CN114619164B - 一种集装箱平车车体的免调校制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱平车车体的免调校制造方法，涉及铁路货车车体制造领域，包括：获取鱼腹梁；将两个鱼腹梁定位合拢，同时将中梁下盖板在合拢的鱼腹梁上定位焊固形成中梁；另取两个鱼腹梁作为两个边梁，并通过连接梁焊接形成车体；翻转车体使得中梁下盖板朝上，并对中梁下盖板的两侧进行长直焊缝的焊接；再次翻转车体，并将中梁上盖板组装在中梁上并进行长直焊缝焊接；该制造方法通过特定的中梁上下盖板的组装时机、组装要求、焊接顺序、焊接时机和焊接要求，实现中梁和最终车体的挠度以及上心盘平面度的可控和稳定，最终达到在集装箱平车的制造过程中消除了所有调校过程，缩短了制造时间同时降低制造成本。

Description

一种集装箱平车车体的免调校制造方法

技术领域

本发明属于铁路货车车体制造领域，更具体地，涉及一种集装箱平车车体的免调校制造方法。

背景技术

目前国内各铁路货车制造企业，其集装箱平车车体的制造方法基本相同，为了能够满足“车体上挠2～12mm、上心盘平面度不大于0.5mm”的产品要求，各企业均采用“鱼腹梁制作→鱼腹梁调校→中梁组焊→中梁调校→车体组焊→车体调校”的流程，根据企业实际情况选择性地进行一次或者多次调校，调校对象包括鱼腹梁、中梁和车体，调校方法包括火焰矫正、机械矫正和综合矫正。

“火焰矫正”由于需要进行检测、加热、冷却、再检测，所以其作业时间较长，通长大于1小时。而且由于加热温度、加热范围、加热时间极其依赖作业人员的个人经验和技能水平，不稳定不可控，往往存在需要多次反复矫正的情况，生产周期更长。

“机械矫正”采用液压设备等方式对产品进行冷挤压和扭转，通常会在产品内部产生复杂的内应力，尤其在鱼腹梁和中梁中，产品在焊接受热释放应力后产生不确定变形，往往需要在末尾工序再调校。而且其设备投入费用较高，能够达到几百万元。

“综合矫正”既吸纳了火焰矫正和机械矫正的优点，同时也继承了其缺点，最终使制造过程增加了调校的生产工序，影响了生产效率，增加了投入。

在解决上述问题和缺点的过程中，各企业尚未找到可靠的稳定的工艺手段和制造方法来减少甚至避免“调校”。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种集装箱平车车体的免调校制造方法，该制造方法通过特定的中梁上下盖板的组装时机、组装要求、焊接顺序、焊接时机和焊接要求，实现中梁和最终车体的挠度以及上心盘平面度的可控和稳定，将主要工艺流程缩减为：鱼腹梁制作→中梁组焊→车体组焊，最终达到在集装箱平车的制造过程中消除了所有调校过程，缩短了制造时间同时降低制造成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种集装箱平车车体的免调校制造方法，包括：

获取鱼腹梁；

将两个鱼腹梁定位合拢，然后将组装上心盘处的鱼腹梁下翼面横向调整水平且保持上下压紧状态，同时将中梁下盖板在合拢的鱼腹梁上定位焊固形成中梁；

另取两个鱼腹梁作为两个边梁，并通过连接梁焊接形成车体；

翻转所述车体使得所述中梁下盖板朝上，并对中梁下盖板的两侧进行长直焊缝的焊接；

再次翻转所述车体，并将中梁上盖板组装在所述中梁上并进行长直焊缝焊接。

可选地，所述获取鱼腹梁包括：

在H型钢的腹板两端切割出梯形的缺口；

对所述H型钢的压弯区域进行加热；

对所述H型钢进行压合，使得所述缺口的两侧相接触形成对接缝；

焊接所述对接缝。

可选地，所述在H型钢的腹板两端切割出梯形的缺口包括第一次切割和第二次切割，同一根所述鱼腹梁的第一次切割和第二次切割的时间间隔不小于30min，同一平车车体内的每根鱼腹梁的两次切割之间的时间间隔的偏差不大于30min。

