关于C64K型敞车用于化工专用车的改造方案

王化君,陈志民,刘天傲

(中车沈阳机车车辆有限公司,辽宁 沈阳 110142)

C64K型通用敞车作为60 t级主力车型,为我国铁路货运发展做出了重大贡献,但随着铁路货车的升级换代,60 t级车辆的运力略显不足[1]。对于该车保有量较大的自备车企业,结合自身运用特点,提出了加装改造的需求,改造后的车辆用于运输化工产品,实现了利用既有车辆运输特殊货物的目标。

1 项目背景

用户针对部分既有的C64K型敞车,提出了加装固定车顶盖、运输袋装化工产品、通过叉车托盘在侧开门装卸作业、具有一定防水和通风功能等一系列运用要求。中车沈阳机车车辆有限公司为满足用户需求设计了相应改造方案,主要在原车辆顶部设计加装车顶盖,对下侧门和侧开门进行密封处理,以及对原车体进行相关改造等。改造后的车辆作为企业专属化工产品运输车,在其自营线路上运行。同时车辆改造充分考虑其安全性、可靠性和可实施性,改造后的车辆各项性能指标符合相关标准规定。

2 车辆用途及使用要求

车辆以厂修完成后的C64K型敞车为基础,加装改造为带有固定车顶盖的化工专用车,主要用于运输袋装化工产品,同时车辆应具有一定的防雨水和通风功能。车辆采取固定编组模式,仅在企业自营线路上运行,作业满足叉车叉运托盘通过侧开门进行装卸货,满足每年50万t货物的运输需求。

3 主要改造项目

通过与用户进行沟通,了解改造后车辆的运行工况和使用要求,在C64K型通用敞车结构的基础上,明确了需要进行改造的项目,如下:

(1) 设计一种固定式车顶盖,加装在车体上侧梁和上端缘上进行焊固,形成整体封闭结构的车厢;

(2) 对下侧门和侧开门进行密封处理,可采用打密封胶和加装密封胶条等方式,防止雨水浸入车厢;

(3) 对车体进行一些改造,去除或打磨车厢内的尖点或棱角,防止刮漏装运的袋装化工产品;车体两端墙加设通风孔,使车厢内具备通风条件;在侧开门外侧上部加装挂环,开门后挂住保证装卸货时的作业安全。

4 改造技术方案

该化工专用车是在既有C64K型敞车基础上进行加装改造,在保证车辆各项性能和线路适应性的前提下满足用户运用需求。

4.1 车辆改造的结构及尺寸

4.1.1 车辆高度的选取

车辆高度的选取应在保证车辆有足够大容积的同时兼顾车辆的重心高度,以使车辆具有较好的动力学性能。因此,在既有C64K型敞车的车体上方加装车顶盖的高度定为1 050 mm,此时车辆的容积为103 m3。货物密度为0.5 t/m3,车辆实际装满货物时的载重为51.5 t,空车重心高度为1 295 mm,重车重心高度为1 965 mm,经动力学分析计算,可以保证车辆的动力学性能。

4.1.2 车辆容积的确定

为保证车辆有较大的容积,改造尽量利用车辆上方的机车车辆限界,车顶盖设计成有侧墙、端墙和圆弧型车顶的结构形式。使得车辆的最大容积达到103 m3,最大限度地满足货物运输装载能力。

4.2 车辆改造的适应性

4.2.1 轴重的适应性

固定车顶盖结构确定后其质量为2.3 t,车辆的自重增至25 t。满载货物时整车质量经计算为76.5 t。此时车辆的实际最大载重与改造增加的质量之和仍小于车辆的标记载重,在车辆轴重的允许限定值内。因此该改造方案能满足车辆的运输要求。

4.2.2 限界的适应性

该改造方案还充分考虑了限界要求,在C64K型敞车的基础上加装车顶盖后与限界之间还有较大的余量,通过曲线时也不存在干涉情况。因此该改造方案也能满足车辆的运用要求。

通过以上的技术方案,可以满足用户提出的一系列运用需求。

5 改造具体措施

改造内容主要包括设计并加装车顶盖,对下侧门和侧开门进行密封处理,以及对车体的相关改造等。车辆加装改造图如图1所示。

1—C64K型敞车;2—车顶盖;3—侧开门顶部密封装置;4—挂环组成;5—通风孔组成。

5.1 车顶盖结构及加装

车顶盖设计为全钢焊接结构,主要由车顶、侧墙、端墙组成。所用压型件和板材均采用符合标准规定的Q345NQR2高耐候性结构钢。

车顶由车顶板和车顶弯梁组焊而成,车顶板厚2 mm,车顶弯梁采用钢板或型钢弯制而成。侧墙由侧墙板和侧柱组焊而成,侧墙板厚5 mm,由钢板压弯形成槽型结构,侧柱为厚4 mm的槽型压型件。端墙由端墙板及端柱组焊而成,端墙板厚5 mm,端柱为4 mm的槽型压型件。

整个车顶盖与敞车车体上侧梁和上端缘进行搭接组焊,形成带有固定顶盖的车辆。

5.2 下侧门和侧开门密封处理

对下侧门与车体内外接触部位进行焊接,焊接型式为段焊,焊接长度为100 mm,焊缝间隔为150 mm,焊角为5 mm,焊缝间隔处涂609密封胶。

对侧开门顶部加装密封装置,该装置由支撑板、密封垫和压条组成,三者通过螺栓连接,整体焊到门孔补强铁上,在侧开门关闭时起到门缝密封作用。

5.3 车体改造

车体改造结合厂修进行,车辆的选用原则首先是应具有完好且开闭灵活的侧开门,同时侧开门门缝间隙<6 mm、上侧梁全长旁弯<10 mm、侧开门及上端缘变形较小的车辆[2]。

对原车体的改造一方面考虑运输的货物是袋装产品,车内应尽量光滑减少突出棱角,避免由于磕碰造成货物散落;另一方面考虑运输的货物还有通风需求。因此对原车体进行如下处理和改造:

(1) 将车体内部所有绳座及脚踏切除,减少车体内部凸出的棱角,切除时不得伤及侧板,对残留部分打磨平整;

(2) 对车体内部侧柱加强板板边进行圆角打磨,消除棱角;

(3) 对车体内部侧柱连铁上下两条棱角部位进行圆角打磨,消除棱角;

(4) 在车体两端端墙上部开设通风口,并在车体外侧通风口处加装防雨罩,起到通风防水作用;

(5) 在侧开门外侧上部加装挂环装置,利用现有下侧门吊钩,在开门时将侧开门固定,避免装卸作业时碰坏车门,保证人员和设备安全。

5.4 其他要求

车顶盖内表面喷涂符合相关标准的厚浆醇酸底漆,底漆干膜厚度不小于60 μm,底漆颜色与C64K型敞车车体底漆颜色一致;外表面喷涂厚浆醇酸底、面漆,油漆干膜总厚度不小于120 μm,面漆颜色为黑色。

车辆改造完成后,按照TB/T 1802—2016《铁道车辆水密性试验方法》的规定,对车辆顶部、下侧门及侧开门进行漏雨试验。

6 结束语

改造后的车辆实现了封闭运输袋装化工产品的目标,经过一段时间的运用考验,用户反馈车辆运用正常,其功能和结构均能满足使用要求。同时,该改造方案可为今后类似以敞车为基础,加装车顶盖后成为封闭车厢的车辆改造提供一种设计思路和结构借鉴。