曹傳民

（德州職業(yè)技術學院，山東德州 253034）

0 引言

隨著石油工業(yè)的蓬勃興起，石油運輸除鋪設管道直接輸送外，利用油罐鐵路運輸仍是重要手段之一。罐車底架上部安放油罐，下部有車輪構(gòu)成一節(jié)車體，可以隨時掛車或組成專列。

1 罐車底架技術要求

罐車底架由中梁、側(cè)梁、端梁和枕梁組成梁系框架，整體外形好似一只啞鈴（圖1）。其主要技術條件：全長公差±10 mm，寬度公差±5 mm；全長對角線允差<10 mm；兩枕梁間距允差±8 mm；枕梁間兩對角線允差為8 mm；整個底架撓度±5 mm，中梁撓度最保證為0～5 mm；盤支承面對同一水平面的傾斜應不大于0.5 mm（這一要求較高）。另外，底架任橫截面上各梁的水平允差在枕梁處5 mm，在端梁處10 mm；枕、側(cè)、端各梁對底架中心線對稱允許公差2 mm。

圖1 罐車底架結(jié)構(gòu)

2 問題分析

（1）從技術條件分析可知，底架長、寬及對角線公差的保證，關鍵在于各梁本身的制造質(zhì)量及各組裝底架時的裝配；焊接質(zhì)量的保證，要求各梁零件的備料尺寸要予以保證。

（2）整個底架的焊縫分布在橫截面水平軸的上方，易產(chǎn)生較大的下?lián)?。裝配時以中梁為裝配基準，所以中梁撓度是保證整個底架撓度的關鍵。

（3）心盤支承面與同一水平支承面的傾斜公差要求是很高的。如果中梁本身扭曲（極易產(chǎn)生）就很容易使心盤傾斜超差?？梢钥闯?，中梁的撓度及扭曲和心盤的傾斜是底架制造的關鍵問題。

3 變形的控制措施

3.1 撓度控制

影響底架和中梁撓度的因素大致如下：①中梁槽鋼在吊運過程中平直度受到破壞，如為了獲得上撓而采用夾緊措施時，松去夾緊力后，撓度數(shù)值變化超差；②中梁隔板與槽鋼腹板的角焊縫在中梁截面中心的下方，焊后有引起上撓的趨向；心盤座、中梁連接板、補強板處焊縫焊后都有使中梁上撓的趨向。而這些焊縫引起的上撓比上述角焊縫還大；③中梁蓋板焊縫以及下鞍處的焊縫，焊后會造成較大的下?lián)?，這些焯縫是影響中梁下?lián)系淖钪饕缚p。同時，這些焊縫由于焊接順序不同，也會引起旁彎；④為了獲得中梁上撓，應采用合理的焊接次序以建立有利于中梁上撓的趨勢，應先焊接心盤座焊縫、中梁連接板焊縫，由于此時蓋板焊縫尚未焊上，中梁的剛度較弱，容易產(chǎn)生上撓變形。

解決撓度的技術措施為上述焊縫焊完后，再焊蓋板及下鞍處焊縫，此時中梁已上撓，上述焊縫的下?lián)献冃斡兴鶞p少。由于中梁蓋板焊縫及下鞍處焊縫造成中梁下?lián)虾艽?，其余焊縫引起的上撓不足以克服中梁的下?lián)?，所以為獲得上撓尚需采用反變形措施。焊接中梁蓋板焊縫時，采用逐段退焊法是減少殘余變形有效的措施。

3.2 心盤面傾斜控制

技術條件規(guī)定，心盤對同一水平面的傾斜度不得超過0.5 mm。而心盤平面與水平胎之間的間隙總和不大于1 mm。這是因為考慮到罐車運行時的平穩(wěn)和安全。而且，心盤面過大的傾斜也將造成心盤過早的損耗。

（1）造成心盤傾斜的原因：①由于心盤作為中梁的一個部件在中梁組成底架前已經(jīng)鉚裝在中梁上，因此造成中梁扭曲變形的因素均會引起心盤面的傾斜；②鉚裝心盤時的質(zhì)量、枕梁下蓋板（中）、心盤座和心盤鉚裝間隙及裝配質(zhì)量也很重要，這涉及到枕梁下蓋板的壓型精度、槽鋼翼板平面的平行度、心盤機加工時的精度（“毛面”與“光面”的平行度）、孔加工質(zhì)量等，它們的誤差積累會使心盤超差；③中梁與底架組裝時的焊接變形以及枕梁下蓋板（中）壓型精度等引起的心盤歪斜；④底架的扭曲變形而引起的心盤傾斜。

（2）解決心盤傾斜問題的工藝措施：①應選擇合理的裝配與測量基準和心盤安裝工序，嚴格保證中梁的制造質(zhì)量（包括鉚裝心盤）；②從備料到焊接的所有各個工序要嚴加檢查；③保證心盤本身的尺寸精度；④控制底架組裝時的裝配質(zhì)量和各種焊接變形，底架焊接時盡量采用對稱焊接。

3.3 中梁扭曲控制

（1）中梁由兩槽鋼組成，上下兩面焊縫不對稱，單肢槽鋼備料時尺寸超差，肋板焊接有先后而產(chǎn)生變形等原因，會使中梁產(chǎn)生扭曲。產(chǎn)生扭曲的主要原因有：①底架組裝時，中梁與枕梁連接處構(gòu)造復雜，焊縫集中；②中梁兩側(cè)變形不一致，也會使中梁產(chǎn)生扭曲并進而影響到其他技術條件，如兩對角線長度超差等。

（2）防止中梁扭曲的措施：①首先注意中梁槽鋼本身的形狀及尺寸誤差，尤其要嚴格控制兩根槽鋼的高度差，兩根槽鋼在預制上撓時要采用同一數(shù)值，否則將有扭曲或傾斜；②盡量對稱施焊，控制焊接變形，利用胎具強制變形達到技術要求；③合理選擇裝配基準、焊接支承基準及測量基準。目前底架生產(chǎn)采用正裝法，即以心盤面作為基準，心盤在底架組裝前就已鉚裝在中梁上，各梁再以中梁為基準裝焊；④底架焊接時在正面及反面焊接胎具上進行強力夾固以強制變形，使得扭曲變形大為減少，超差問題并不嚴重。

4 效果

采用以上制造工藝生產(chǎn)的車架，經(jīng)檢測其撓度、心盤面傾斜和中梁扭曲都符合產(chǎn)品的技術要求，有效控制變形量，提高了產(chǎn)品檢驗的合格率，取得了較好的經(jīng)濟效益。