客車集便器污物箱外包板脫落風(fēng)險(xiǎn)分析

馬文均 熊春友 涂元超 吳浩

（1.中車成都機(jī)車車輛有限公司，四川成都 610000；2.成都磐龍機(jī)械設(shè)備有限公司，四川成都 610000）

1. 概述

2014年3月11日，中國(guó)鐵路總公司下發(fā)《關(guān)于公布客車真空集便裝置暫行技術(shù)條件和客車真空集便裝置統(tǒng)型圖紙的通知》（鐵總運(yùn)[2014]67號(hào)）文件，要求自2014年7月1日起施行。該文統(tǒng)型圖明確了集便器污物箱各外包板及安裝骨架結(jié)構(gòu)、鉚釘規(guī)格材質(zhì)及鉚接間距的要求。但在該文下發(fā)之前（2014年7月），集便器污物箱結(jié)構(gòu)均由各集便器制造單位自主設(shè)計(jì)。因此，集便器污物箱外包板安裝骨架、外包板結(jié)構(gòu)以及鉚釘材質(zhì)和鉚接方式各有不同，針對(duì)該情況，對(duì)集便器污物箱單位進(jìn)行梳理，共涉及4種結(jié)構(gòu)，主要差異在集便器污物箱骨架分布、外包板搭接方式、以及包板鉚接間距不一致。

2. 問題提出

現(xiàn)真空集便裝置進(jìn)入廠修時(shí)，基本仍是非統(tǒng)型產(chǎn)品，檢修過程中不同污物箱箱體骨架分布和外包板搭接方式有差異，入廠外觀鑒定發(fā)現(xiàn)污物箱底部外包板搭接處存在變形或者豁口的情況，有脫落風(fēng)險(xiǎn)[1]。

3. 結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)

經(jīng)梳理，2013年1月至2014年10，集便器的制造商分別有YJ實(shí)業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱YJ公司），中車HT環(huán)?？萍加邢薰荆ㄒ韵潞?jiǎn)稱“HT公司”），無(wú)錫市WL實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司（以下簡(jiǎn)稱“WL公司”）,組織上述供應(yīng)商就非統(tǒng)型集便器污物箱外包板骨架結(jié)構(gòu)及外包板結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理，共涉及8種結(jié)構(gòu)，如表1所示。

表1 污物箱制造廠家及結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)

3.1 結(jié)構(gòu)一

（1）外包板安裝骨架結(jié)構(gòu)概述：該結(jié)構(gòu)污物箱外包板安裝鋼骨架縱向上有6根鋼骨架，無(wú)橫向貫通鋼骨架，同時(shí)左右端部無(wú)鋼骨架，如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)一外包板安裝骨架結(jié)構(gòu)

（2）外包板搭接方式：下包板四邊折角，前、后、左、右包板下邊緣無(wú)折角[2]；鉚接時(shí)，前、后、左、右包板覆蓋在下包板折角外，從前、后、左、右包板下邊緣自外向內(nèi)鉚接至縱向鋼骨架上，下包板底部鉚接在集便器污物箱鋼骨架上，如圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)一外包板搭接方式

（3）鉚釘間距要求：鉚釘間距為200mm～300mm。

3.2 結(jié)構(gòu)二

（1）外包板安裝骨架結(jié)構(gòu)概述：該結(jié)構(gòu)集便器污物箱外包板安裝鋼骨架有8根縱向鋼骨架，有橫向貫通鋼骨架，且左右端部有鋼骨架，如圖3所示。

圖3 結(jié)構(gòu)二外包板安裝骨架結(jié)構(gòu)

（2）外包板搭接方式：下包板橫向（長(zhǎng)邊）2條邊有折角，縱向（短邊）2條邊無(wú)折角，前、后包邊下邊緣無(wú)折角，左、右包板下邊緣有折角；依次將前、后包板覆蓋在下包板折角外，從前、后包板下邊緣自外朝內(nèi)鉚接之鋼骨架；將左、右包板下折角兜在下包板底部，從下包板處自下向上進(jìn)行鉚接，并將下包板底部鉚接在集便器污物箱鋼骨架上，如圖4所示。

圖4 結(jié)構(gòu)二外包板搭接方式

（3）鉚釘間距要求：鉚釘間距要求為200mm～300mm[3]。

3.3 結(jié)構(gòu)三

（1）外包板安裝骨架結(jié)構(gòu)概述：集便器污物箱外包板安裝鋼骨架，有6根縱向鋼骨架，上面與底面有橫向貫通鋼骨架，左右端面布置有一橫兩縱鋼骨架，如圖5所示。

圖5 結(jié)構(gòu)三外包板安裝骨架結(jié)構(gòu)