可选地，所述第二次切割长度为20～100mm，加热形状为三角形。

可选地，所述对所述H型钢的压弯区域进行加热包括：

所述压弯区域的加热温度为600～700℃，加热宽度为80～120mm。

可选地，所述对所述H形钢进行压合，使得所述缺口的两侧相接触形成对接缝包括：

在所述缺口的下翼面部分向所述缺口的上翼面部分方向贴合，鱼腹梁的枕中线至端头之间的上翼面部分向下弯曲2～4mm。

可选地，对所述中梁下盖板和所述中梁上盖板的长直焊缝焊接方式为两侧同时同向对称焊接，焊接方向为从中间向两端焊接。

可选地，对所述中梁上盖板进行长直焊缝焊接时，所述车体中部相对于两端顶起15～20mm。

可选地，对所述中梁下盖板进行长直焊缝焊接时，所述车体中部相对于两端下压15～20mm。

可选地，所述鱼腹梁和所述中梁在存放和转运过程中，将所述鱼腹梁的底面作为支撑位置。

本发明提供了一种集装箱平车车体的免调校制造方法，其有益效果在于：

1、该制造方法得到的集装箱平车无需调校作业，达到了缩短集装箱平车的生产周期；

2、该制造方法无需昂贵的调校设备，减少设备投入；

3、该制造方法只需要按照指定的位置进行的加工和工装固定即可，无需高技能和丰富经验的工人必须参与，降低了操作者的技能和经验要求。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的鱼腹梁的切割示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的鱼腹梁的火焰加热示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的鱼腹梁的压合示意图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的车体的正面焊接时上顶示意图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的车体的背面焊接时下压示意图。

图6示出了根据本发明的一个实施例的车体的存放转运时支撑示意图。

图7示出了根据本发明的一个实施例的中梁下盖板的示意图。

图8示出了根据本发明的一个实施例的中梁上盖板的示意图。

附图标记说明：

1、鱼腹梁；2、中梁；3、中梁下盖板；4、车体；5、中梁上盖板；6、第一次切割；7、第二次切割；8、枕中线；9、中心线；10、加热区；11、上翼面；12、下翼面。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种集装箱平车车体的免调校制造方法，包括：

获取鱼腹梁；

将两个鱼腹梁定位合拢，然后将组装上心盘处的鱼腹梁下翼面横向调整水平且保持上下压紧状态，同时将中梁下盖板在合拢的鱼腹梁上定位焊固形成中梁；

另取两个鱼腹梁作为两个边梁，并通过连接梁焊接形成车体；

翻转车体使得中梁下盖板朝上，并对中梁下盖板的两侧进行长直焊缝的焊接；

再次翻转车体，并将中梁上盖板组装在中梁上并进行长直焊缝焊接。

具体的，该制造方法首先获取鱼腹梁四根，然后将组成中梁的两根鱼腹梁和中梁下盖板进行组装，将组装上心盘处的中梁位于鱼腹梁下翼面的位置横向调整水平且保持压紧状态，再在将中梁下盖板进行定位并焊固，无需将中梁下盖板的焊接工序全部完成，只需要将中梁下盖板进行定位固定即可，接着将位于中梁两侧的鱼腹梁和连接梁进行组装焊接，完成车体的整体框架结构部分，随后将车体完全翻转，使中梁下盖板的部分朝上，这时再对中梁下盖板的长直焊缝进行焊接，最后将车体再翻转回来，将中梁上盖板组装并完成中梁上盖板的所有焊接工序。通过该制造方法的特定的中梁下盖板和中梁上盖板的组装时机、焊接顺序、焊接要求和中梁及车体的转运存放方式，实现中梁和最终车体的挠度以及上心盘平面度的可控和稳定，最终免除了制造过程中所有的调校过程。

该制造方法关键需要控制中梁下盖板的组装时机，即两根鱼腹梁合拢后、组装上心盘处的鱼腹梁下翼面横向调水平后、调平位置处上下压紧后加装中梁下盖板，这三个条件缺一不可，不能是两根鱼腹梁合拢后之后的其它工序中加装下盖板，不能是不调水平时加装，也不能是不压紧的状态下加装。这样的目的是依靠中梁下盖板将合拢的两根鱼腹梁形成半箱型结构，增加结构强度和抗扭刚度，使得组装上心盘处的鱼腹梁下翼面即使去除上下压紧后，仍能保证横向水平状态，最终使得上心盘安装后达到“上心盘平面度≤0.5mm”要求，如果不按此要求制作，鱼腹梁容易发生扭曲，平面度保证不了≤0.5mm，当然就需要后续进行调校了。

在车体框架形成后，相比中梁而言其抗变形的刚度和强度大幅增加，将车体翻转至中梁下盖板朝上再进行长直焊缝进行焊接，可减小中梁下盖板长直焊缝的焊接变形，大幅减小焊后扭曲和上挠过大等不可控的问题。

