大軸重運煤專用敞車車體制造工藝的研究

摘 要：快速重載是世界鐵路的發(fā)展方向。隨著我國貨車發(fā)展的趨勢，運煤專用敞車的載重逐漸增加，對大軸重的運煤專用敞車需求是要求軸重增加，以適應高速重載貨運的發(fā)展需要，達到緩解鐵路運煤能力不足，提高運輸效率的目標。隨著我國鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，對新造貨車的要求也越來越高，新造貨車已邁向高速重載的軌道。

關鍵詞：大軸重；敞車；車體；工藝

一、大軸重運煤專用敞車的用途及特點

敞車是一種具有固定端、側(cè)墻而無車頂?shù)闹餍屯ㄓ密囕v，主要運送煤炭、礦石、木材、鋼材等不怕日曬雨淋的大宗貨物；如果用防水篷布蒙蓋，也可代替棚車承運怕日曬雨淋的貨物。敞車具有很大的通用性，在貨車組成中數(shù)量最多。軸重是指一個輪對的承重能力，是反映軌道交通裝備載重能力的指標，軸重越大，意味著列車載重能力越強。快速重載是世界鐵路的發(fā)展方向。隨著我國貨車發(fā)展的趨勢，運煤專用敞車的載重逐漸增加，對大軸重的運煤專用敞車需求是要求軸重增加，以適應高速重載貨運的發(fā)展需要，達到緩解鐵路運煤能力不足，提高運輸效率的目標。

二、大軸重運煤專用敞車的應用現(xiàn)狀

目前，世界最大軸重的鐵路貨車是由齊齊哈爾車輛廠研制的40噸軸重不銹鋼礦石車，但受中國既有線路的制約，40噸軸重貨車無法在中國國內(nèi)開行。現(xiàn)階段，中國既有最大軸重貨車也是由齊齊哈爾車輛廠研制的C80系列運煤專用敞車，軸重僅為25噸。30噸軸重C96型運煤專用敞車及配套30噸軸重DZ4型轉(zhuǎn)向架是中國研制開發(fā)的新一代鐵路重載貨車產(chǎn)品，具有載重大、軸重高、編組噸位大等明顯技術(shù)優(yōu)勢和良好的經(jīng)濟效益，最高運行時速可達100公里，可更好地滿足中國重載運輸?shù)陌l(fā)展需要。

三、軸重運煤專用敞車車體總體設計

車體為有中梁、平底板全鋼焊接結(jié)構(gòu)，主要由底架、側(cè)墻、端墻、撐桿和車門等組成。側(cè)、端主要型材，板材及地板采用不銹鋼，底架采用高強度耐候鋼。車體采用不銹鋼和高強度耐候鋼焊接結(jié)構(gòu)，車體結(jié)構(gòu)借鑒國外先進重載敞車結(jié)構(gòu)，采用無側(cè)梁和端梁結(jié)構(gòu)，側(cè)墻、端墻，底架采用圓弧板連接，有效降低車體重量，較好的解決了積煤問題。制造成本低，性價比高，卸貨性好，具有相對較好的耐磨性和抗砸性。底架結(jié)構(gòu)更接近國內(nèi)的通用敞車，結(jié)構(gòu)簡單，下部空間大，便于檢修。車體采用全鋼焊接結(jié)構(gòu)，制造工藝簡單，降低了維修的費用，便于批量生產(chǎn)和推廣使用。車體材料方面不銹鋼和高強度耐候鋼比鋁合金具有耐腐蝕，耐磨耗，強度高，成本低的優(yōu)勢，車體結(jié)構(gòu)采用全鋼焊接結(jié)構(gòu)，制造工藝簡單，維修費用低，便于生產(chǎn)和推廣，底架采用類似國內(nèi)通用車底架，較浴盆式底架擁有較高性價比，并且卸貨方便。

四、大軸重運煤專用敞車車體制造工藝與裝備

（一）車體板、梁、柱厚（高）度的選擇及車輛腐蝕性和磨耗影響的分析。鐵路貨車的腐蝕主要是由大氣腐蝕導致，無論表面是否突起，都會對車輛造成一定程度腐蝕，只是在腐蝕的程度上有所不同。煤炭中含有硫，在有氧氣和水分的存在下，會產(chǎn)生對鋼具有較強化學腐蝕功能的硫酸根，另外，在冬季運煤時，為防止煤炭的凍結(jié)，需要在車體表面涂上一層防凍液，這也將造成對車輛的嚴重腐蝕。此外，在裝卸貨物的過程中，也會對車體表面造成磨耗。因此，在車輛設計的過程中，充分的考慮到腐蝕和磨耗的影響，借鑒相應的數(shù)據(jù)，確定各墻板、側(cè)柱的厚度。

（二）車體材料的確定。為了保證實現(xiàn)車體性能，側(cè)、端主要型材，板材及地板采用屈服強度為345Mp的TCS345不銹鋼，底架主要型材、板材采用Q450NQR1高強度耐候鋼。并且，為了降低車體的自重，增大載重量，該車的部分磨耗件采用非金屬材料。地板和圓弧形加強板選用TCS345不銹鋼，地板厚

6mm；中梁采用屈服強度450Mpa的冷彎中梁，枕梁、大橫梁、小橫梁、縱向梁等均采用Q450NQR1高強度耐候鋼，牽引梁和C級鑄鋼的整體式上心盤及沖擊座阻焊在一起。

（三）主要制造工藝與裝備。（1）車體工藝及裝備。（ a）采用數(shù)控剪機或等離子切割下料，提高零部件制造精度及質(zhì)量。 （b）采用專用或柔性工裝組裝，嚴格控制組裝間隙，保證焊接可靠性。（c）采用機械手、焊接專機等自動化或半自動化焊接設備進行焊接；并嚴格按規(guī)定的焊接方法、焊接順序和工藝參數(shù)進行焊接，以確保熱輸入量滿足不銹鋼焊接要求。（2）搖枕、側(cè)架工藝及裝備。（a）改進提升制芯工藝技術(shù)水平。A、B部位采用大型射芯機制造無對接、無分芯的一體砂芯，使搖枕、側(cè)架內(nèi)腔光滑平順，A、B部位無披縫、無臺階，提高內(nèi)表面質(zhì)量。（b）采用表面強力拋丸工藝，提高外表面質(zhì)量和疲勞強度。（c）增加鑄件內(nèi)在質(zhì)量探傷要求。采用射線探傷或超聲波探傷對搖枕、側(cè)架A部位內(nèi)部進行無損探傷檢測，消除鑄件內(nèi)部缺陷，提高鑄件內(nèi)在質(zhì)量，確保安全可靠性。（d）增加鑄件關鍵壁厚檢測要求。采用數(shù)字式檢測儀器檢測鑄件外形尺寸及壁厚，提高制造精度。