一種罐車牽枕的組裝工藝以及利用該工藝所組裝的牽枕的製作方法

2023-08-03 23:58:31 2

專利名稱：一種罐車牽枕的組裝工藝以及利用該工藝所組裝的牽枕的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無底架鐵路罐車牽枕的組裝工藝以及利用該工藝方法所組裝的牽枕。
背景技術：
無底架鐵路罐車技術是我國目前應用的主型鐵路罐車技術，我國現有的無中梁鐵路罐車牽枕結構生產工藝主要如下該工藝主要是按牽枕結構先劃分為牽引梁裝配和枕梁裝配兩塊大部件，分別組織生產，再將牽引梁裝配和枕梁裝配進行組裝，完成牽枕裝配。牽引梁裝配的主要包括以下生產工序1. 1)乙字鋼選配——1. 2)乙字鋼調直——1. 3)乙字鋼氣割下料——1. 4)乙字鋼組焊——1.5)鑽割塞焊孔——1.6)組對從板座——1.7) 一體式後從板座及心盤座焊接——1.8)組裝下蓋板(中)、上心盤——1.9)牽引梁鑽孔——1.10)牽引梁鉚釘—— 1. 11)牽引梁焊接一1. 12)牽引梁調修——1. 13)牽引梁尾翼切割。枕梁組對主要包括以下生產工序2. 1)布置枕梁下側蓋板——2. 2)枕梁腹板——2. 3)點固焊——2. 4)組對側管支柱——2. 5)點固焊——2.6)組對筋板——2.7)點固焊——2.8)組對連接筋板——2.9) 點固焊——2. 10)焊接——2. 11)檢測。牽枕裝配主要包括以下生產工序3. 1)牽引梁定位——3. 2)牽引梁端部切割——3. 3)組對端梁腹板——3. 4)組對枕梁——3. 5)組對側梁——3. 6)組對端梁下蓋板及端梁筋板——3. 7)組對票插——3. 8) 牽枕正面焊接——3.9)牽枕反面焊接——3. 10)組對手制動滑輪支架——3. 11)組焊走板墊板及踏板——3. 12)組對踏板——3. 13)鉚接衝擊座、扶手——3. 14)研割端梁孔—— 3. 15)牽引梁放在檢測胎上定位——3. 16)檢測上心盤和定位面之間的間隙——3. 17)測量枕梁、端梁處牽枕水平差。現有的生產工藝和結構存在的主要問題有第一是在牽引梁裝配的乙字鋼組焊工序，目前組對時採用的是「反裝法」，即用乙字鋼上翼面作為定位基準，這種定位方式的缺點在於兩組對乙字鋼存在的高差會累積到下翼面上，造成下翼面的平面度誤差較大。第二是在牽引梁裝配的一體式後從板座及心盤座焊接工序，目前工藝中在焊接一體式後從板座及心盤座時，其和枕梁下中蓋板組成的接觸副表面有時會低於牽引梁的乙字鋼的下翼面，同時枕梁下中蓋板結構組對後相對於乙字鋼下翼面兩邊並不對稱(對稱度公差大的近20mm)，導致了一體式後從板座及心盤座、乙字鋼下翼面、枕梁下中蓋板區域接觸狀態複雜，在設計中應該接觸的區域會產生局部間隙，結構受力有限元計算研究和試驗研究表明，該區域局部間隙的存在對枕梁下中蓋板結構的受力狀態影響顯著，對牽枕結構的承載不利。
