機車柴油機消音器安裝座定位質(zhì)量控制研究

文/王斌，孫麗華·中車戚墅堰機車有限公司

公司出口的內(nèi)走廊機車運行條件惡劣，需要在原DF 型號機車的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化改進并重新設(shè)計，特別需要針對高溫潮濕和大部分地形多變的高原環(huán)境對機車的“心臟”柴油機的影響，對機車車體架動力室（柴油機室）進行優(yōu)化提升設(shè)計。改進后，采用世界知名品牌德國MAHLE（馬勒）公司的柴油機，如圖1 所示，框架結(jié)構(gòu)模式，體積小、功率大。消音器如圖2 所示，與柴油機采用分體式結(jié)構(gòu)，安裝在車體的大頂蓋上，與柴油機進行上下對接，如圖3所示，這種對接形式對拼裝、定位、焊接變形控制是一項很大的挑戰(zhàn)。

圖1 MAHLE（馬勒）公司的柴油機

圖2 消音器

圖3 柴油機上方安裝消音器

消音器安裝座安裝在車架動力室上部的頂蓋內(nèi)，安裝座能否準確定位對于消音器能否一次安裝到位具有直接的影響。在車底架、側(cè)壁、頂蓋組裝焊接制作過程中的控制要點主要有：車底架的邊梁定位及寬度控制，大頂蓋制作的上下寬度和長度及平面度控制，側(cè)壁立柱的高度及平面度控制，車體架總成過程中側(cè)壁、頂蓋拼接定位，通過對組裝流程和焊接工藝進行剖析，確保出口機車制造質(zhì)量。消音器要求尺寸：安裝座高度尺寸（2161±2）mm（消音器座子上平面到車架地板的垂直距離）及間距尺寸（1920±2）mm，如圖4 所示。

圖4 消音器安裝座定位要求

存在的問題

機車車體架主要由車底架、側(cè)壁、大頂蓋、司機室四大部件總成拼裝而成，車體總成時會存在較大的累積誤差，造成柴油機消音器安裝座的定位精度很難達到圖紙設(shè)計要求，導(dǎo)致多次返工。大頂蓋在制作時，出現(xiàn)較大的焊接變形，造成頂蓋上下出現(xiàn)內(nèi)凹，在安裝消音器安裝座時，導(dǎo)致消音器安裝座橫向間距尺寸超差、消音器上的座孔與安裝座孔不對應(yīng)、消音器安裝座高度尺寸超差、消音器安裝座的水平面不在同一平面、消音器座子與座子之間存在間隙等。

解決措施

側(cè)壁高度控制

車體兩側(cè)側(cè)壁骨架主要由19根立柱、斜撐、斜撐扁鐵及上弦梁拼裝組焊而成，立柱與臺位之間密貼，控制好立柱下端面至槽鋼上平面高度尺寸，拼裝組焊后，各立柱、斜撐與上下節(jié)板、小梁、上弦梁外側(cè)在同一平面。

車體頂蓋制作定位要求

在確定頂蓋間壁時，頂蓋上下的寬度尺寸一定要控制在圖紙要求的范圍內(nèi)，因為到車體總成的時候，由于側(cè)壁上弦梁的強度沒有頂蓋底部的強度大，車體側(cè)壁之間的寬度會跟著頂蓋下部寬度走，所以頂蓋寬度尺寸一定要控制在范圍內(nèi)，間壁對底面垂直度不大于2mm。4 個間壁全部點焊定位后，安裝頂蓋左右兩側(cè)的支撐立柱時，每次都必須拉線，各支撐立柱的外平面應(yīng)貼靠此線，間隙不大于1mm，控制各立柱與間壁拱側(cè)梁在同一平面。

特別強調(diào)：在定位安裝頂蓋動力室內(nèi)左右各5 根頂蓋的支撐立柱時，如圖5 所示，上下各間距一定要控制在400mm，同時每根立柱安裝定位時必須與胎位面垂直，否則到總成時，靠模上的10 只消音器座子與頂蓋上10 根支撐立柱對應(yīng)不上，返工的難度非常大，而且還要影響頂蓋的外觀質(zhì)量以及車間的生產(chǎn)節(jié)點。在兩側(cè)上弦梁定位后，要先在動力室安裝兩根可拆彎梁，控制車頂上部寬度尺寸，組裝間隙不大于2mm，錯邊量不大于1mm。頂蓋兩側(cè)的支撐立柱全部點焊定位后，必須在兩根可拆彎梁之間再加撐一根防止上弦梁焊接后內(nèi)凹的工藝撐管，如圖6 所示，控制車頂上部寬度尺寸，然后才能有序、對稱地進行焊接。

