《车体钢结构损伤与检修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车体钢结构损伤与检修（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、北京交通大学远程与继续教育学院调 研 报 告标 题： 车体钢结构损伤与检修 年 级： 09 车辆一班 专 业： 铁道车辆 姓 名： 周 雄 完成日期： 2011 年 5 月 12 日1单位评价及成绩评定表姓 名 年 级 层 次 专 业题 目 成 绩基地指导教师评阅意见：签 名：年 月 日现场指导教师评阅意见：签 名：年 月 日总 评：签 名：年 月 日2目 录前 言 1调研目的 1调研方法 1调研内容 2调研结论与建议3 8参考文献 8关于车体钢结构损伤与检修的调研报告【前言】 铁道车辆作为铁路运输的主要载体，随着铁路现代化发展的形势需求，大量的新技术、新设备已投入使用，对铁路职工提出了更高的
2、要求，必须掌握车辆及检修新知识、新技术、新工艺，以适应铁路运输重载、高速战略目标实施的要求【调研目的】车体钢结构承担着车体本身的重量和车体内货物重量，机车和车辆间的牵引力和冲击力以及运行时的侧向力（风力、离心力）等静、动载荷的综合作用。当车辆运行一定时期后，会产生腐蚀、变形、裂纹等各种损伤。发生上述损伤后，在检修时应首4先分析产生损伤的原因，然后采用合理的工艺方法和措施恢复钢结构的功能【调研方法】问卷访问法、二手资料收集法、现场学习法。【调研内容】一、车体钢结构的腐蚀及检修腐蚀是车体钢结构产生的主要损伤形式之一。车体钢结构被腐蚀后，不仅使金属构件受到损伤，降低承载能力，而且腐蚀凹坑还会造成应力
3、集中。车顶腐蚀穿透后会造成漏雨，影响使用。钢结构腐蚀还增加了检修时设备和木结构的拆装工作量和材料消耗，使修车费用增加。所以减轻车体钢结构的腐蚀是铁道车辆迫切需要解决的课题之一。(一) 车体钢结构腐蚀的主要处所及原因分析按腐蚀破坏的形式分类，腐蚀可分为全面腐蚀和局部腐蚀。腐蚀遍及钢铁零件整个表面的，成为“全面腐蚀” ；腐蚀仅集中在某一区域时，则成为“局部腐蚀” 。车体钢结构的腐蚀，既有铁地板等部件的全面腐蚀，也有底架各梁及盖板的局部腐蚀，车顶板还会发生点腐蚀，可见钢结构腐蚀的破坏形式较多。各种车辆的腐蚀处所带有一定的规律性。 车体钢结构腐蚀的主要处所（1）两个钢结构零件的结合面：货车的中梁顶盖与
4、中梁型钢之间、端柱与端梁的结合面、测柱与测梁的结合面等等。这些结合面往往产生夹锈，严重时夹锈厚度可达十几毫米。（2）容易积存水或尘垢的处所：货车的段侧墙板下部、各立柱根部、棚车门窗下脚及车顶椽头等处。（3）与强腐蚀性物质接触的处所:如机械保温车的铁地板及梁等。 原因分析（1）结构设计方面：钢结构设计不当，形成封闭的存水处所。如敞车的测柱与下测量5的连接为铆接，在运输含水的货物或雨、雪天气，水分非常容易通过铆接缝隙进入连接处，造成水分积存而引起腐蚀。在结构设计时，对钢结构零件连接接头形式考虑不周，也会加剧腐蚀。（2）制造工艺质量的影响：修理工艺的质量的影响，主要是除锈工艺和油漆工艺两方面。在带有
5、锈层、污垢或水汽的表面直接涂装防锈涂料，不但会影响涂层的附着力，而且腐蚀仍可在涂膜下继续进行并胀破涂膜，失去了防锈层对钢结构表面的保护作用。（3）使用保养不妥：在清洗车辆外皮时，使用浓度较大的碱水和草酸，刷车的刷子过硬，使油漆过早失光老化；用清水冲洗时，水柱又将大量含有酸或碱的污水冲入钢结构的存水缝隙或角落，加剧了钢结构的腐蚀。（4）车辆运用条件的影响：自然环境对车辆的腐蚀速度有较大的影响。温度越高，腐蚀速度愈快。超过临界相对湿度，腐蚀速度就随相对湿度的增大而急剧上升。空气成分对腐蚀速度的影响也是明显的。空气成分对腐蚀速度的影响也是明显的。温度愈高，腐蚀速度愈快。超过临界相对湿度，腐蚀速度就随
