淺談車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)垂向加載工裝設(shè)計(jì)與裝配

任玉鑫，高超，康興東

（青島四方車輛研究所有限公司中鐵試驗(yàn)，山東 青島 266031）

車體垂向試驗(yàn)工裝主要功能是在車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，施加模擬車內(nèi)的設(shè)備以及載重的重量。我所車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)拆遷后，已有的垂向加載試驗(yàn)工裝不能在現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)上使用，一般采用沙袋模擬車內(nèi)設(shè)備及其載重的重量。采用沙袋加載，勞動(dòng)強(qiáng)度大、試驗(yàn)效率低，而且達(dá)不到5S管理的要求。

1 垂向試驗(yàn)工裝簡(jiǎn)介

1.1 已有垂向試驗(yàn)工裝簡(jiǎn)介

已有試驗(yàn)工裝主要有橫向梁、吊拉螺栓、連接裝置等組成，施加在車內(nèi)的垂向反作用力通過吊拉螺栓和連接裝置作用在地面的專用軌道上，如圖1。

圖1

1.2 新型垂向試驗(yàn)工裝簡(jiǎn)介

新型試驗(yàn)工裝主要有橫向梁、吊拉螺栓、連接裝置、組合半圓等組成。試驗(yàn)臺(tái)拆遷后，試驗(yàn)臺(tái)坐落在滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上面，無(wú)法在地面上固定垂向加載反作用力的軌道。施加在車內(nèi)的垂向反作用力通過吊拉螺栓和連接裝置作用在試驗(yàn)臺(tái)縱向橫梁上，以試驗(yàn)臺(tái)縱向梁的自重和配重（用砝碼）抵消車內(nèi)垂向載荷的反作用力。圖2為新型試驗(yàn)工裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 新型試驗(yàn)工裝結(jié)構(gòu)示意圖

2 強(qiáng)度校核

2.1 橫向梁強(qiáng)度校核

橫向梁選用150mm×150mm×8mm的方管，材質(zhì)為Q235，2個(gè)吊拉螺栓的中心距是4300mm，千斤頂距吊拉螺栓的距離是1075mm，最大設(shè)計(jì)載荷6t。

假設(shè)橫向梁是一簡(jiǎn)支梁，如圖3、4。

圖3 橫向梁受力簡(jiǎn)圖

圖4 彎矩圖

查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，150mm×150mm×8mm的方管截面模數(shù)為：Wx=Wy=188.25cm3

smax=M/Wx=(FL/8)/Wx=168MPa＜235MPa

所以，橫向梁的強(qiáng)度滿足要求。

2.2 吊拉螺栓強(qiáng)度校核

吊拉螺栓采用M30的螺桿，其截面積是：

S=π(D/2)2=3.14×(30/2)2=706.5mm2

s=(F/2)/S=41.6MPa＜235MPa

所以，吊拉螺栓的強(qiáng)度滿足要求。

2.3 連接裝置強(qiáng)度校核

連接裝置由截面為160mm×20mm兩塊鐵板焊接在一起，下方連接處開了M30的孔。對(duì)于單塊板材，其最小截面面積為：

S=(160-30)×20mm2=2600mm2

應(yīng)力為：s=(F/2/2)/S=5.7MPa＜235MPa

所以，連接裝置的強(qiáng)度滿足要求。

3 裝配前準(zhǔn)備工作

（1）借閱裝配用圖紙、裝配工藝，弄清各零件間的裝配關(guān)系。

（2）清理裝配場(chǎng)地和確定零件擺放處。

（3）根據(jù)裝配圖及技術(shù)文件清單清點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件及裝配所需的零件，以確定是否具備裝配條件。

（4）檢查零件、部件。

（5）檢查零件是否有碰、劃傷，如有輕微劃傷，在不影響使用的前提下，要經(jīng)技術(shù)質(zhì)量部的技術(shù)人員進(jìn)行認(rèn)可。

（6）裝配前應(yīng)將零件上的鐵屑、旱渣、毛刺、銳邊清除干凈。

（7）裝配應(yīng)嚴(yán)格按工藝要求執(zhí)行，有問題及時(shí)與技術(shù)員聯(lián)系。

4 車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)垂向加載工裝組裝

熟悉車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)垂向加載工裝裝配圖和工藝，了解裝配關(guān)系以確定零件裝配順序。

客車的位置要在靜強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)中央，以確定垂向加載工裝的位置。在靜強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)上安裝支撐桿，搭建支架，以防止垂向加載工裝對(duì)車體的傷害。把杠桿圖紙（尺寸4500mm×150mm×150mm）厚度為10mm，安裝在客車窗戶的中央，調(diào)整離窗戶前后左右的距離。 根據(jù)杠桿的位置把吊拉卡子安裝到靜強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)m300絲杠上。

把吊拉裝置跟支撐桿吊拉卡子連接在一起，成為一體。在車體內(nèi)把枕木搭建構(gòu)件擺放合理，使車體能均勻加載，在枕木上擺放油壓千斤頂。進(jìn)行預(yù)加載荷，以觀察垂向加載工裝的工作情況，根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整，檢查各部件的連接情況。

5 結(jié)語(yǔ)

車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)垂向加載工裝優(yōu)點(diǎn)：

（1）對(duì)客車車體無(wú)接觸，確保車體不被損傷。

（2）安裝方便，提高試驗(yàn)效率。

（3）試驗(yàn)的數(shù)值更加準(zhǔn)確，提高試驗(yàn)精度。

（4）垂向加載工裝在試驗(yàn)中調(diào)整方便。

（5）具有安全性。