第三是在牽引梁裝配的牽引梁鉚釘工序，鉚接後在兩側枕梁下中蓋板和乙字鋼下翼面接觸區域、前後兩端枕梁下中蓋板和乙字鋼下翼面接觸區域、枕下中與後從板座接觸區域都存在相對較大的間隙。第四是在牽枕裝配的牽枕裝配組焊步驟的組對枕梁工序，由於折彎加工時製造誤差和折彎後板材的回彈等種種因素，枕梁下中蓋板折彎區域半徑的準確性難以精確保證， 導致在組焊時枕梁下中蓋板和枕梁下側蓋板間會存在較大的間隙，在組焊時為減小間隙， 不得不使用工裝使枕梁下中蓋板再向上彎曲，進一步加劇了枕梁下中蓋板在折彎區域附近的受力。第五是在牽枕裝配的牽枕裝配組焊工序的牽枕反面焊接工序，該條焊縫長度較長，且焊接後使枕梁下中蓋板形成封閉焊縫，焊接殘餘應力較大。第六是目前的牽枕枕梁下中蓋板採用了一種帶有折彎區域的結構，折彎結構是通過在數控折彎工具機上應用折彎加工工藝實現的，折彎加工工藝是一種塑性成型工藝，會導致在折彎區域存在殘餘應力，由於是向上折彎，對於枕梁下中蓋板而言，在下表面會承受殘餘拉應力作用，開展的殘餘應力測試結果表明，殘餘拉應力的數值較大，對於承受交變應力的枕梁下中蓋板而言，折彎區域存在較大的殘餘應力相當於增加了其所承受的平均應力數值，降低了結構的承載能力，對結構的疲勞強度不利。

發明內容
為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種無底架罐車牽枕組裝工藝及利用該工藝所組裝的牽枕。本發明解決技術問題的技術方案是一種罐車牽枕的組裝工藝，主要包括以下步驟1)牽引梁裝配；1. 1)乙字鋼選配；1.2)乙字鋼調直；1. 3)乙字鋼氣割下料；1. 4)乙字鋼組焊；1. 5)鑽割塞焊孔；1. 6)組對從板座；1. 7) 一體式後從板座及心盤座焊接；1. 8)組裝下蓋板(中)、上心盤；1.9)牽引梁鑽孔；1.10)牽引梁鉚釘；1. 11)牽引梁焊接；1.12)牽引梁調修；1. 13)牽引梁尾翼切割；2)枕梁組對裝配；2. 1)布置枕梁下側蓋板；2. 2)枕梁腹板；
2. 3)點固焊；2. 4)組對側管支柱；2. 5)點固焊；2. 6)組對筋板；2. 7)點固焊；2. 8)組對連接筋板；2. 9)點固焊；2. 10)焊接；2. 11)檢測；3)牽引梁和枕梁組對裝配；3. 1)牽引梁定位；3.2)牽引梁端部切割；3. 3)組對端梁腹板；3. 4)組對枕梁；3. 5)組對側梁；3. 6)組對端梁下蓋板及端梁筋板；3. 7)組對票插；3. 8)牽枕正面焊接；3. 9)牽枕反面焊接；3. 10)組對手制動滑輪支架；3. 11)組焊走板墊板及踏板；3. 12)組對踏板；3. 13)鉚接衝擊座、扶手；3. 14)研割端梁孔；3. 15)牽引梁放在檢測胎上定位；3. 16)檢測上心盤和定位面之間的間隙；3. 17)測量枕梁、端梁處牽枕水平差；其特殊之處在於所述步驟1. 1)中正裝法是以乙字鋼的下翼面為定位基準面進行組對、焊接裝配。上述步驟1.6)組對從板座時將後從板座與心盤的配合面超出乙字鋼的下翼面 0. 1 Imm0上所述步驟1. 10)對牽引梁進行組裝工序中鉚接上心盤時，保壓時間是5 IOmin,待鉚釘冷卻之後再卸去鉚釘機。上述步驟3. 