6、相对湿度的增大而急剧上升。钢材的临界相对湿度在 70%左右，而我国长江以南地区夏季（7 月份）平均相对湿度在 80%左右，因此在南方地区运行的车辆就要比北方、西北地区运行的车辆腐蚀严重。空气成分对腐蚀速度的影响也是明显的。对铁道车辆来说，车辆动力装置（内燃机车、发电车柴油机组）以及车辆自身带的各种炉灶会排出大量的污染性气体，使车辆周围的空气中二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氮氧化合物等物质的浓度较高，尤其在我国西南地区的铁路，由于山多隧道多，隧道内污染气体的浓度很高，再加上西南地区阴雨潮湿，高温季节长，导致西南地区车辆严重腐蚀。在沿海地区，则由于空气中含较多的氯离子，氟离子和盐雾微粒，空气的相对湿
7、度也较大，使沿海地区运行的车辆较西北地区运行的车辆易产生腐蚀。散步在大气中的灰尘积聚在钢结构的表面，由于灰尘的毛细作用而成为水分的凝聚中心；尤其是未燃净的煤烟颗粒，具有吸收酸性的含硫气体的能力，落在钢结构的表面就加速钢结构的腐蚀。此外，对于大部分的货车来说。雨、雪可以直接进入车内，使底架处于潮湿状态。敞车、矿石车还经常装运含有大量水分的货物（如洗精煤等） 。棚车装运散装的粮食、水泥时，容易在角落或木墙板缝内积存这些货物，而这些货物又极易吸湿或发霉，棚6车在运用过程中还需要用水冲洗消毒。这些因素都是造成货车腐蚀的客观原因。（5）材质的影响：车体钢结构采用什么材料来制造，以及选用防护涂料的优劣对车
8、辆的耐腐蚀性影响很大。目前车辆制造用材料正呈多元化发展趋势，具有较强抗腐蚀能力的耐候钢、铝合金、不锈钢、高强度的玻璃钢及其他新型合成材料正得到广泛的应用，使得腐蚀这类损伤大为降低。（二）车体钢结构腐蚀后的修理钢结构各梁柱腐蚀如果超过限度不多，可以除锈后堆焊或加焊补强板。如果腐蚀超过限度很多甚至已经蚀穿，则应截换。截换时可以仅切去被严重腐蚀的部分翼板或腹板，也可以将整个梁柱切去被腐蚀的一段而换上一段同型号的钢材。在截换中、测梁时，接头应与枕、横梁或立柱边缘错开 100mm 以上、如无法错开时，应将腹板斜接、翼板对接或斜接。铁质端墙板、侧墙板、铁地板以及各梁的上下盖板腐蚀过限时，均应截换。为了缩短
9、钢结构的检修周期，适应检修的流水作业需要，钢结构修理时可采用“等级切换” （或“规格切换” ）的方法。等级切换就是工厂根据钢结构的腐蚀规律，把经常需要截换的梁、柱、板类划分成若干个尺寸等级（规格） ，并预先按尺寸等级备好料，钢结构解体时按规定的尺寸等级切割。这样，在钢结构的焊修时就可以直接把备好的材料换上去而不必现车测量、现车备料，避免了停工待料，节省工时，保证了流水作业线的运行。（三）提高车体钢结构耐腐蚀性能的措施世界上一些工业发达国家的车辆的车体钢结构，已经可以做到 10-15年内不需要挖补或截换，有的甚至提出在整个车辆使用寿命的时间内，钢结构的无检修化。相比之下我国与工业发达国家还有一定
10、的差距、从钢结构的腐蚀原因的分析中可以看出，提高钢结构耐腐蚀性能应从两个方面着手。一是采用耐腐蚀钢材，提高钢材本身的耐腐蚀能力。二是开展钢结构的耐腐蚀设计，严格车辆修造工艺质量管理，使用高性能的防腐涂料，从而减少或避免电解液在钢结构表面的凝聚，隔绝钢结构与电解液接触，将腐蚀作用降到最低的程度。2、车体钢结构的变形及检修7（1）车体钢结构变形分析1.底架变形分析（1）底架中、侧梁下垂底架受垂直载荷作用后，会发生一定的变形，一般中央部分较大，其次是两段，枕梁处可视为刚性质点。因此，整个底架的中、侧梁可视为两端外伸的简支梁，如图2-17所示。在设计车辆时，其挠度的允许值有一定标准。一般用静载荷下的挠
