大轴重运煤专用敞车车体制造工艺的研究

柳宁

摘 要：快速重载是世界铁路的发展方向。随着我国货车发展的趋势，运煤专用敞车的载重逐渐增加，对大轴重的运煤专用敞车需求是要求轴重增加，以适应高速重载货运的发展需要，达到缓解铁路运煤能力不足，提高运输效率的目标。随着我国铁路事业的快速发展，对新造货车的要求也越来越高，新造货车已迈向高速重载的轨道。

关键词：大轴重；敞车；车体；工艺

一、大轴重运煤专用敞车的用途及特点

敞车是一种具有固定端、侧墙而无车顶的主型通用车辆，主要运送煤炭、矿石、木材、钢材等不怕日晒雨淋的大宗货物；如果用防水篷布蒙盖，也可代替棚车承运怕日晒雨淋的货物。敞车具有很大的通用性，在货车组成中数量最多。轴重是指一个轮对的承重能力，是反映轨道交通装备载重能力的指标，轴重越大，意味着列车载重能力越强。快速重载是世界铁路的发展方向。随着我国货车发展的趋势，运煤专用敞车的载重逐渐增加，对大轴重的运煤专用敞车需求是要求轴重增加，以适应高速重载货运的发展需要，达到缓解铁路运煤能力不足，提高运输效率的目标。

二、大轴重运煤专用敞车的应用现状

目前，世界最大轴重的铁路货车是由齐齐哈尔车辆厂研制的40吨轴重不锈钢矿石车，但受中国既有线路的制约，40吨轴重货车无法在中国国内开行。现阶段，中国既有最大轴重货车也是由齐齐哈尔车辆厂研制的C80系列运煤专用敞车，轴重仅为25吨。30吨轴重C96型运煤专用敞车及配套30吨轴重DZ4型转向架是中国研制开发的新一代铁路重载货车产品，具有载重大、轴重高、编组吨位大等明显技术优势和良好的经济效益，最高运行时速可达100公里，可更好地满足中国重载运输的发展需要。

三、轴重运煤专用敞车车体总体设计

车体为有中梁、平底板全钢焊接结构，主要由底架、侧墙、端墙、撑杆和车门等组成。侧、端主要型材，板材及地板采用不锈钢，底架采用高强度耐候钢。车体采用不锈钢和高强度耐候钢焊接结构，车体结构借鉴国外先进重载敞车结构，采用无侧梁和端梁结构，侧墙、端墙，底架采用圆弧板连接，有效降低车体重量，较好的解决了积煤问题。制造成本低，性价比高，卸货性好，具有相对较好的耐磨性和抗砸性。底架结构更接近国内的通用敞车，结构简单，下部空间大，便于检修。车体采用全钢焊接结构，制造工艺简单，降低了维修的费用，便于批量生产和推广使用。车体材料方面不锈钢和高强度耐候钢比铝合金具有耐腐蚀，耐磨耗，强度高，成本低的优势，车体结构采用全钢焊接结构，制造工艺简单，维修费用低，便于生产和推广，底架采用类似国内通用车底架，较浴盆式底架拥有较高性价比，并且卸货方便。

四、大轴重运煤专用敞车车体制造工艺与装备

（一）车体板、梁、柱厚（高）度的选择及车辆腐蚀性和磨耗影响的分析。铁路货车的腐蚀主要是由大气腐蚀导致，无论表面是否突起，都会对车辆造成一定程度腐蚀，只是在腐蚀的程度上有所不同。煤炭中含有硫，在有氧气和水分的存在下，会产生对钢具有较强化学腐蚀功能的硫酸根，另外，在冬季运煤时，为防止煤炭的冻结，需要在车体表面涂上一层防冻液，这也将造成对车辆的严重腐蚀。此外，在装卸货物的过程中，也会对车体表面造成磨耗。因此，在车辆设计的过程中，充分的考虑到腐蚀和磨耗的影响，借鉴相应的数据，确定各墙板、侧柱的厚度。

（二）车体材料的确定。为了保证实现车体性能，侧、端主要型材，板材及地板采用屈服强度为345Mp的TCS345不锈钢，底架主要型材、板材采用Q450NQR1高强度耐候钢。并且，为了降低车体的自重，增大载重量，该车的部分磨耗件采用非金属材料。地板和圆弧形加强板选用TCS345不锈钢，地板厚

6mm；中梁采用屈服强度450Mpa的冷弯中梁，枕梁、大横梁、小横梁、纵向梁等均采用Q450NQR1高强度耐候钢，牵引梁和C级铸钢的整体式上心盘及冲击座阻焊在一起。

（三）主要制造工艺与装备。（1）车体工艺及装备。（ a）采用数控剪机或等离子切割下料，提高零部件制造精度及质量。 （b）采用专用或柔性工装组装，严格控制组装间隙，保证焊接可靠性。（c）采用机械手、焊接专机等自动化或半自动化焊接设备进行焊接；并严格按规定的焊接方法、焊接顺序和工艺参数进行焊接，以确保热输入量满足不锈钢焊接要求。（2）摇枕、侧架工艺及装备。（a）改进提升制芯工艺技术水平。A、B部位采用大型射芯机制造无对接、无分芯的一体砂芯，使摇枕、侧架内腔光滑平顺，A、B部位无披缝、无台阶，提高内表面质量。（b）采用表面强力抛丸工艺，提高外表面质量和疲劳强度。（c）增加铸件内在质量探伤要求。采用射线探伤或超声波探伤对摇枕、侧架A部位内部进行无损探伤检测，消除铸件内部缺陷，提高铸件内在质量，确保安全可靠性。（d）增加铸件关键壁厚检测要求。采用数字式检测仪器检测铸件外形尺寸及壁厚，提高制造精度。