9)牽枕裝配時在枕梁下中蓋板和枕梁下側蓋板焊接完成之後，對枕梁下中蓋板和枕梁下側蓋板之間的焊縫焊接後進行局部火焰處理。上述局部火焰處理是對焊接後成型後的焊縫進行局部加熱，加熱溫度為550 650度，保溫1 5min，保溫後在室溫下均勻緩慢冷卻。一種利用上述的罐車牽枕組裝工藝方法所組裝的牽枕，其特殊之處在於所述牽枕包括牽引梁、對稱分布於牽引梁兩側的枕梁下側蓋板以及設置於牽引梁下方且與枕梁下側蓋板連接的枕梁下中蓋板；所述枕梁下中蓋板是平板式結構。上述牽引梁上還設置有後從板座和心盤；所述心盤設置於後從板座上且位於枕梁下中蓋板的上方；所述後從板座和心盤的配合面超出牽引梁的乙字鋼下翼面0. Imm 1mm， 保證鐵路罐車牽枕結構對垂向力的傳遞。上述枕梁下中蓋板的厚度為10 20mm。上述枕梁下側蓋板與枕梁下中蓋板的結構相適配。本發明的罐車牽枕組裝工藝及利用該工藝所組裝的牽枕具有以下優點1、本發明的組裝工藝在乙字鋼組對時採用正裝法，保證重要的乙字鋼下翼面的平面度，適應鐵路罐車結構強度的要求，能夠消除牽枕的組對誤差和間隙；並且控制一體式後從板座和上心盤接觸配合面超出乙字鋼下翼面0. Imm 1mm，保證鐵路罐車牽枕結構對垂向力的傳遞，適應軌道不平順激勵作用下的浮沉和側滾等惡劣工況。2、本發明的組裝工藝在鉚接上心盤工序增加了鉚釘保壓時間要求，可以減小鉚接後兩側枕梁下中蓋板和乙字鋼下翼面接觸區域、前後兩端枕梁下中蓋板和乙字鋼下翼面接觸區域、枕梁下中蓋板與後從板座接觸區域等重要載荷傳遞路線上的較大局部間隙。3、本發明的組裝工藝在枕梁下中蓋板和枕梁下側蓋板焊縫焊接完成之後，增加局部火焰處理工藝要求，降低枕梁下中蓋板和枕梁下側蓋板長大封閉焊縫的焊接殘餘應力。4、本發明的罐車牽枕採用平板式枕梁下中蓋板結構，取消原有結構中折彎區域， 消除外表面拉伸殘餘應力對結構疲勞強度的不利影響。同時消除了原有結構中枕梁下中蓋板和乙字鋼下翼面不對稱而產生局部間隙的問題，消除了後續的組對枕梁工序中的強力裝配問題，從而保障了鐵路罐車牽枕結構的可靠性。


圖1為本發明的牽枕結構示意圖；圖2為圖1的A向視圖。
具體實施例方式本發明的一種罐車牽枕的組裝工藝，主要是在現有牽枕組對工藝的基礎上對具體步驟進行了改進，其較佳的具體實施例是該工藝主要包括以下步驟步驟1)牽引梁裝配；具體包括1. 4)採用正裝法對乙字鋼進行組對、焊接；具體就是首先對牽引梁的乙字鋼進行選配，如果需要調直的時候在進行調直校準，之後以乙字鋼的下翼面為定位基準面進行組對、焊接裝配，保證乙字鋼下翼面的平面度，能夠很好地適應鐵路罐車結構強度的要求。即先將一個乙字鋼放在組對胎上，下翼面和組對胎的一側定位板接觸，再將另一個乙字鋼放在組對胎上，其下翼面和組對胎的另一側定位板接觸，啟動夾具使兩乙字鋼靠近，保證兩乙字鋼的內側距為350mm，再啟動夾具壓緊乙字鋼下翼面。接下來對兩組對乙字鋼上翼面的外縱焊縫進行焊接，先進行點固焊，即先用4mm焊條點固兩乙字鋼對接的上翼面，點固長度為 30 50mm，間距為100 200mm，接下來清理定位焊縫的熔渣，再焊接兩組對乙字鋼上翼面的外縱焊縫。