中梁上盖板的组装和焊接时机，即中梁下盖板长直焊缝焊接完成，车体翻转至正面朝上后，此时组装焊接中梁上盖板，可避免在中梁上安装和焊接上盖板造成的中梁下凹和扭曲导致的心盘平面度不符的问题，而且中梁上盖板在此时组装可以为中梁下盖板在车体翻转焊接时减少约束，更利于中梁下盖板长直缝焊接时达到让车体上挠的效果。

可选地，获取鱼腹梁包括：

在H型钢的腹板两端切割出梯形的缺口；

对H型钢的压弯区域进行加热；

对H型钢进行压合，使得缺口的两侧相接触形成对接缝；

焊接对接缝。

具体的，在获取鱼腹梁的过程中，将H型钢的上翼面和下翼面作为切割基准，根据要获取的鱼腹梁的尺寸来得到切割后上翼面剩余部分的高度尺寸h1和下翼面剩余部分的高度尺寸h2，在腹板两端形成缺口后，对压弯区域进行加热后再进行压合，保证鱼腹梁的两枕中线之间保持平直，将缺口的上下两侧压合并焊接。通过特定的切割方法获取的鱼腹梁，再匹配适宜的鱼腹梁压合参数，以及鱼腹梁的特定转运和存放方式，实现车体中四根鱼腹梁的尺寸稳定性和一致性，能够避免在集装箱平车的制作过程中消除所有调校过程。

可选地，在H型钢的腹板两端切割出梯形的缺口包括第一次切割和第二次切割，同一根鱼腹梁的第一次切割和第二次切割的时间间隔不小于30min，同一平车车体内的每根鱼腹梁的两次切割之间的时间间隔的偏差不大于30min。

具体的，在H型钢的腹板两端进行第一次切割和第二次切割，在第一次切割从腹板的两端向中部切割，通过第一次切割后在腹板平面上形成直角梯形形状，直角梯形靠近中部的切割线是完全切断的，而在靠近端部的切割线是没有完全切断，两次切割之间必须间隔至少30分钟，这样使得切割受热部位充分冷却，使其变形在端头未切断约束的情况下基本完成，在二次切割切断后不再继续大幅变形，然后进行第二次切割将没完全切断的切割线继续切割，使直角梯形部分的腹板完全脱离在H型钢上形成缺口。

同一车体的4件鱼腹梁的一次切割和二次切割之间的时间间隔差不大于半小时。在实际操作中，如果第一根鱼腹梁的一次切割和二次切割间隔≥30min，这样第一根鱼腹梁一二次切割间隔为40min，那么同一个车体的其余三根鱼腹梁每根的一二次切割的时间间隔须保证在30min-70min内，并且不能大于70min，这样控制切割时间的目的是为了控制同一车体的4根鱼腹梁冷却时间相差较小，因而变形量基本一致。在车体组装成基本框架时，4根鱼腹梁的匹配度会更高，匹配度差的话仍需要进行调校；二是不同鱼腹梁的所有一次切割线的切割方向须保持相同，目的是为了确保鱼腹梁切割受热后内应力的一致性，不能随意切割，如果在实际操作中，同一车体中有的鱼腹梁从端头向中心切，有的鱼腹梁从中心向端头切，那么各个鱼腹梁的内应力分布会不一致，造成每根鱼腹梁变形不一致不可控，这样的鱼腹梁组成车体后会造成变形不一致，需要进行必要的调校。

该切割方式可大幅减小一次性切割切断后带来的喇叭口变形，一次切割时端头未切断，相对于给了H型钢一个约束，防止其喇叭口变形，冷却半个小时以上，一次切割受热导致的变形基本完成，故二次切割切断后，基本维持原状，避免压合后端头上翘中部下凹的问题，省去了鱼腹梁调校过程。

可选地，第二次切割长度为20～100mm，加热形状为三角形。

可选地，对H型钢的压弯区域进行加热包括：

压弯区域的加热温度为600～700℃，加热宽度为80～120mm。

具体的，在压弯区域进行火焰加热，加热至600～700℃，对折弯部的两个位置进行加热，两处的加热形状为三角形，由于不同加热形状造成的内应力的分布差别很大，因此控制加热形状能够有效避免后续调校，在靠近鱼腹梁的梁中心线位置的加热处的三角形底边宽度在80～120mm范围内，远离鱼腹梁的梁中心线位置的加热处为倒三角形，倒三角形的顶边宽度在80～120mm范围内，无需火焰矫正，这样根据加热形状，可以对缺口的下翼面部分进行压合，形成鱼腹梁。鱼腹梁的第一次切割和第二次切割之间时间间隔不小于半小时，但同一车体的4件鱼腹梁的第一次切割和第二次切割之间的时间间隔差不大于半小时。

