鐵路罐車罐體成形關(guān)鍵技術(shù)的研究

鄒文杰

摘 要：隨著社會的發(fā)展，我國鐵路事業(yè)也步入了一個新的篇章。其中鐵路中各個零部件的質(zhì)量是促進鐵路事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。鐵路罐車罐體是罐車中非常重要的承載零部件，鐵路罐車罐體的質(zhì)量將直接影響到鐵路罐車運行的可靠性和安全性。因此本文將針對鐵路罐車罐體成形關(guān)鍵技術(shù)展開研究，了解各種技術(shù)要求和注意事項，從而提升罐體的質(zhì)量和后期鐵路罐車罐體的正常運行。

關(guān)鍵詞：鐵路；罐車罐體；成形關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：U272.4 文獻標志碼：A

1 針對當前鐵路罐車罐體成型技術(shù)的發(fā)展情況分析

我們對當前鐵路罐車罐體成型技術(shù)的發(fā)展情況進行了詳細的研究，在當今社會國內(nèi)外都比較重視對鐵路罐車罐體的發(fā)展，因此罐體是鐵路罐車的重要零部件，罐體的大型封頭成形、筒節(jié)成形以及罐體組裝工藝等都是當前國內(nèi)外首要的研究內(nèi)容，下面我們來了解一下當前我國各種成形技術(shù)的發(fā)展情況。大型封頭成形是鐵路罐車的主要零部件，大型封頭成形具有體型大、材料較厚、制造難度較大的特點，所以當相關(guān)技術(shù)人員進行罐車封頭成形的制造過程中是需要大量的設(shè)備支持的，并且對技術(shù)人員的專業(yè)性技能要求也比較高。但是即使大型封頭成形技術(shù)的難度大，我國一些優(yōu)秀的科研人員也取得一定的研究成果，分析出超塑性成形技術(shù)、多點成形技術(shù)以及旋壓成形技術(shù)對封頭成形過程的難度較大，成本也較高，不適合鐵路罐車封頭的生產(chǎn)要求。而封頭沖壓成形工藝可以更好地適用于鐵路罐車封頭的大規(guī)模生產(chǎn)，但是在生產(chǎn)過程中一定要根據(jù)封頭的具體特征來合理地生產(chǎn)。筒節(jié)成形的研究也是鐵路罐車罐體發(fā)展的基礎(chǔ)，和罐體的大型封頭成形一樣，筒節(jié)成形也是屬于大型的筒體類零件，所以說我國常用的加工工藝方法是滾壓成形和模具沖壓成形來進行加工，并且獲得很好的應(yīng)用空間和使用價值。

總之，我國當前鐵路罐車罐體成型技術(shù)的發(fā)展相對來說領(lǐng)先于世界，但還是需要進一步來完善各種技術(shù)存在的不足才能有更廣闊的發(fā)展空間。

2 針對鐵路罐車罐體封頭成型技術(shù)的分析

鐵路罐車罐體的封頭是比較重要的受力部件，應(yīng)用的范圍也十分廣闊，包括在鐵路、食品加工以及核工業(yè)等領(lǐng)域，封頭的質(zhì)量要求決定著設(shè)備運行的安全性和可靠性，一般比較常見的鐵路罐車罐體封頭為橢圓形或者球形。本文是通過進行工藝方法實驗和拉延成形的過程模擬橢圓形封頭成形技術(shù)，對鐵路罐車罐體封頭成型技術(shù)采用冷沖壓成形工藝、熱沖壓成形工藝以及旋壓成形工藝分別比較。經(jīng)過專業(yè)的科研人員的多次實驗和實驗過程的完善最終確定冷沖壓成形工藝是比較適合大量生產(chǎn)的，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的形狀可以保持其準確性，因此采用冷沖壓成形工藝生產(chǎn)的鐵路罐車罐體封頭穩(wěn)定性普遍較好。而采用熱沖壓成形工藝生產(chǎn)的鐵路罐車罐體封頭成形隨變形力小，但是生產(chǎn)的產(chǎn)品晶粒較大，如果采用熱沖壓成形工藝進行大量的生產(chǎn)將會消耗大量的能源，需要大量的成本投入。

采用旋壓成形工藝的方式來進行大量生產(chǎn)時效率較低，旋壓成形工藝生產(chǎn)完成的產(chǎn)品和采用冷沖壓成形工藝和熱沖壓成形工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品相比質(zhì)量是最差的，所以旋壓成形工藝生產(chǎn)不適用于大批量的生產(chǎn)，只能進行小規(guī)模的成產(chǎn)。因此對鐵路罐車罐體封頭成型技術(shù)的3種成形工藝對比以后，并從生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率來說冷沖壓成形工藝更適用于鐵路罐車罐體封頭的生產(chǎn)。