（2）對(duì)應(yīng)外包板搭接方式：下包板橫向（長(zhǎng)邊）兩條邊有折角，縱向（短邊）2條邊無(wú)折角，前、后包板下邊緣無(wú)折角，左、右包板下邊緣有折角；下包板長(zhǎng)邊折角，鉚接時(shí)，前包板、后包板覆蓋在下包板折角外，從前、后包板自外向內(nèi)鉚接至鋼骨架，下包板底部采用不銹鋼鉚釘鉚接在污物箱不銹鋼骨架上；下包板與左、右包板鉚接方式：左、右包板下折角覆蓋在下包板底部，左、右包板下折角兜在下包板底部，從左、右包板折角處自下向上鉚接至鋼骨架，如圖6所示。

圖6 結(jié)構(gòu)三外包板搭接方式

（3）鉚釘間距要求：鉚釘間距要求為不大于150mm。

3.4 結(jié)構(gòu)四

（1）外包板安裝骨架結(jié)構(gòu)概述：該結(jié)構(gòu)集便器污物箱外包板安裝鋼骨架有4根縱向鋼骨架，兩端及底部有3根橫向鋼骨架，如圖7所示。

圖7 結(jié)構(gòu)四外包板安裝骨架結(jié)構(gòu)

（2）對(duì)應(yīng)外包板搭接方式：下包板四邊均有折角，前、后、左、右包板下邊緣均無(wú)折角；鉚接時(shí)，前、后、左、右包板依次包裹在下包板折角內(nèi)，從下包板折角處將鉚釘自外向內(nèi)鉚接至鋼骨架上，下包板底部鉚接在集便器污物箱鋼骨架上。在無(wú)鋼骨架處，外包板與外包板之間鉚釘連接方式，如圖8所示。

圖8 結(jié)構(gòu)四外包板搭接方式

（3）鉚釘間距要求：鉚釘間距要求為100mm～150mm。

4. 檢修集便器情況

針對(duì)檢修集便器污物箱，梳理來車集便器污物箱外包板鋼骨架及外包板結(jié)構(gòu)，目前進(jìn)入廠修的集便器污物箱主要涉及YJ公司和HT公司生產(chǎn)的3種結(jié)構(gòu)，具體情況如下[4-6]：

4.1 YJ公司產(chǎn)品YJWCS-10（類同結(jié)構(gòu)二）

（1）污物箱骨架結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)集便器污物箱外包板安裝鋼骨架，有6根縱向鋼骨架，上面與底面有橫向貫通鋼骨架，左右端面布置有一橫兩縱鋼骨架。骨架布置如圖9所示。

（2）污物箱外包板安裝結(jié)構(gòu)：下包板4邊無(wú)折角，前包板、后包板、左包板、右包板下邊緣均有折角；鉚接時(shí)，依次將前、后、左、右包板下折角兜在下包板底部，從下包板底部自下而上將不銹鋼鉚釘鉚接在污物箱不銹鋼骨架上，如圖10所示。

圖10 YJWCS-10污物箱外包板安裝結(jié)構(gòu)示意圖

4.2 YJ公司產(chǎn)品YJWCS-12（類同結(jié)構(gòu)一）

（1）污物箱骨架結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)類似于“YJWCS-12 ”的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)集便器污物箱外包板安裝鋼骨架有6根縱向鋼骨架，上面與底面有兩根橫向貫通鋼骨架，左右端面布置有一橫兩縱鋼骨架。詳見圖11。

圖11 YJWCS-12污物箱骨架結(jié)構(gòu)實(shí)物圖

（2）污物箱包板結(jié)構(gòu)：下包板4邊無(wú)折角，前、后、左、右下邊緣均有折角，鉚接時(shí)，依次將前、后、左、右包板下折角兜在下包板底部，從下包板底部自下而上鉚接在污物箱不銹鋼骨架上，下包板底部鉚接在污物箱不銹鋼骨架上。如圖12所示。

圖12 YJWCS-12污物箱外包板安裝結(jié)構(gòu)示意圖

4.3 HT公司產(chǎn)品BP-0（類同結(jié)構(gòu)三）

（1）污物箱骨架結(jié)構(gòu)：該集便器污物箱外包板安裝鋼骨架與統(tǒng)型圖相似，有6根縱向鋼骨架，上面與底面有2根橫向貫通鋼骨架，左右端面布置有一橫兩縱鋼骨架。骨架布置如圖13所示。

圖13 BP-0污物箱結(jié)構(gòu)實(shí)物圖

（2）污物箱外包板結(jié)構(gòu)：下包板橫向（長(zhǎng)邊）兩條邊有折角，縱向（短邊）2條邊無(wú)折角，前、后包板下邊緣無(wú)折角，左、右包板下邊緣有折角。1）下包板與前、后包板鉚接方式：下包板長(zhǎng)邊折角，鉚接時(shí)，前包板、后包板覆蓋在下包板折角外，從前、后包板自外向內(nèi)鉚接至鋼骨架，下包板底部鉚接在污物箱骨架上，如圖14所示。2）下包板與左、右包板鉚接方式：左、右包板下折角覆蓋在下包板底部，左、右包板下折角兜在下包板底部，從左、右包板折角處自下向上鉚接至鋼骨架。如圖15所示。