圖5 支撐立柱安裝

圖6 可拆彎梁之間加撐工藝撐管

車底架尺寸要求

車體總成組裝焊接要求

車體架總成時，首先要側(cè)壁定位，要以車底架上的中心為基準，左右側(cè)壁的中心與車底架的中心對齊，然后各立柱定位，并且用垂線測量側(cè)壁各立柱的垂直度，立柱與車架上平面的垂直度不大于1.5mm，確保側(cè)壁定位寬度與車底架寬度一致。要特別注意兩側(cè)壁立柱的定位，立柱下端車架邊梁面至槽鋼上平面高度尺寸為，如出現(xiàn)兩側(cè)側(cè)壁高度不同，會直接影響消音器座子的定位高度，同樣也會影響上頂蓋的密封性。

其次是大頂蓋的定位，頂蓋的中心要與側(cè)壁上的中心對齊，確保車底架、側(cè)壁、頂蓋在同一條中心線上，同時頂蓋的底梁要與側(cè)壁上弦梁接平，頂蓋側(cè)壁底梁與側(cè)壁上弦梁間隙不大于2mm，確保上下寬度尺寸一致。車頂與側(cè)壁的焊接要求車頂與側(cè)壁上弦梁內(nèi)側(cè)焊縫為a2 12×50（50），焊接時需2 人同時對稱從車體中部向兩端焊接。

側(cè)壁與頂蓋焊接完成后，就可以把消音器座靠模吊到車架的動力室進行定位，靠模定位原則上應(yīng)該根據(jù)車底架上的橫向和縱向標記進行定位，但到車架總成時由于各大部件的累積誤差，車底架的橫向中心與頂蓋中心會出現(xiàn)偏差，所以，在對柴油機消音器座的靠模進行定位時，車架橫向中心只作為定位參考，頂蓋上的立柱及車架縱向中心要作為主定位依據(jù)。從動力室和電機室兩端中心標記為基準，靠模的兩端縱向中心與拉線重合在一條直線上，如圖7 所示?？磕M向和縱向定好位置后，就要確定消音器座的高度，由于車體內(nèi)部安裝的附件較多且車底不平，使靠模放置不平，所以在靠模四角部位增加了4 個可以調(diào)節(jié)高度的螺桿，如圖8 所示，上下高度可以根據(jù)需要進行調(diào)整，確保頂蓋內(nèi)兩側(cè)的消音器安裝座上平面在同一高度。

圖7 靠模縱向中心定位

靠模的橫向與縱向以及高度確定好后，對消音器座子進行定位安裝，確保所有縱向座子間孔中心尺寸400mm，橫向座子孔間尺寸（1920±2）mm，再一次檢查測量必須控制的尺寸（座子高度、左右間距、寬度、座子平面等），所有尺寸均達到圖紙要求后即可進行點焊。如圖9 所示，采用雙面和四邊點焊，在焊接座子折邊件連接焊縫時，因折邊件是2.5mm 的薄板，因此焊接電流要小，選擇焊絲直徑為1.2mm，焊接速度要快，防止焊接區(qū)域溫度過高產(chǎn)生變形；在座子和附件焊接時，焊接作業(yè)人員要均衡分散，同時采用對稱焊接，防止和盡量減小在焊接過程中產(chǎn)生變形，確保大頂蓋內(nèi)柴油機消音器安裝座的所有尺寸都能達到圖紙要求。通過工藝措施的改進，消音器安裝座定位質(zhì)量得到了很好的保證，如圖10 所示。

圖9 座子焊接定位

圖10 消音器座安裝達到工藝要求

結(jié)束語

通過以上措施，對車體架大頂蓋內(nèi)的柴油機消音器安裝座進行精確定位并實施焊接，從消除返工到提質(zhì)轉(zhuǎn)變，有效控制了柴油機消音器安裝座的整體定位質(zhì)量問題，提高了機車的整體質(zhì)量和工作效率，為公司制造精品機車打下了良好的基礎(chǔ)。