關(guān)于C64K型敞車用于化工專用車的改造方案

王化君,陳志民,劉天傲

(中車沈陽(yáng)機(jī)車車輛有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110142)

C64K型通用敞車作為60 t級(jí)主力車型,為我國(guó)鐵路貨運(yùn)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn),但隨著鐵路貨車的升級(jí)換代,60 t級(jí)車輛的運(yùn)力略顯不足[1]。對(duì)于該車保有量較大的自備車企業(yè),結(jié)合自身運(yùn)用特點(diǎn),提出了加裝改造的需求,改造后的車輛用于運(yùn)輸化工產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了利用既有車輛運(yùn)輸特殊貨物的目標(biāo)。

1 項(xiàng)目背景

用戶針對(duì)部分既有的C64K型敞車,提出了加裝固定車頂蓋、運(yùn)輸袋裝化工產(chǎn)品、通過(guò)叉車托盤在側(cè)開(kāi)門裝卸作業(yè)、具有一定防水和通風(fēng)功能等一系列運(yùn)用要求。中車沈陽(yáng)機(jī)車車輛有限公司為滿足用戶需求設(shè)計(jì)了相應(yīng)改造方案,主要在原車輛頂部設(shè)計(jì)加裝車頂蓋,對(duì)下側(cè)門和側(cè)開(kāi)門進(jìn)行密封處理,以及對(duì)原車體進(jìn)行相關(guān)改造等。改造后的車輛作為企業(yè)專屬化工產(chǎn)品運(yùn)輸車,在其自營(yíng)線路上運(yùn)行。同時(shí)車輛改造充分考慮其安全性、可靠性和可實(shí)施性,改造后的車輛各項(xiàng)性能指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2 車輛用途及使用要求

車輛以廠修完成后的C64K型敞車為基礎(chǔ),加裝改造為帶有固定車頂蓋的化工專用車,主要用于運(yùn)輸袋裝化工產(chǎn)品,同時(shí)車輛應(yīng)具有一定的防雨水和通風(fēng)功能。車輛采取固定編組模式,僅在企業(yè)自營(yíng)線路上運(yùn)行,作業(yè)滿足叉車叉運(yùn)托盤通過(guò)側(cè)開(kāi)門進(jìn)行裝卸貨,滿足每年50萬(wàn)t貨物的運(yùn)輸需求。

3 主要改造項(xiàng)目

通過(guò)與用戶進(jìn)行溝通,了解改造后車輛的運(yùn)行工況和使用要求,在C64K型通用敞車結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,明確了需要進(jìn)行改造的項(xiàng)目,如下:

(1) 設(shè)計(jì)一種固定式車頂蓋,加裝在車體上側(cè)梁和上端緣上進(jìn)行焊固,形成整體封閉結(jié)構(gòu)的車廂;

(2) 對(duì)下側(cè)門和側(cè)開(kāi)門進(jìn)行密封處理,可采用打密封膠和加裝密封膠條等方式,防止雨水浸入車廂;

(3) 對(duì)車體進(jìn)行一些改造,去除或打磨車廂內(nèi)的尖點(diǎn)或棱角,防止刮漏裝運(yùn)的袋裝化工產(chǎn)品;車體兩端墻加設(shè)通風(fēng)孔,使車廂內(nèi)具備通風(fēng)條件;在側(cè)開(kāi)門外側(cè)上部加裝掛環(huán),開(kāi)門后掛住保證裝卸貨時(shí)的作業(yè)安全。

4 改造技術(shù)方案

該化工專用車是在既有C64K型敞車基礎(chǔ)上進(jìn)行加裝改造,在保證車輛各項(xiàng)性能和線路適應(yīng)性的前提下滿足用戶運(yùn)用需求。

4.1 車輛改造的結(jié)構(gòu)及尺寸

4.1.1 車輛高度的選取

車輛高度的選取應(yīng)在保證車輛有足夠大容積的同時(shí)兼顧車輛的重心高度,以使車輛具有較好的動(dòng)力學(xué)性能。因此,在既有C64K型敞車的車體上方加裝車頂蓋的高度定為1 050 mm,此時(shí)車輛的容積為103 m3。貨物密度為0.5 t/m3,車輛實(shí)際裝滿貨物時(shí)的載重為51.5 t,空車重心高度為1 295 mm,重車重心高度為1 965 mm,經(jīng)動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算,可以保證車輛的動(dòng)力學(xué)性能。

4.1.2 車輛容積的確定

為保證車輛有較大的容積,改造盡量利用車輛上方的機(jī)車車輛限界,車頂蓋設(shè)計(jì)成有側(cè)墻、端墻和圓弧型車頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。使得車輛的最大容積達(dá)到103 m3,最大限度地滿足貨物運(yùn)輸裝載能力。

4.2 車輛改造的適應(yīng)性

4.2.1 軸重的適應(yīng)性

固定車頂蓋結(jié)構(gòu)確定后其質(zhì)量為2.3 t,車輛的自重增至25 t。滿載貨物時(shí)整車質(zhì)量經(jīng)計(jì)算為76.5 t。此時(shí)車輛的實(shí)際最大載重與改造增加的質(zhì)量之和仍小于車輛的標(biāo)記載重,在車輛軸重的允許限定值內(nèi)。因此該改造方案能滿足車輛的運(yùn)輸要求。