1. 6)將後從板座與心盤進行焊接組裝，之後將後從板座與焊接好的乙字鋼進行焊接；具體是組對從板座，將後從板座與心盤進行一體式組裝焊接，焊接時保證後從板座與心盤的配合面最好能超出乙字鋼的下翼面，最佳的是超出乙字鋼的下翼面0. Imm Imm的距離。1. 10)牽引梁鉚釘工序具體是先清理鉚釘孔附近20mm內的毛刺、鐵鏽和其它雜物；再加熱鉚釘至850 1000度，再將鉚釘頭向上放入外側的一個鉚釘孔中，使用液壓鉚釘機使加熱後塑性良好的鉚釘成型，將乙字鋼下翼面、枕梁下中蓋板、上心盤鉚接在一起， 鉚接完成後保持鉚釘機壓力5 lOmin，再卸去鉚釘機。接下來沿順時針或逆時針方向依次鉚接完成外面其它的3個鉚釘。再鉚接內側聯接一體式後從板座及心盤座、枕梁下中蓋板、上心盤的鉚釘，鉚接順序沿順時針或逆時針方向依次，鉚接完成後保持鉚釘機壓力5 lOmin，再將鉚釘機卸去。其餘各步驟和現有技術相同。步驟2、枕梁組對裝配；和現有技術相同。步驟3)牽枕裝配；在3. 9)牽枕反面焊接工序，在枕梁下中蓋板和枕梁下側蓋板焊接完成之後，對枕梁下中蓋板和枕梁下側蓋板之間的焊縫焊接後進行局部火焰處理，主要是對焊縫焊接後進行局部加熱，加熱溫度為550 650度，保溫1 5min，保溫後在室溫下均勻緩慢的冷卻，力口熱處位置為距離焊縫內側的IOmm 30mm之間。可採用氧-乙炔氣體噴嘴的火焰直接加熱工件表面。或者也可以採用其他的可消除應力的工藝處理。其餘各步驟和現有技術相同。參加圖1和圖2，本發明還涉及一種利用上述的牽枕組裝工藝所組裝的牽枕結構， 其具體的實施方式為本發明的牽枕，包括端梁1、設置於端梁1中部且與端梁1垂直的牽引梁8、垂直設置於端梁1兩端的側梁2 ；其中側梁2與端梁1連接；側梁2的另一端設置有與端梁1平行設置的枕梁腹板5 ；枕梁腹板5的中段還設置有枕梁支撐板6 ；牽引梁8上設置有板座以及心盤13 ；其中板座分為順次連接的後從板座9和前從板座11，前從板座11與端梁1連接， 後從板座9和心盤12可以設置為一體式結構；在枕梁腹板5與側梁2連接的一端設置有側管支柱4以及用於固定、連接的連接板3 ；牽引梁8下方設置有枕梁下中蓋板10以及在枕梁下中蓋板10兩側對稱設置有與枕梁腹板5連接的枕梁下側蓋板7。牽引梁8採用乙字鋼， 以其下翼面為定位基準，保證下翼面的平面度，枕梁下中蓋板10安放在乙字鋼下翼面上， 一體式結構的後從板座9及心盤12設置於枕梁下中蓋板10的上方。本發明的枕梁下中蓋板10設置為平板結構，且相應調整枕梁下側蓋板7的結構與枕梁下中蓋板10的結構相適配，保證其連接處焊縫滿足工藝要求。本發明的牽枕後從板座9和心盤12的配合面最好能夠超出牽引梁8的乙字鋼下翼面一些距離，具體超出牽引梁8的乙字鋼下翼面0. Imm Imm為佳。為了消除枕梁下中蓋板10和枕梁下側蓋板7之間搭接焊縫對枕梁下中蓋板10區域焊接殘餘應力的影響，本發明的枕梁下中蓋板10焊縫和枕梁下側蓋板7焊縫需要遠離心盤12邊緣區域，採用搭接焊縫連接，枕梁下側蓋板7和牽引梁8的下翼面採用對接焊縫連接。本發明的枕梁下中蓋板10的厚度可設置到10 20mm之間。