11、度与车辆定距之比不超过一定数值作为衡量标准。运用中的车辆由于承受垂直及水平方向载荷的综合作用及风雪雨淋，日晒夜露，加之使用不当（如超载、偏载或集中装载过大等） ，而发生一定的永久变形。若变形过大，梁件会早起发生裂纹，降低车辆使用期限。同时，会影响车辆其他部件的正常工作，如使制动缸过分倾斜，影响制动等。中、侧梁在枕梁间下垂量的段修限度为 30mm，要求调至水平线以上。中梁不过限侧梁过限时，可将侧梁调到中梁现有挠度以上。（2）牵引梁或枕外侧梁上挠或下垂如图 2-18所示，是由于车端部的载重及运行中的纵向冲击力造成的。多发生于运用时间较长，车端部腐蚀较多的车辆上。它将影响底架与车体的连接强度以及车钩
12、连挂尺寸，若过大，会造成两连接车钩中心高度差值过大，以致在运行中使车钩和底架产生附加弯曲，严重时会因车辆振动而发生脱钩事故。8牵引梁或枕外侧梁上挠或下垂的段修限度为 20mm，要求以两枕梁中心线为基准调至水平。（3）中、侧梁左右旁弯如图 2-19所示，在正常运行中，由纵向力引起的车端变形是很小的。但在调车冲击、紧急制动、变速运行等因素影响下，会使冲击力过大，加上缓冲器容量不足，就造成中、侧梁发生失稳现象（即水平弯曲） 。中、侧梁左右旁弯的段修限度为 30mm。（4）牵引梁甩头及扩张冲击力过大时牵引梁部分也会丧失稳定即发生牵引梁部分水平弯曲，向一侧弯曲称为牵引梁甩头，如图 2-20所示。单侧或双
13、侧突出称为牵引梁扩张牵引梁甩头的段修限度为 20mm。一侧扩张的段修限度为 20mm，两侧扩张时段修限度为两侧之和为 30mm。92.侧墙、端墙及车顶变形分析（1）端、测柱外胀。如图 2-21所示，多发生于敞车、煤车车体上。当端、测柱根部发生腐蚀，焊接不良或本身刚度不够，运行中的振动使车体各连接部分发生松弛，在散装货物的侧压力以及运行中的冲击力作用下都会使端、测柱发生外胀。端、测柱外胀后，将影响与底架的连接，降低原有强度，在端、测柱根部发生焊缝开裂现象。严重的会造成货物失散。或超出车辆限界。（2）车体墙板局部外胀。对于钢质敞、棚车车体，可能因局部货物的冲击作用造成侧、端墙板局部胀出的现象，如图
14、 2-22所示。（3）车体倾斜。如图 2-23所示，一般由于装载偏重以及纵向冲击力过大造成。另外，钢骨架腐蚀变形，底架扭曲不平，心盘偏磨，旁承游间过大等均能造成车体倾斜。车体倾斜的段修限度为 30mm，辅修限度为 50mm，运用限度货车为 75mm。10（2）调修工艺1、调修方法概述在车辆检修中，若车体钢结构的变形超过限度需进行调修，消除及矫正车体钢结构的变形，通常采用机械矫正法、火焰矫正法和热矫正法。（1）机械矫正法。机械矫正法是用机械外力产生新的变形来消除结构的变形，一般使用大锤、千斤顶、油压机和调梁机等设备进行矫正。常用的调修设备有门式调梁机、构架式液压调梁设备和单柱式调粱小车等。机械矫
15、正具有操作简便、效率高等优点，正得到越来越多的应用，但机械矫正并不能完全取代火焰矫正。（2）火焰矫正法。火焰矫正法一般采用氧-乙炔火焰做热源，利用钢结构加热后冷却时发生的收缩变形来达到矫正的目的。火焰矫正的加热形状有点状、线性和三角形三种。不同的加热形状和加热位置，可以矫正不同方向的变形；不同的加热量可以获得不同的矫正变形的能力。一般情况下，热量越大矫正变形的能力越强。因此，首先要定出正确的加热位置和加热形状，如果位置错了或者加热形状不对，都不能得到预期的效果，甚至适得其反。同时要根据变形的大小来决定其加热的程度。（3）热矫正法。热矫正法也叫热调法。主要依靠机械外力，加热仅仅为了增大钢结构的塑性，可以说热矫正法是将机械矫正和火焰矫正两种方法结合起来的一种方法，提高了矫正效率，可以用来矫正车体钢结构较大的变形。热矫正法
