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设计制造 文章编号：１００２—７６０２（２００７）０１—００２０—０２ 铁道车辆 第４５卷第１期２００７年１月 浅谈Ｃ７０型敞车车体挠度的控制 高照亮 （中国北车集团济南机车车辆厂，山东济南２５００２２） 摘要：提出了在试制及小批量生产Ｃ 。型敞车时存在的车体挠度超限问题，重点介绍了车体挠度控制措施及要求。 关键词：敞车；车体；挠度；控制 中图分类号：Ｕ２７２．２ 文献标识码：Ｂ 为满足货运重载的需要，济南机车车辆厂引进了 ７０ ｔ级Ｃ 。型敞车。该车车体型钢板材采用 Ｑ４５０ＮＱＲ１高强度耐候钢，承载能力和刚度都有很大 的提高。但由于Ｃ 。型敞车的板材厚度比Ｃ 型敞车 薄，焊接变形加大，使其制造工艺变得复杂。 １问题的提出 在Ｃ 。型敞车试制过程中，结合Ｃ ｘ型敞车的生产 经验，分析Ｃ 。型敞车的结构特点，认为高强度钢刚度 大、焊接变形量大，所以，控制中梁、底架、侧墙等大部 件的质量是关键。但是，在试制及小批量生产时，车体 组装完成后并不理想，车体挠度较２ ｍｍ １２ ｍｍ的 标准超过上限１ ｍｍ～１０ ｍｍ。为此，根据该车的结构 特点，分析产生问题的原因，制定了解决的措施。 ２问题产生的原因 ２．１ 中梁及下侧梁 中梁是底架的骨架，底架上与中梁连接的枕梁、大 横梁、小横梁、端梁以及与上述各梁连接的纵向梁、下 侧梁都以中梁为基础。而现有中梁调挠胎是在原Ｃｅｔ 型敞车中梁调挠胎的基础上改造的，如果仅凭原来 Ｃ 型敞车的经验进行调整，则调挠顶压位置不合适， 顶压油缸压力不足，再加上预挠度参数范围选取不合 适，就造成了中梁枕间挠度不均匀，给底架整体挠度的 控制增加了难度。 Ｃ 型敞车下侧梁调挠胎也是未经改造就用于Ｃ 。 型敞车的。由于Ｃ 。型敞车枕间距加大了，这就造成 下侧梁中部弧度大，越靠近枕柱处弧度越小，底架组装 焊接后，侧梁挠度与侧墙挠度配合不合适。而为达到 组对尺寸和组焊间隙的要求，采用刚性夹紧方案组装， 最终造成车体挠度发生变化。 收稿日期：２００６－０５—２９ 作者简介：高照亮（１９５８一），男，工程师。 ・２Ｄ・ ２．２底架几何尺寸 底架是整个车体的基础，底架的几何尺寸控制不 好，会直接降低车体的组装质量，底架的挠度是决定车 体挠度的重要因素之一。虽然底架组对胎采用刚性固 定法，但如果中梁、侧梁挠度定位块高度和边梁相对于 中梁的高度差选取的不恰当，且底架挠度与侧墙挠度 配合关系没有系统考虑，则会使后序工作中车体挠度 的控制更加困难。 ２．３侧墙的制造质量 侧墙的组装质量和焊接反变形控制直接影响着侧 墙的挠度，侧墙的挠度又直接影响着车体的挠度。一 旦侧墙挠度形成，将很难进行调整。侧墙的挠度与底 架的挠度是否匹配是影响车体挠度的主要因素之一。 侧墙组对胎定位尺寸及背面焊胎反变形压紧装置和采 用的反变形量对于控制侧墙挠度非常关键。 ２．４车体组装 在７０ ｔ级敞车的试制和小批量生产过程中，认识 上产生过偏差。按照原来Ｃ 型敞车的生产经验，控 制车体底架、侧墙挠度等大部件的质量就可以了。但 是车体组装完成后，发现车体挠度超限。经过分析，认 为这是车体组装完成后的高强度钢焊接变形造成的。 根据调查统计的结果（表１），也发现了在车体组装胎 组装完端墙和侧墙后，车体的挠度与整个车体焊接完 成后的车体挠度基本相同，即焊接应力对车体挠度变 化的影响很小。由于该车是利用底架和侧墙整体承载 的结构，一旦侧墙与底架组装完成，形成箱形结构，整 个车体的刚度就已形成。再则，７Ｏ ｔ级新型通用敞车 采用的是屈服强度为４５０ ＭＰａ的耐大气腐蚀高强度 钢，车体矫正已为力（在试制过程已经得到证实）。 可见，车体组装时侧墙与底架挠度的匹配及组装质量 是决定车体挠度的重要因素之一。 ３控制措施及要求 ＴＢ／Ｔ １４０２－－１９９６（（厂、棚、平车通用技术条件》中 维普资讯 http://www.cqvip.com
