铁路共用平车上心盘组装间隙控制方法探讨

铁路共用平车上心盘组装间隙控制方法探讨

王晓龙

（中车石家庄车辆有限公司，河北 石家庄 051430）

摘  要：根据NX70A型共用平车上心盘组装结构，对上心盘与前加强板组装间隙超限问题产生的原因进行分析，采取工艺控制措施，控制上心盘间隙超限。

关键词：NX70A型共用平车；上心盘；组装间隙

在铁路货车制造中，上心盘组装间隙是须重点控制的技术参数。货车车体和货物总重量通过上心盘传递到转向架，进而传递到铁路运输线路上。铁路货车在运用过程中，如果上心盘存在组装间隙，则在上述重量载荷作用下，上心盘与中梁组成之间的心盘加强板必然被迫向外延展，从而对上心盘与中梁的连接铆钉产生横向剪切力，上心盘组装间隙越大，该横向剪切力越大，轻则缩短车辆使用寿命，重则切断铆钉造成事故。某公司在生产NX70A型共用平车初期，部分车辆出现了上心盘与前加强板间隙（以下简称“上心盘间隙”）超限的问题。

1 主要结构及技术要求

1.1 主要结构

1-后从板座；2-上心盘；3-后加强板（左）；4-中梁；

5-前加强板；6-后加强板（右）。

图1 NX70A型共用平车上心盘组装结构示意

1.2 技术要求

（1）上心盘与中梁铆接后，其与前、后加强板应密贴。

（2）用0.5mm厚度塞尺检测铆钉杆周围50mm范围内的上心盘间隙，不得触及铆钉杆。

（3）其余部分用1mm厚度塞尺检测，插入深度不得超过20mm。

2 原因分析

上心盘间隙发生变化的直接原因是前加强板的变形，引起前加强板变形的工序主要有四个，按NX70A型共用平车工序顺序依次是中梁矫正、中梁内腔的前加强板与中梁“U”型焊缝焊接（以下简称“U”型焊缝）、底架组对和底架二次翻转焊接。对上心盘间隙在上述各工序完工后的变化情况进行了调查，调查结果为：

（1）中梁矫正后上心盘间隙普遍≤0.1mm。

（2）“U”型焊缝焊接完毕后上心盘间隙尺寸达到0.5mm-0.85mm。

（3）底架组对后上心盘间隙达到最大值，普遍处于0.75mm-1.1mm范围内，部分车辆间隙尺寸超限。

（4）底架二次翻转焊接后，上心盘间隙略有下降但是并不明显。

由以上调查结果可知，对上心盘间隙变化影响最大的工序是“U”型焊缝焊接完成后，即“U”型焊缝焊接使前加强板变形较大。进一步分析，“U”型焊缝焊接对前加强板的变形量的影响主要取决于两个因素：焊后热变形、前加强板与中梁组装间隙，具体调查结果如下。

2.1 焊后热变形影响

为避免前加强板与中梁组装间隙对调查结果的干扰，选取前加强板与中梁组装间隙为0mm的车辆，检测其“U”型焊缝焊接前、后的上心盘间隙变化情况（见表1）。

表1  焊后热变形影响上心盘间隙变化情况    mm

根据以上检测数据可知，“U”型焊缝焊接前、后上心盘间隙出现较大变化，间隙增量为（0.6～0.8）mm。因此，焊后热变形是影响前加强板变形量的一项主因。

2.2 前加强板与中梁组装间隙影响

为避免焊接热输出量不一致对调查结果的干扰，选取“U”型焊缝焊接是同一焊接操作人员，且采用同一焊接参数和焊接顺序的车辆，检测前加强板与中梁组装间隙（以下简称前加强板间隙）以及其“U”型焊缝焊接前、后的上心盘间隙变化情况。

表2 前加强板对中梁组装间隙影响上心盘间隙变化情况 mm

根据以上检测数据，前加强板间隙对“U”型焊缝焊接前、后的上心盘间隙有重要影响，前加强板间隙越大，“U”型焊缝焊接前、后的上心盘间隙变化越大。因此，前加强板间隙是影响前加强板变形量的另一项主因。

3 控制措施

针对上心盘间隙产生的原因，采用以下工艺控制措施。

3.1 减小焊接热变形影响

（1）规范焊接操作方法。“U”型焊缝焊接前，先对前加强板与中梁翼板间“U”型焊缝进行点焊；然后采用合理的焊接顺序进行焊接（见图2）；焊接过程中采用小电流快速施焊方法，焊角高度不得超过8mm。

图2 “U”型焊缝焊接顺序示意

（2）采用工装拟制焊接变形。设计专用压紧工装，“U”型焊缝焊接前对前加强板进行反向压紧（见图3），待焊缝完全冷却后再拆除工装。

图3 压紧工装压紧前加强板示意

3.2 减小前加强板组装间隙影响

（1）控制单片中梁配件质量。调整单片中梁下翼板（枕中线两侧各300mm范围）与腹板的垂直度（见图4），保证垂直度（变形相对方向）≤2mm。

图4 下翼板与腹板垂直度示意

（2）前加强板组装前自检。使用1m钢直尺和塞尺检测中梁与前加强板组装面（两单片梁下翼面处）平面度（平面度

≤1mm）。若不符合要求，使用千斤顶调整不合格部位的中梁下翼板平面度至符合要求，再完成前加强板组装。

表3 工艺控制措施实施效果     mm

4 结束语

工艺控制措施实施后，经过一段时间的跟踪，NX70A型共用平车上心盘间隙超限现象基本消失（见表3），节省了返工调修的工时，降低了人工成本，提高了生产效率。

参考文献：

[1]邓文英.金属工艺学.北京：高等教育出版社

[2]郑修本.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社