圖14 BP-0污物箱外包板安裝結(jié)構(gòu)示意圖

圖15 BP-0污物箱外包板安裝結(jié)構(gòu)示意圖

5. 運(yùn)用情況及結(jié)構(gòu)對(duì)比及分析

當(dāng)客車高速運(yùn)行時(shí)，污物箱受迎風(fēng)阻力部位為前包板，易受到外物打擊，在鋼骨架有橫向貫通骨架的情況下，當(dāng)前包板與下包板鉚接在不銹鋼骨架上，受打擊時(shí)不易變形更不易產(chǎn)生縫隙，若極端情況出現(xiàn)縫隙時(shí)，因存在折角兜住下包板，因此下包板不易被撕裂脫落；當(dāng)集便器污物箱下包板安裝鋼骨架無(wú)橫向貫通骨架，下包板鉚接在縱向骨架上，會(huì)有部分鉚釘直接鉚在外包板上（外包板與外包板鉚接）情況，受力狀況不良，存在受外力后外包板容易變形的可能，同時(shí)，在惡略環(huán)境下，當(dāng)下包板出現(xiàn)縫隙時(shí)，沒有被前后左右包板兜住，將會(huì)加劇包板的脫落。

通過上述分析，在運(yùn)用過程中，造成下包板脫落的可能因素有：（1）骨架沒有橫向骨架，外包板鉚接位置沒有支撐，造成鉚接位置的變形；（2）鉚釘只鉚接在縱向骨架上，在迎風(fēng)過程中容易被拉脫；（3）在下包板沒有被前后左右兜邊的情況下會(huì)加劇下底板的脫落，通過對(duì)比上述4種結(jié)構(gòu)。如表2所示。

表2 污物箱結(jié)構(gòu)及差異對(duì)比

通過上述對(duì)比，可以看出“結(jié)構(gòu)一”既沒有橫向貫通骨架，下底板又沒有被前后左右包板兜住，在運(yùn)行過程中出現(xiàn)下包板脫落的風(fēng)險(xiǎn)最大，其他3種結(jié)構(gòu)均能鉚接在橫向、縱向骨架上，或前后左右包板折角將下包板兜住，因此，出現(xiàn)下底板脫落的可能性較小。

6. 主要問題分析

經(jīng)過梳理上述非統(tǒng)型集便器污物箱外包板及骨架結(jié)構(gòu)、外包板鉚接方式，結(jié)合運(yùn)用情況分析，主要存在以下問題：

（1）部分集便器污物箱外包板安裝骨架為縱向骨架，且縱向骨架間距大于200mm，造成鉚接以后鉚釘間距在200mm以上，不符合統(tǒng)型圖紙中鉚釘間距100mm～150mm的要求；（2）部分集便器污物箱下包板與前后左右包板均沒有被折角兜邊，且外包板骨架只有縱向骨架，在外包板與縱向骨架鉚接后存在局部中空，當(dāng)異物擊打至中空部位后造成外包板變形。

7. 整改措施

（1）對(duì)集便器污物箱下包板安裝鋼骨架為非橫向貫通鋼骨架結(jié)構(gòu)的污物箱，進(jìn)行加固處理，第一方案是對(duì)污物箱外包板結(jié)合的棱邊，采用2mm不銹鋼制作防護(hù)兜架，并將該兜架依據(jù)實(shí)際尺寸焊接為整體后，鉚接在污物箱外包板安裝使用的縱向骨架上。第二方案是采用2mm不銹鋼制作角鋼，依次鉚接在污物箱外包板安裝使用的縱向骨架上，同時(shí)，制定橫向貫通鋼骨架結(jié)構(gòu)的整改方案，并結(jié)合廠修進(jìn)行整改。（2）對(duì)集便器污物箱外包板鉚釘距離大于150mm的情況，結(jié)合廠修進(jìn)行整改，增加鉚釘密度，保證鉚接效果。（3）結(jié)合廠修對(duì)集便器污物箱下包板無(wú)兜邊的情況進(jìn)行改造，確保下包板能夠被前后或者左右包邊兜住。（4）加強(qiáng)車輛日常運(yùn)用維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉚釘松脫及外包板變形、密封不良等情況，及時(shí)修復(fù)，確保車輛正常運(yùn)用。

8. 結(jié)語(yǔ)

了解集便器污物箱結(jié)構(gòu)，對(duì)集便器污物箱外包板鉚接方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)非統(tǒng)型集便器污物箱外包板脫落風(fēng)險(xiǎn)源，在檢修時(shí)對(duì)污物箱骨架、包板搭接方式、鉚釘間距的調(diào)整，通過3年的運(yùn)行使用驗(yàn)證未發(fā)生同類問題。