异、更换率差异方面进行对比分析。

关键词: 厂修;设计差异;优化改善;

一、设计差异分析:

1.材质差异

C64K型敞车车体钢结构主要材质为09CuPCrNi-A 耐候钢,C70型敞车车体钢结构主要材质为Q450NQR1屈服强度为450MPa的高强度耐候钢。

表1  化学成分对比

牌号

化学成分%

C

Si

Mn

P

 S

Cu

Ni

Cr

Q450NQR1

≤0.12

≤0.75

≤1.50

≤0.025

≤0.008

0.20~0.55

0.12~0.65

0.30~1.25

09CuPCrNi-A

≤0.12

0.25~0.75

0.2

0.5

0.070.15

≤0.004

0.250.55

≤0.65

0.30~1.25

表2  机械性能对比

牌号

屈服强度

R el (MPa)

抗拉强度

R m (MPa)

延伸率

A (%)

Q450NQR1

≥450

≥550

≥20

09CuPCr

Ni-A

343

480

≥22

2.结构差异

2.1 C64K型敞车

中梁采用310乙字型钢组焊而成,侧梁为240X80X9槽钢;枕梁、横梁为钢板组焊结构,底架上铺7mm厚耐候钢板;直径为338mm的锻造上心盘,全车铆接件均采用热铆连接。

侧墙为板柱式结构,由上侧梁、侧柱、侧板、连铁、斜撑、侧柱补强板及侧柱内补强座等组焊而成。上侧梁采用140×116×6mm的冷弯矩形钢管,侧柱采用热轧帽型钢或8mm厚冷弯帽型钢。

端墙由上端梁、角柱、横带及端板等组焊而成。上端梁采用140×116×6mm的冷弯矩形钢管、角柱采用140X58X6槽钢与钢板组焊而成。

2.2 C70型敞车

中梁采用屈服强度为450MPa的热轧310乙字型钢或冷弯中梁,冷弯下侧梁、直径为358mm的锻造上心盘及材质为C级铸钢的前、后从板座。底架上铺6mm厚的耐候钢地板,前、后从板座与中梁间,脚蹬、牵引钩、绳栓、下侧门搭扣与侧梁间均采用专用拉铆钉连接。

侧墙为板柱式结构,由上侧梁、侧柱、侧板、连铁、斜撑、侧柱补强板及侧柱内补强座等组焊而成。上侧梁采用140×100×5mm的冷弯矩形钢管,冷弯侧柱;侧柱与下侧梁间采用专用拉铆钉连接。

端墙由上端缘、角柱、横带及端板等组焊而成。上端缘、角柱采用160mm×100mm×5mm的冷弯矩形钢管,横带采用断面高度为150mm的帽型冷弯型钢。

3.结构差异识别

C70型敞车继承了C64K型敞车的主要结构特点,车体均为全钢焊接结构,由底架、侧墙、端墙、车门等部件组成。C70型敞车设计轻量化,同时对底架结构进行了优化。

C70与C64K主要差异对比表

主要参数及结构

C64K型

C70型

载重(t)

61

70

车辆定距(mm)

8700

9210

主要钢材牌号

09CuPCrNi-A

Q450NQR1

上侧梁

(冷弯矩形钢管)

140X116X6mm

140X100X5mm

侧、枕、门柱加强板

t=10mm

t=8mm

地板

t=7

t=6

角柱

140X58X6槽钢与钢板组焊而成

160mmX100mmX5mm冷弯矩形钢管

小横梁

槽钢100X48X5.3

U型折弯件100X80X4

上侧板、端板

t=5mm

t=5mm

斜撑

角钢75X50X6

冷弯型钢t=4

侧柱连铁

槽钢120X53X5.5

冷弯型钢t=4

上心盘

338

358

二、更换率对比、分析

为做好C70型敞车和C64K型敞车二修程车更换率对比分析,分别对30辆车进行数据统计,并分别计算更换率。

C70型敞车车体检修配件更换率

序号

物料名称

定额

更换率%

换算为面积更换率%

端墙

1

端墙截换件5X1200X2780

2

88.33

74.54

2

端墙截换件5X780X2780

2

53.33

侧墙

1

上侧板截换件5X300X1856

12

0

61.78

2

上侧板截换件5X400X1856

12

2.5

3

上侧板截换件5X500X1856

12

1.1

4

上侧板截换件5X600X1856

12

7.5

5

上侧板截换件5X700X1856

12

82.2

6

上侧板截换件5X800X1856

12

0

7

上侧板截换件5X900X1856

12

0

8

上侧板

12

0.56

地板(截换件换算为整车)

1

C70整车地板

1

88.48

88.48

门板

1

侧门板

4

21.67

2

下侧门门板

12

17.78

其他

1

侧柱内补强座

12

17.2

2

侧柱连铁

4

100

C64K型敞车车体检修配件更换率

序号

物料名称

定额

更换率%

换算为面积更换率%

端墙配件

1

端墙更换板L=1200

2

88

58.1

2

端墙更换板L=720

2

12

侧墙配件

1

侧墙截换板(200)