加热宽度和加热形状可有效的保证压合时，原材料相应部位得到有效拉伸和压缩而不产生大量内应力，减少鱼腹梁内复杂的内应力，从而为减小中梁焊接变形和车体框架焊接变形提供更有利的条件，进一步避免调校。

可选地，对H形钢进行压合，使得缺口的两侧相接触形成对接缝包括：

在缺口的下翼面部分向缺口的上翼面部分方向贴合，鱼腹梁的枕中线至端头之间的上翼面部分向下弯曲2～4mm。

具体的，在对H型钢加热后进行压合时，在两个枕中线之间保持平直，在枕中线与两端的部分下压2～4mm，提前进行反变形处理，避免压合后端头上翘中部下凹的问题，这样形成鱼腹梁再组装成中梁和车体就无须调校过程。

可选地，对中梁下盖板和中梁上盖板的长直焊缝焊接方式为两侧同时同向对称焊接，焊接方向为从中间向两端焊接。

可选地，对中梁上盖板进行长直焊缝焊接时，车体中部相对于两端顶起15～20mm。

可选地，对中梁下盖板进行长直焊缝焊接时，车体中部相对于两端下压15～20mm。

具体的，在对中梁下盖板和中梁上盖板的长直焊缝进行焊接时，需要将焊接面朝上固定，对两侧的长直焊缝焊接时每侧采用两把焊枪从中间向两端同时焊接，另外在车体的中部固定方式也需要相应的进行下压和顶起，这样形成组装成的车体就无须调校过程。中梁下盖板和中梁下盖板都采用两侧同时同向焊接可防止焊后扭曲变形，从中间向两端焊接可大幅将内应力从两端散发，减少鱼腹梁的内应力，减小中梁焊接变形，为减小车体框架焊接变形提供更有利的条件。中梁上盖板在最后进行组装和焊接，可避免在中梁上安装和焊接上盖板造成的中梁下凹和扭曲导致的心盘平面度不符的问题，而且中梁上盖板在此时组装可以为中梁下盖板在车体翻转焊接时减少约束，更利于中梁下盖板长直缝焊接时达到让车体上挠的效果。

车体在进行正面焊接时，车体的中部相对于两端顶起15～20mm，该方法可减小中梁上盖板长直缝焊接时带来的车体下凹变形，同时减小车体中部自重过大在自由状态焊接受热中部上挠减小甚至下凹，可使车体上挠度进一步符合2mm-12mm要求。在车体进行背面焊接时，车体的中部相对于两端下压15～20mm，同样能够可增加中梁下盖板长直缝焊接时带来的车体上挠变形，可使车体上挠度进一步符合2mm-12mm要求。

可选地，鱼腹梁和中梁在存放和转运过程中，将鱼腹梁的底面作为支撑位置。

具体的，在鱼腹梁和中梁在存放和转运过程中，支撑位置为鱼腹梁的整个底面，这是因为所有企业的支撑位置均在压合后的下翼面处，这样有个最大的弊病就是，中间鱼腹部分重量远远大于两端，支撑两端的时候，时间越长越会因为自重导致中间部位下垂或者下凹，这样就不能形成产品技术要求“车体上挠2～12mm”的情况，为了产品达到要求，下凹后则须调校至上挠。因此将支撑位置改为鱼腹底面，能够消除上述弊端。

实施例

如图1至图8所示，本发明提供了一种集装箱平车车体的免调校制造方法，包括：

获取鱼腹梁1；

将两个鱼腹梁1定位合拢，然后将组装上心盘处的鱼腹梁下翼面横向调整水平且保持上下压紧状态，同时将中梁下盖板3在合拢的鱼腹梁上定位焊固形成中梁2；

另取两个鱼腹梁1作为两个边梁，并通过连接梁焊接形成车体4；

翻转车体4使得中梁下盖板3朝上，并对中梁下盖板3的两侧进行长直焊缝的焊接；

再次翻转车体，并将中梁上盖板5组装在中梁2上并进行长直焊缝焊接。

在本实施例中，获取鱼腹梁1包括：

在H型钢的腹板两端切割出梯形的缺口；

对H型钢的压弯区域进行加热；

对H型钢进行压合，使得缺口的两侧相接触形成对接缝；

焊接对接缝。

在本实施例中，在H型钢的腹板两端切割出梯形的缺口包括第一次切割6和第二次切割7，同一根鱼腹梁1的第一次切割6和第二次切割7的时间间隔不小于30min，同一平车车体内的每根鱼腹梁的两次切割之间的时间间隔的偏差不大于30min。

