機車柴油機消音器安裝座定位質量控制研究

文/王斌，孫麗華·中車戚墅堰機車有限公司

公司出口的內走廊機車運行條件惡劣，需要在原DF 型號機車的基礎上進行優化改進并重新設計，特別需要針對高溫潮濕和大部分地形多變的高原環境對機車的“心臟”柴油機的影響，對機車車體架動力室（柴油機室）進行優化提升設計。改進后，采用世界知名品牌德國MAHLE（馬勒）公司的柴油機，如圖1 所示，框架結構模式，體積小、功率大。消音器如圖2 所示，與柴油機采用分體式結構，安裝在車體的大頂蓋上，與柴油機進行上下對接，如圖3所示，這種對接形式對拼裝、定位、焊接變形控制是一項很大的挑戰。

圖1 MAHLE（馬勒）公司的柴油機

圖2 消音器

圖3 柴油機上方安裝消音器

消音器安裝座安裝在車架動力室上部的頂蓋內，安裝座能否準確定位對于消音器能否一次安裝到位具有直接的影響。在車底架、側壁、頂蓋組裝焊接制作過程中的控制要點主要有：車底架的邊梁定位及寬度控制，大頂蓋制作的上下寬度和長度及平面度控制，側壁立柱的高度及平面度控制，車體架總成過程中側壁、頂蓋拼接定位，通過對組裝流程和焊接工藝進行剖析，確保出口機車制造質量。消音器要求尺寸：安裝座高度尺寸（2161±2）mm（消音器座子上平面到車架地板的垂直距離）及間距尺寸（1920±2）mm，如圖4 所示。

圖4 消音器安裝座定位要求

存在的問題

機車車體架主要由車底架、側壁、大頂蓋、司機室四大部件總成拼裝而成，車體總成時會存在較大的累積誤差，造成柴油機消音器安裝座的定位精度很難達到圖紙設計要求，導致多次返工。大頂蓋在制作時，出現較大的焊接變形，造成頂蓋上下出現內凹，在安裝消音器安裝座時，導致消音器安裝座橫向間距尺寸超差、消音器上的座孔與安裝座孔不對應、消音器安裝座高度尺寸超差、消音器安裝座的水平面不在同一平面、消音器座子與座子之間存在間隙等。

解決措施

側壁高度控制

車體兩側側壁骨架主要由19根立柱、斜撐、斜撐扁鐵及上弦梁拼裝組焊而成，立柱與臺位之間密貼，控制好立柱下端面至槽鋼上平面高度尺寸，拼裝組焊后，各立柱、斜撐與上下節板、小梁、上弦梁外側在同一平面。

車體頂蓋制作定位要求

在確定頂蓋間壁時，頂蓋上下的寬度尺寸一定要控制在圖紙要求的范圍內，因為到車體總成的時候，由于側壁上弦梁的強度沒有頂蓋底部的強度大，車體側壁之間的寬度會跟著頂蓋下部寬度走，所以頂蓋寬度尺寸一定要控制在范圍內，間壁對底面垂直度不大于2mm。4 個間壁全部點焊定位后，安裝頂蓋左右兩側的支撐立柱時，每次都必須拉線，各支撐立柱的外平面應貼靠此線，間隙不大于1mm，控制各立柱與間壁拱側梁在同一平面。

特別強調：在定位安裝頂蓋動力室內左右各5 根頂蓋的支撐立柱時，如圖5 所示，上下各間距一定要控制在400mm，同時每根立柱安裝定位時必須與胎位面垂直，否則到總成時，靠模上的10 只消音器座子與頂蓋上10 根支撐立柱對應不上，返工的難度非常大，而且還要影響頂蓋的外觀質量以及車間的生產節點。在兩側上弦梁定位后，要先在動力室安裝兩根可拆彎梁，控制車頂上部寬度尺寸，組裝間隙不大于2mm，錯邊量不大于1mm。頂蓋兩側的支撐立柱全部點焊定位后，必須在兩根可拆彎梁之間再加撐一根防止上弦梁焊接后內凹的工藝撐管，如圖6 所示，控制車頂上部寬度尺寸，然后才能有序、對稱地進行焊接。

圖5 支撐立柱安裝

圖6 可拆彎梁之間加撐工藝撐管

車底架尺寸要求

車體總成組裝焊接要求

車體架總成時，首先要側壁定位，要以車底架上的中心為基準，左右側壁的中心與車底架的中心對齊，然后各立柱定位，并且用垂線測量側壁各立柱的垂直度，立柱與車架上平面的垂直度不大于1.5mm，確保側壁定位寬度與車底架寬度一致。要特別注意兩側壁立柱的定位，立柱下端車架邊梁面至槽鋼上平面高度尺寸為，如出現兩側側壁高度不同，會直接影響消音器座子的定位高度，同樣也會影響上頂蓋的密封性。

其次是大頂蓋的定位，頂蓋的中心要與側壁上的中心對齊，確保車底架、側壁、頂蓋在同一條中心線上，同時頂蓋的底梁要與側壁上弦梁接平，頂蓋側壁底梁與側壁上弦梁間隙不大于2mm，確保上下寬度尺寸一致。車頂與側壁的焊接要求車頂與側壁上弦梁內側焊縫為a2 12×50（50），焊接時需2 人同時對稱從車體中部向兩端焊接。

側壁與頂蓋焊接完成后，就可以把消音器座靠模吊到車架的動力室進行定位，靠模定位原則上應該根據車底架上的橫向和縱向標記進行定位，但到車架總成時由于各大部件的累積誤差，車底架的橫向中心與頂蓋中心會出現偏差，所以，在對柴油機消音器座的靠模進行定位時，車架橫向中心只作為定位參考，頂蓋上的立柱及車架縱向中心要作為主定位依據。從動力室和電機室兩端中心標記為基準，靠模的兩端縱向中心與拉線重合在一條直線上，如圖7 所示。靠模橫向和縱向定好位置后，就要確定消音器座的高度，由于車體內部安裝的附件較多且車底不平，使靠模放置不平，所以在靠模四角部位增加了4 個可以調節高度的螺桿，如圖8 所示，上下高度可以根據需要進行調整，確保頂蓋內兩側的消音器安裝座上平面在同一高度。

圖7 靠模縱向中心定位

靠模的橫向與縱向以及高度確定好后，對消音器座子進行定位安裝，確保所有縱向座子間孔中心尺寸400mm，橫向座子孔間尺寸（1920±2）mm，再一次檢查測量必須控制的尺寸（座子高度、左右間距、寬度、座子平面等），所有尺寸均達到圖紙要求后即可進行點焊。如圖9 所示，采用雙面和四邊點焊，在焊接座子折邊件連接焊縫時，因折邊件是2.5mm 的薄板，因此焊接電流要小，選擇焊絲直徑為1.2mm，焊接速度要快，防止焊接區域溫度過高產生變形；在座子和附件焊接時，焊接作業人員要均衡分散，同時采用對稱焊接，防止和盡量減小在焊接過程中產生變形，確保大頂蓋內柴油機消音器安裝座的所有尺寸都能達到圖紙要求。通過工藝措施的改進，消音器安裝座定位質量得到了很好的保證，如圖10 所示。

圖9 座子焊接定位

圖10 消音器座安裝達到工藝要求

結束語

通過以上措施，對車體架大頂蓋內的柴油機消音器安裝座進行精確定位并實施焊接，從消除返工到提質轉變，有效控制了柴油機消音器安裝座的整體定位質量問題，提高了機車的整體質量和工作效率，為公司制造精品機車打下了良好的基礎。