12

7.5

35.6

2

侧墙截换板(300)

12

23.6

3

侧墙截换板(400)

12

43.1

4

侧墙截换板(500)

12

20.8

5

侧墙截换板(600)

12

0

6

侧墙截换板(700)

12

0

7

侧墙截换板(900)

12

0

8

上侧板

12

0

地板配件(截换件换算为整车)

1

C64K整车地板

1

43.2

43.2

门板

1

侧门板

4

25

2

下侧门门板

12

17.5

其他

1

侧柱内补强座

12

22.22

2

侧柱连铁

4

42.5

通过统计数据分析得出:

1.端板

C70型敞车端板更换率为74.54%,C64型敞车端板更换率为58.1%,C70较C64K型敞车端板更换率高16.44%。其中C70截换780更换率为53.33%,C64K截换720更换率为12%,C70截换1200高度更换率为88.33%,C64K型敞车端板截换1200高度更换率为88%。

2.上侧板

C70型敞车上侧板更换率为61.78%,C64型敞车上侧板更换率为35.6%,更换率高出26.18%。其中C70型敞车上侧板的更换主要以高600、700更换为主更换率为89.7%,C64K型敞车上侧板主要截换高度以300、400、500为主更换率为87.5%。

3.地板

为方便统计,地板截换件均按面积换算为整车地板。C70型敞车地板更换率达88.48%,C64K型敞车地板更换率为43.2%,C70较C64K型敞车地板更换率高出45.24%。

4.门板

C70型敞车侧门板、下侧门更换率分别为21.67%、17.78%,C64K型敞车侧门板、下侧门更换率分别为25%、17.5%。从数据统计来看,门板更换率相差不大。

5.侧柱连铁、内背柱

C70型敞车侧柱连铁更换率达100%,C64K型敞车侧柱连铁更换率为42.5%,C70较C64K型敞车侧柱连铁更换率高出接近60%。C70型敞车与C64K型敞车内背柱更换率分别为17.2%、22.22%,更换率相差不大。

6.侧柱、角柱加强板

从厂修情况看,C70型敞车侧柱、角柱加强板因腐蚀导致截换或更换率较低,主要是侧柱、角柱加强板圆弧处破损。

三、工艺分析

结合源头设计、实际检修经验和数据统计,二修程时,C70型敞车较C64K型敞车车体钢结构车况差,主要体现在上侧板、地板、侧柱连铁腐蚀更严重。特做如下分析:

1.C70型敞车地板腐蚀基本从底架小横梁位置处开始,且基本小横梁周边的地板大面积腐蚀造成缺失,小横梁槽口里锈块、杂物较多。主要可能有以下因素:a.板厚设计6mm,比C64K设计薄1mm,且考虑板料本身的公差,实际厚度可能是不足6mm。b.小横梁设计问题,从实际检修情况来看,U型折弯小横梁不便于检修,且一旦地板破损、腐蚀,容易造成小横梁内部积存积水、锈块、垃圾,清理比较麻烦且不清理干净会进一步腐蚀小横梁。

2.C70侧柱连铁二修程时更换率100%,远大于C64K型敞车。主要可能有以下因素:a.C70型敞车侧柱连铁为冷弯型钢,设计板厚4mm,而C64K型敞车侧柱连铁采用的是规格120X53X5.5型槽钢,板厚薄了1.5mm。b.结构强度问题,从实际检修车况看,C70型冷弯型钢结构侧柱连铁变形情况较多,容易造成积水导致腐蚀。

3.C70型敞车侧柱、角柱加强板采用圆弧结构不同于60t敞车直边结构,该型结构从实际检修车况看,破损情况较多。

4.C70型敞车上侧板、端板设计板厚等同C64K型敞车,但上侧板、端板腐蚀程度二修程时C70型敞车也超过C64K型敞车,可能主要原因是一修程时C70型敞车未涉及截换或更换。

四、优化改善建议

C70型敞车设计之初是考虑以Q450NQR1高强度耐候钢代替09CuPCrNi-A 耐候钢,并优化结构减轻自重增加载重。然通过C70与C64K型敞车二修程车体钢结构车况对比,发现最明显的车体检修地板、上侧板、端板、侧柱连铁等更换率C70型敞车更换率远大于C64K。故结合厂修实际检修经验对C70型敞车设计作如下优化改善建议:

1.在既有材质为前提下考虑增加地板设计厚度,由6mm改7mm。

2.优化小横梁结构,可采用类似60t敞车的槽钢结构,不会出现积水;或可在小横梁底部中间位置增加排水孔,及时排出积水。

3.优化侧柱连铁结构,可采用槽钢结构或增加板厚并调整折弯角度保证结构强度刚性。

4.侧柱、角柱加强板建议采用直边设计,既能减少破损,也能提高造、修板材利用率。