3 針對鐵路罐車罐體車筒節(jié)滾彎成型技術(shù)的分析

再對鐵路罐車罐體封頭成型技術(shù)研究，得出冷沖壓成形工藝更適合鐵路罐車罐體封頭的生產(chǎn)，矩形拉延筋對橢圓形封頭的拉延成形是最可靠和有效的。下面我們就針對鐵路罐車罐體車筒節(jié)滾彎成型技術(shù)繼續(xù)展開分析，可以根據(jù)鐵路罐車罐體車筒節(jié)滾彎成型技術(shù)的原理構(gòu)建研究模型，在我國鐵路的筒節(jié)的成形一般都是采用滾彎成形工藝來完成的。滾彎成形工藝的工作流程是通過利用成形輥的旋轉(zhuǎn)運動和位置的變化實現(xiàn)的，需要加工的工件在成形輥摩擦力的作用下產(chǎn)生變形從而獲得想要的工藝形狀。滾彎工藝也是由多種種類組成的，根據(jù)其不同點可分為兩輥滾彎成形、三輥滾彎成形以及四輥滾彎成形。滾彎成形具有很高的使用價值和優(yōu)勢，包括滾彎成形的設(shè)備簡單、生產(chǎn)效率較高等，所以滾彎成形技術(shù)除了應(yīng)用在鐵路罐車罐體中，還廣泛地應(yīng)用在造船、金屬重工業(yè)等領(lǐng)域。

通過重點研究滾彎成形過程中的壓彎以及和滾彎成形時板料的應(yīng)力和應(yīng)變可以更全面的認識到滾彎成形技術(shù)的內(nèi)容和價值。在筒節(jié)鐵路罐車罐體車筒節(jié)滾彎成型的過程中，發(fā)生變形的地方的應(yīng)力和應(yīng)變是最大的。板材的內(nèi)外表面的引力是不相等、不均勻的，當成形的時候板材內(nèi)表面的應(yīng)力變大，板材外表面的變?yōu)槔烨邢驊?yīng)力，因此在成形的過程中應(yīng)力不會有太大變動。針對各處應(yīng)力的分析可以得出結(jié)論，摩擦系數(shù)和成輥轉(zhuǎn)速對鐵路罐車罐體車筒節(jié)滾彎成型的質(zhì)量有著一定的影響，所以說在以后的工作中注意設(shè)置工藝參數(shù)。

4 針對鐵路罐車罐體焊接成形技術(shù)的分析

鐵路罐車罐體的體積和重量較大，在鐵路罐車罐體中封頭沖壓成形之前的坯料制備流程、筒節(jié)制備以及和鐵路罐車罐體結(jié)構(gòu)的組裝都是需要采用焊接成形技術(shù)完成的。所以在進行焊接成形技術(shù)的時候一定要按照各項要求合理地進行。對于鐵路罐車罐體焊接成形技術(shù)的研究我們主要是對焊接后殘余應(yīng)力的分布情況、鐵路罐車罐體焊接成形以后的質(zhì)量要求以及和其正常運行的可靠性來進行探討的。

焊接以前一定要先理解焊接的理論知識，其次再對焊接過程進行模擬。首先，在針對鐵路罐車罐體封頭成型對接焊的分析時我們采用30mm和10mm厚封頭板料對接焊來探究，試驗過后再觀察兩種封頭板料的變形情況，得出變形和應(yīng)力的分布沒有太大的差別。但是30mm的封頭板料在經(jīng)過多次焊接以后應(yīng)力分布比較混亂和復(fù)雜，并且殘余應(yīng)力較大，所以需要經(jīng)過熱處理以后才能有效地減少殘余應(yīng)力。而10mm的封頭板料在經(jīng)過焊接成形以后沖壓成形性能要比30mm的封頭板料要好很多。其次，在對鐵路罐車罐體的筒節(jié)對接焊時要注意焊接的順序，一定要從內(nèi)向外進行焊接。在完成焊接以后再通過滾壓來校正形狀，從而有效地提升筒節(jié)的質(zhì)量要求。最后，在對鐵路罐車的罐體組焊接時也是要注意焊接的順序，先進行筒節(jié)組對焊接，然后再進行封頭組對的焊接。

結(jié)語

通過對上述問題的分析，本文主要對鐵路罐車罐體成形關(guān)鍵技術(shù)為研究對象。對當前我國鐵路罐車罐體成形技術(shù)的發(fā)展情況、鐵路罐車罐體封頭成形技術(shù)、鐵路罐車罐體筒節(jié)滾彎成型技術(shù)以及焊接成形技術(shù)進行了詳細的探究和了解，每個成形技術(shù)中都有著很高的技術(shù)要求和注意事項。因此希望在以后相關(guān)技術(shù)人員對鐵路罐車罐體成形關(guān)鍵技術(shù)的研究中能夠更好地發(fā)揮出其應(yīng)用價值，為我國鐵路罐車罐體提供更好的發(fā)展空間。

參考文獻

[1]張超，丁建興，張雪亭.鐵路罐車罐體安全檢測實施存在的問題及改進建議[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2015，43（8）：9-10，13.

[2]傅青喜，邵學(xué)君，丁建興，等.70t級鐵路罐車容積的幾何測量法研究[J].中國鐵道科學(xué)，2012，33（6）：69-74.

[3]傅青喜，張超.解讀《鐵路危險貨物罐車罐體安全檢測管理暫行辦法》[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2010，38（3）：4-6.

[4]陳寶旭，王旭，宋欣，等.在用液化氣體鐵路罐車罐體綜合技術(shù)評定[J].石油和化工設(shè)備，2008（4）：34-37.