4.2.2 限界的適應(yīng)性

該改造方案還充分考慮了限界要求,在C64K型敞車的基礎(chǔ)上加裝車頂蓋后與限界之間還有較大的余量,通過(guò)曲線時(shí)也不存在干涉情況。因此該改造方案也能滿足車輛的運(yùn)用要求。

通過(guò)以上的技術(shù)方案,可以滿足用戶提出的一系列運(yùn)用需求。

5 改造具體措施

改造內(nèi)容主要包括設(shè)計(jì)并加裝車頂蓋,對(duì)下側(cè)門和側(cè)開(kāi)門進(jìn)行密封處理,以及對(duì)車體的相關(guān)改造等。車輛加裝改造圖如圖1所示。

1—C64K型敞車;2—車頂蓋;3—側(cè)開(kāi)門頂部密封裝置;4—掛環(huán)組成;5—通風(fēng)孔組成。

5.1 車頂蓋結(jié)構(gòu)及加裝

車頂蓋設(shè)計(jì)為全鋼焊接結(jié)構(gòu),主要由車頂、側(cè)墻、端墻組成。所用壓型件和板材均采用符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Q345NQR2高耐候性結(jié)構(gòu)鋼。

車頂由車頂板和車頂彎梁組焊而成,車頂板厚2 mm,車頂彎梁采用鋼板或型鋼彎制而成。側(cè)墻由側(cè)墻板和側(cè)柱組焊而成,側(cè)墻板厚5 mm,由鋼板壓彎形成槽型結(jié)構(gòu),側(cè)柱為厚4 mm的槽型壓型件。端墻由端墻板及端柱組焊而成,端墻板厚5 mm,端柱為4 mm的槽型壓型件。

整個(gè)車頂蓋與敞車車體上側(cè)梁和上端緣進(jìn)行搭接組焊,形成帶有固定頂蓋的車輛。

5.2 下側(cè)門和側(cè)開(kāi)門密封處理

對(duì)下側(cè)門與車體內(nèi)外接觸部位進(jìn)行焊接,焊接型式為段焊,焊接長(zhǎng)度為100 mm,焊縫間隔為150 mm,焊角為5 mm,焊縫間隔處涂609密封膠。

對(duì)側(cè)開(kāi)門頂部加裝密封裝置,該裝置由支撐板、密封墊和壓條組成,三者通過(guò)螺栓連接,整體焊到門孔補(bǔ)強(qiáng)鐵上,在側(cè)開(kāi)門關(guān)閉時(shí)起到門縫密封作用。

5.3 車體改造

車體改造結(jié)合廠修進(jìn)行,車輛的選用原則首先是應(yīng)具有完好且開(kāi)閉靈活的側(cè)開(kāi)門,同時(shí)側(cè)開(kāi)門門縫間隙<6 mm、上側(cè)梁全長(zhǎng)旁彎<10 mm、側(cè)開(kāi)門及上端緣變形較小的車輛[2]。

對(duì)原車體的改造一方面考慮運(yùn)輸?shù)呢浳锸谴b產(chǎn)品,車內(nèi)應(yīng)盡量光滑減少突出棱角,避免由于磕碰造成貨物散落;另一方面考慮運(yùn)輸?shù)呢浳镞€有通風(fēng)需求。因此對(duì)原車體進(jìn)行如下處理和改造:

(1) 將車體內(nèi)部所有繩座及腳踏切除,減少車體內(nèi)部凸出的棱角,切除時(shí)不得傷及側(cè)板,對(duì)殘留部分打磨平整;

(2) 對(duì)車體內(nèi)部側(cè)柱加強(qiáng)板板邊進(jìn)行圓角打磨,消除棱角;

(3) 對(duì)車體內(nèi)部側(cè)柱連鐵上下兩條棱角部位進(jìn)行圓角打磨,消除棱角;

(4) 在車體兩端端墻上部開(kāi)設(shè)通風(fēng)口,并在車體外側(cè)通風(fēng)口處加裝防雨罩,起到通風(fēng)防水作用;

(5) 在側(cè)開(kāi)門外側(cè)上部加裝掛環(huán)裝置,利用現(xiàn)有下側(cè)門吊鉤,在開(kāi)門時(shí)將側(cè)開(kāi)門固定,避免裝卸作業(yè)時(shí)碰壞車門,保證人員和設(shè)備安全。

5.4 其他要求

車頂蓋內(nèi)表面噴涂符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的厚漿醇酸底漆,底漆干膜厚度不小于60 μm,底漆顏色與C64K型敞車車體底漆顏色一致;外表面噴涂厚漿醇酸底、面漆,油漆干膜總厚度不小于120 μm,面漆顏色為黑色。

車輛改造完成后,按照TB/T 1802—2016《鐵道車輛水密性試驗(yàn)方法》的規(guī)定,對(duì)車輛頂部、下側(cè)門及側(cè)開(kāi)門進(jìn)行漏雨試驗(yàn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

改造后的車輛實(shí)現(xiàn)了封閉運(yùn)輸袋裝化工產(chǎn)品的目標(biāo),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)用考驗(yàn),用戶反饋車輛運(yùn)用正常,其功能和結(jié)構(gòu)均能滿足使用要求。同時(shí),該改造方案可為今后類似以敞車為基礎(chǔ),加裝車頂蓋后成為封閉車廂的車輛改造提供一種設(shè)計(jì)思路和結(jié)構(gòu)借鑒。