机车侧墙蒙皮拉伸专用设备的设计与应用

成果简介 随着我国铁路交通装备行业的发展，除对机车耐久可靠性提出更高要求外，对机车外观质量的要求也愈来愈高。机车高质量的外观几何形状，提升了整体美观性，也可减轻列车高速运行的风阻。但长期以来，因控制薄钢板焊接变形工艺水平较低，造成车体侧墙蒙皮不平，个别部位平面度甚至达到5mm／㎡，致使机车外观质量差的问题一直难以从根本上解决。 机车蒙皮拉伸专用设备，是以中车大连机车车辆有限公司生产的HXD3C型电力机车为例，根据焊接应力及变形的基本理论，在对原有焊接工艺导致焊接变形较大的原因进行深入分析的基础上，提出蒙皮预应力焊接工艺方案，设计制造并应用的，设备由加热装置、升降夹紧装置、电气系统、气动系统等组成，用于完成机车侧墙蒙皮加热拉伸。蒙皮拉伸设备配合预应力焊接技术的应用，可显著提高机车侧墙蒙皮的平面度，使外观质量提升一个大档次，处于国内机车蒙皮制造的领先水平。该工艺的实施使生产效率得到充分提高，并且节省材料及能源消耗，具有可观的经济效益。 主要创新点 机车蒙皮拉伸专用设备设计与运用，在对应力及变形的基本理论进行研究的基础上，同时对现有蒙皮焊接工艺进行深入分析，并借鉴国内铁路客车的研制经验，确定了机车蒙皮预应力焊接工艺的主要内容和关键技术。包括：1.侧墙蒙皮采用整张条形板对接，代替原26块蒙皮拼接，以减少焊缝长度，最大限度降低变形量。科学地确定条形板的尺寸，并保证长度方向的平行度。2.蒙皮加热拉伸采用直流电使供电系统平衡（交流电加热过程电感量增大时，被加热工件的总阻抗也增大，维持供电系统平衡难度大），不影响供电质量，直流电加热还可以不受负载性质限制，且加热电压低，控制也方便，可以实现安全作业，尤其与交流电加热平衡及补偿设备相比，其造价并不高。3.蒙皮在加热过程中自始至终受一恒定拉力作用，其拉力的大小要在充分满足钢板被拉平状态下越小越好。采用液压为柔性结构，将大于拉紧力的收缩力抵消掉，避免设备破坏。同时采用液压系统，只需在设备上增加一套液压泵站即能方便使用，且液压系统压力调整范围大，调整方法简单易掌握，方便维修使用。4.采用蒙皮拉伸设备开展蒙皮预应力焊接工艺，使蒙皮焊接工艺水平得到了大幅度的提升，蒙皮平面度达到了小于2mm/m2的设计要求。解决了由于火烤钢板破坏氧化层，降低钢板表面防腐能力，埋下锈蚀隐患，缩短钢板寿命问题。同时也解决了用增加腻子厚度的办法补平，造成腻子厚度不均匀，短时间内即会出现"龟裂"现象。 此设备的设计与应用填补了内燃机车领域该项技术应用的空白，处于国内机车蒙皮制造的领先水平。基本达到国际先进水平。且由于机车外观质量的提升，也使机车整车质量得到提高，产品竞争力明显增强，为参与国内外市场竞争创造了条件，间接效益更大。