浅谈Ｃ，。型敞车车体挠度的控制 高照亮 表Ｉ 车体挠度测量表（枕间挠度） 底架交验 序号中梁编号中梁 交验 中 焊接工艺参数和焊接顺序，减少焊接变形对 车体电焊后 中 １位 ２位 侧梁 车体总装 中 １位 底架挠度的影响。 （４）底架矫正在专用的底架矫正胎上进 １位 ２位 梁 侧粱 侧梁 ６ ５ ６ ４ 梁 侧梁 梁 侧梁６ ３ ６ ６ ５ 行，在心盘与底架矫正胎支承面密贴（局部间 隙小于或等于０．５ ｍｍ）的状态下检查和调 整，使底架扭曲变形、底架上挠度、牵引梁上 翘下垂符合工艺文件规定。将底架中梁、侧 粱挠度控制在０～６ ｍｍ，枕外侧梁按下垂控 ６ 注：表内的数据为试制时实测数据，牵引梁和枕梁以外的下侧粱上挠或下垂都 在５ ｍｍ以内的表中未列出。 ４．３．２．５条规定，车体组焊完成后，两枕梁间的中梁和 位侧一粱一 下侧梁上挠在２ ｍｍ～１２ ｍｍ之间，牵引梁和枕梁以 外的下侧梁上挠或下垂不得大于５ ｍｍ。根据影响车 体挠度的原因分析结果，分别加强中梁、侧梁、底架、侧 墙、车体组装等工序的工艺控制，杜绝整车组焊完成后 的车体矫正。 ３．Ｉ中梁、侧梁 （１）在中梁矫正胎上调整中梁挠度时，两心盘间 的预挠度控制在２Ｏ ｍｍ～２５ ｍｍ范围内，牵引梁下垂 控制在８ ｍｍ～１３ ｍｍ之间，确保底架焊接完成后的 中梁上挠度控制在２ ｍｍ～１２ ｍｍ范围内，牵引梁下 垂控制在５ ｍｍ以内。 （２）修整中梁矫正胎，提升顶挠度油缸的顶压力， 满足高强度钢强度大的要求。 （３）在调整中梁挠度的过程中，加大两调挠油缸 的间距（即减小调挠油缸与两心盘的距离），避免中梁 两心盘问挠度集中在中梁中部，出现急弯现象，使枕间 挠度曲线均匀平缓。 （４）调整侧梁调挠胎定位块的弧度及距离，解决 因侧梁加长后导致侧梁挠度主要集中在中部的问题。 侧粱预挠度应控制在２３ ｍｍ～３０ ｍｍ之间。 ３．２底架组成 （１）调整底架组对胎上的中梁挠度定位块，保证中 梁压紧状态下能与定位块密贴，且枕间挠度控制在１２ ｍｍ。 （２）调整底架组对胎上的各梁定位块相对于中梁 的高度差，保证底架组装后（压紧状态下）中梁、枕梁、 大横梁、小横梁、纵向梁、端梁、侧梁等底架各部件的几 何尺寸符合图样及工艺文件要求。同时，综合考虑底 架与侧墙挠度的匹配关系和底架焊接变形造成侧梁挠 度变化大的问题，在底架处，侧梁应高出中梁 ３ ｍｍ～５ ｍｍ。 （３）焊接时应执行Ｃ Ｔ一８４一ＯＯ１和Ｃ 。一８４— ００４工艺文件的规定，焊接质量需符合ＴＢＩＴ １５８Ｏ一 １９９５的规定。严格执行底架组焊工艺规程中规定的 制，并保证底架１位、２位侧梁枕外侧上翘下 垂一致。 ３．３侧墙组成 （１）侧墙组装在侧墙生产线的专用组装胎上进 行，保证其上侧梁、侧柱、侧柱连铁等各部件的几何尺 寸符合图样及工艺文件要求。 （２）在侧墙组装胎上组装侧墙时，上侧梁及侧柱 连铁不设置挠度。 （３）侧墙正面焊接胎采用剐性固定，不设置挠度， 严格按照焊接顺序施焊（先焊上侧梁焊缝，再焊侧柱和 斜撑焊缝），减少焊接变形。 （４）侧墙翻转焊接侧柱连铁对接缝时，严格控制 焊接电流，采用焊接热输入量小的混合气体保护焊，减 小对侧墙挠度的影响。 （５）在侧墙背面焊接胎上的侧梁定位块上设置挠 度，保证侧墙背面焊接时各部压紧装置作用良好，侧墙 夹紧后施焊。 （６）门柱加强板按上限控制，枕柱加强板按下限 控制。 ３．４车体组成 （１）应保证底架、侧墙、端墙等大部件的质量，并 在车体专用组装胎上进行车体组装。安装时，要保证 其车体组装胎的心盘支承面与底架心盘面密贴，用风 动夹紧装置紧固，控制好车体组装质量，为整个车体组 装奠定基础。 （２）车体组装时，侧墙与底架侧梁间隙应控制在 ５ ｍｍ以内，超过时要进行侧墙选配。 （３）车体组装时要经常监控车体的挠度变化，调 整底架、侧墙挠度，利用端墙的高度公差范围，达到侧 墙与底架挠度的最佳匹配。 （４）车体组成后，确认车体中梁及侧梁两枕间挠 度在２ ｍｍ～１２ ｍｍ之间，牵引梁下垂为５ ｍｍ。 批量生产验证表明，采取以上控制措施后，车体挠 度能够控制在２ ｍｍ～１２ ｍｍ以内，满足了７０ ｔ级高 强度钢新型通用敞车车体挠度的要求。 （编辑：郭 晖） ・２ｊ・