在本实施例中，第二次切割7长度为20～100mm，加热形状为三角形。

在本实施例中，对H型钢的压弯区域进行加热包括：

压弯区域的加热温度为600～700℃，加热宽度为80～120mm。

在本实施例中，对H形钢进行压合，使得缺口的两侧相接触形成对接缝包括：

在缺口的下翼面部分向缺口的上翼面部分方向贴合，鱼腹梁的枕中线8至端头之间的上翼面部分向下弯曲2～4mm。

在本实施例中，对中梁下盖板3和中梁上盖板5的长直焊缝焊接方式为两侧同时同向对称焊接，焊接方向为从中间向两端焊接。

在本实施例中，对中梁上盖板5进行长直焊缝焊接时，车体4中部相对于两端顶起15～20mm。

在本实施例中，对中梁下盖板3进行长直焊缝焊接时，车体4中部相对于两端下压15～20mm。

在本实施例中，鱼腹梁1和中梁2在存放和转运过程中，将鱼腹梁1的底面作为支撑位置。

综上，该制造方法首先以H型钢的上翼面11和下翼面12为基准，经过第一次切割6和第二次切割7后在H型钢的腹板两端形成直角梯形的缺口，然后对压弯区域进行加热后进行压合，在压合过程中将两个枕中线8之间保持平直，从枕中线8至端头的部分下压2～4mm，通过上述特定的切割方法获取的鱼腹梁1再进行中梁2的拼装，再将中梁下盖板3组装在中梁2上并只进行定位焊固，再对整个的车体4进行拼装焊接后，将车体4翻转使车体4的背面朝上，这时再完成中梁下盖板3的长直焊缝的焊接，最后将车体4翻转回来使车体4的正面朝上，再进行中梁上盖板5的组装和所有焊缝的焊接，从而完成车体1的所有制造过程，最终达到在集装箱平车的制造过程中消除了所有调校过程。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，该方法包括：

获取鱼腹梁；

将两个鱼腹梁定位合拢，然后将组装上心盘处的鱼腹梁下翼面横向调整水平且保持上下压紧状态，同时将中梁下盖板在合拢的鱼腹梁上定位焊固形成中梁；

另取两个鱼腹梁作为两个边梁，并通过连接梁焊接形成车体；

翻转所述车体使得所述中梁下盖板朝上，并对中梁下盖板的两侧进行长直焊缝的焊接；

再次翻转所述车体，并将中梁上盖板组装在所述中梁上并进行长直焊缝焊接。

2.根据权利要求1所述的集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，所述获取鱼腹梁包括：

在H型钢的腹板两端切割出梯形的缺口；

对所述H型钢的压弯区域进行加热；

对所述H型钢进行压合，使得所述缺口的两侧相接触形成对接缝；

焊接所述对接缝。

3.根据权利要求2所述的集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，所述在H型钢的腹板两端切割出梯形的缺口包括第一次切割和第二次切割，同一根所述鱼腹梁的第一次切割和第二次切割的时间间隔不小于30min，同一平车车体内的每根鱼腹梁的两次切割之间的时间间隔的偏差不大于30min。

4.根据权利要求3所述的集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，所述第二次切割长度为20～100mm，加热形状为三角形。

5.根据权利要求2所述的集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，所述对所述H型钢的压弯区域进行加热包括：

所述压弯区域的加热温度为600～700℃，加热宽度为80～120mm。

6.根据权利要求2所述的集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，所述对所述H型钢进行压合，使得所述缺口的两侧相接触形成对接缝包括：

在所述缺口的下翼面部分向所述缺口的上翼面部分方向贴合，鱼腹梁的枕中线至端头之间的上翼面部分向下弯曲2～4mm。

7.根据权利要求1所述的集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，对所述中梁下盖板和所述中梁上盖板的长直焊缝焊接方式为两侧同时同向对称焊接，焊接方向为从中间向两端焊接。

8.根据权利要求1所述的集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，对所述中梁上盖板进行长直焊缝焊接时，所述车体中部相对于两端顶起15～20mm。

9.根据权利要求1所述的集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，对所述中梁下盖板进行长直焊缝焊接时，所述车体中部相对于两端下压15～20mm。

10.根据权利要求1所述的集装箱平车车体的免调校制造方法，其特征在于，所述鱼腹梁和所述中梁在存放和转运过程中，将所述鱼腹梁的底面作为支撑位置。