權利要求
1. 一種罐車牽枕的組裝工藝，所述工藝包括以下步驟1)牽引梁裝配；1. 4)乙字鋼組焊；1.6)組對從板座；1.10)牽引梁鉚釘；2)枕梁組對裝配；3)牽引梁和枕梁組對裝配；3. 9)牽枕反面焊接；其特徵在於所述步驟1. 4)是採用正裝法對乙字鋼進行組對，即以乙字鋼下翼面為定位基準將兩乙字鋼組焊在一起。
2.根據權利要求1所述的罐車牽枕的組裝工藝，其特徵在於所述步驟1.6)組對從板座時將後從板座與心盤的配合面超出乙字鋼的下翼面0. 1 1mm。
3.根據權利要求2所述的罐車牽枕的組裝工藝，其特徵在於所述步驟1.10)對牽引梁進行組裝工序中鉚接上心盤時，保壓時間是5 lOmin，待鉚釘冷卻之後再卸去鉚釘機。
4.根據權利要求1或2或3所述的罐車牽枕的組裝工藝，其特徵在於所述步驟3.9) 對牽枕反面焊接時在枕梁下中蓋板和枕梁下側蓋板焊接完成之後，對枕梁下中蓋板和枕梁下側蓋板之間的焊縫焊接後進行局部火焰處理。
5.根據權利要求4所述的罐車牽枕的組裝工藝，其特徵在於所述局部火焰處理是對焊縫焊接後進行局部加熱，加熱溫度為550 650度，保溫1 5min，保溫後在室溫下均勻緩慢的冷卻。
6.一種利用權利要求1所述的罐車牽枕的組裝工藝所組裝的牽枕，其特徵在於所述牽枕包括牽引梁、對稱分布於牽引梁兩側的枕梁下側蓋板以及設置於牽引梁下方且與枕梁下側蓋板連接的枕梁下中蓋板；所述枕梁下中蓋板是平板式結構。
7.根據權利要求6所述的牽枕，其特徵在於所述牽引梁上還設置有後從板座和心盤； 所述心盤設置於後從板座上且位於枕梁下中蓋板的上方；所述後從板座和心盤的配合面超出牽引梁的乙字鋼下翼面0. Imm 1mm。
8.根據權利要求7所述的牽枕，其特徵在於所述枕梁下中蓋板的厚度為10 20mm。
9.根據權利要求8所述的牽枕，其特徵在於所述枕梁下側蓋板與枕梁下中蓋板的結構相適配。
全文摘要
本發明提供了一種罐車牽枕的組裝工藝以及利用該方法所組裝的牽枕，該牽枕包括牽引梁、對稱分布於牽引梁兩側的枕梁下側蓋板以及設置於牽引梁下方且與枕梁下側蓋板連接的枕梁下中蓋板；所述枕梁下中蓋板是平板式結構；本發明的罐車牽枕組裝工藝及利用該工藝所生產的牽枕保證重要的乙字鋼下翼面的平面度，適應鐵路罐車結構強度的要求，能夠消除牽枕的組對誤差和間隙；另外採用平板式枕梁下中蓋板結構，取消原有結構中折彎區域，消除外表面拉伸殘餘應力對結構疲勞強度的不利影響；同時消除了原有結構中枕梁下中蓋板和乙字鋼下翼面不對稱而產生局部間隙的問題，消除了後續的組對枕梁工序中的強力裝配問題，從而保障了鐵路罐車牽枕結構的可靠性。
文檔編號B23K31/02GK102485415SQ20101056884
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者何遠新, 侯軍, 熊少東, 賈汝唐, 鄭繼承, 郭小鋒, 金耀輝, 韓志堅 申請人:西安軌道交通裝備有限責任公司