附加侧板

附加侧板（共6篇）

附加侧板 篇1

摘要：目的 研究分析更换髓内钉和保留髓内钉、附加侧板治疗股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连的疗效。方法选择2005年1月-2014年1月我院接诊治疗的30例股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连患者进行研究分析。依照随机数表法, 随机均分为观察组和对照组。观察组患者采用更换髓内钉的方法治疗, 对照组患者则实施保留髓内钉、附加侧板的治疗方法。手术后对患者的临床基本指标和术后恢复指标进行统计分析, 然后对患者进行1-3年的随访, 记录分析患者的疗效。结果 观察组患者的手术患者出血量、手术中输悬浮红细胞量、手术时间、影像学骨愈合时间和临床检查骨愈合时间均明显高于对照组患者, 差异均有统计学意义 (P<0.05) 。观察组患者的治疗效果的总优良率 (86.67%) 显著低于对照组患者的疗效总优良率 (100%) 。两组患者的总优良率比较差异有统计学意义 (P<0.05) 。结论 通过保留髓内钉、附加侧板治疗股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连, 疗效优良, 手术操作简单, 术中出血量低, 时间短, 比更换髓内钉这一治疗方法好, 值得临床推广应用。

关键词：更换髓内钉,保留髓内钉,非感染性骨不连

现代社会, 骨科疾病严重危害着患者的身心健康和生活质量[1]。在骨科疾病中, 对于较常见的股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连的临床治疗方法有很多种, 当下临床治疗主要选择更换髓内钉这一方法对患者进行治疗, 但是治疗效果并不显著[2]。因此为了研究更换髓内钉和保留髓内钉、附加侧板这两种方法的疗效。本研究中通过我院接诊治疗的30例股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连患者进行研究, 分析两种术式的疗效, 现报道如下。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选择2005年1月-2014年1月我院接诊治疗的30例股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连患者进行研究分析。依照随机数表法, 随机均分为观察组和对照组。观察组15例患者中男9例, 女6例, 骨折年龄为24~59岁, 平均年龄为 (43.20±4.18) 岁。其中右侧骨折8例, 左侧骨折7例。对照组15例患者中男7例, 女8例, 骨折时候年龄为22~58岁, 平均年龄为 (40.18±3.76) 岁。右侧骨折6例, 左侧骨折9例。两组患者的年龄、性别、患病原因和程度等一般资料无显著性差异 (P>0.05) , 具有可比性。

1.2 方法

所有患者入院治疗后, 均给予常规普通的护理干预措施。然后对观察组患者实施更换髓内钉手术:对患者进行麻醉后, 然后取健侧卧位。接下来通过原来的切入口将患者的髓内钉取出来, 然后通过仪器对患者的骨不连区域进行监视, 将患者髓腔内的纤维软骨和硬化骨破坏掉后, 通过软性扩髓钻进行扩髓, 从9 mm开始, 然后依次逐步递增0.5 mm, 扩髓动作要缓慢, 看到骨组织后, 扩大患者髓腔到12~14 mm, 要比更换的髓内钉的直径大1.5~2.5 mm, 避免更换出现不稳定现象。接下来测量顺行和逆行髓内钉的相关数据, 对顺行髓内钉的更换要注意髓内钉近端应与大粗隆顶点保持平齐。更换逆行髓内钉时, 注意髓内钉的长度要与股骨踝间切迹旁1 cm到小粗隆上端的距离一样。最后对于骨折端的间隙则用松质骨进行填充。对于对照组患者则进行保留髓内钉、附加侧板的方法治疗:同样麻醉后, 取仰卧位进行手术。然后从股骨外侧的部位切口进入, 在骨膜下分离暴露骨折端的外侧, 要注意分离暴露时尽量降低范围。然后对患者的纤维组织、硬化骨进行彻底的清理, 同时将骨折端外侧修平。然后将不同标准的侧板放在骨干的外侧, 为了增加骨干和骨块之间的距离, 放置侧板时注意粉碎骨块。接下来通过3~4 mm的克氏针钻、螺钉和侧板对患者进行固定, 最后通观察组患者一样将对患者进行植骨。手术后对所有患者进行3年的随访。

1.3 观察指标

治疗后对患者的临床指标和术后恢复等指标进行统计分析, 然后对患者进行3年随访统计疗效。

1.4 统计学方法

所有数据采用SPSS 17.0进行统计分析, 计数资料的比较采用χ2检验, 等级资料的比较采用秩和检验进行, 以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者的临床指标和术后恢复情况分析

观察组患者的手术出血量、手术中输悬浮红细胞量、手术时间、影像学骨愈合时间和临床检查骨愈合时间均明显高于对照组患者, 差异均具有统计学意义 (P<0.05) , 见表1。

2.2 两组患者随访疗效分析

经过对所有患者进行3年的随访调查发现:观察组患者的治疗效果的总优良率 (86.67%) 显著低于对照组患者的疗效总优良率 (100%) 。两组患者的总优良率比较具有有统计学意义 (P<0.05) , 见表2。

3 讨论

在骨科疾病中, 骨折主要是因为患者身体受到外部的强力撞击, 因此患者的情况相对复杂[3,4]。对骨折的临床治疗当中, 目前主要是通过固定, 添加髓内钉固定等方法。但是同时也因为各种原因会导致患者产生骨不连的症状。

相关研究表明, 对于股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连的病症来说, 通过保留髓内钉、附加侧板治疗可以使患者在更高质量临床治疗和术后恢复[5]。本研究表明:通过更换髓内钉治疗的患者的手术患者出血量、手术中输悬浮红细胞量、手术时间、影像学骨愈合时间和临床检查骨愈合时间均明显高于采用保留髓内钉、附加侧板治疗的患者, 因此通过后者治疗, 患者能更好的康复。相关文献指出:通过更换髓内钉和保留髓内钉、附加侧板治疗两种方法治疗股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连, 通过保留髓内钉、附加侧板治疗的方法可以使患者得到良好预后[6]。本研究指出:更换髓内钉患者的治疗效果的总优良率 (86.67%) 显著低于保留髓内钉、附加侧板患者的疗效总优良率 (100%) 。

本研究结果显示, 通过保留髓内钉、附加侧板治疗股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连症状可以使得临床指标、术后恢复情况和疗效总优良率均明显优于采用更换髓内钉治疗的患者。

综上, 通过保留髓内钉、附加侧板治疗股骨干骨折髓内钉固定术后非感染性骨不连, 疗效优良, 手术操作简单, 术中出血量低, 时间短, 比更换髓内钉这一治疗方法好, 临床建议使用。

参考文献

[1]李建刚, 王磊, 董喆, 等.髓内钉与钢板内固定治疗胫骨远端关节外骨折的Meta分析[J].中国组织工程研究, 2013, 34 (48) :8361-8367.

[2]马业涛, 宋世锋, 肖海涛, 等.旋入髓内钉与交锁髓内钉治疗成人股骨干骨折疗效分析[J].中国矫形外科杂志, 2011, 19 (10) :797-800.

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[4]陈庆雄, 蒋家正, 李雄杰, 等.钢板与髓内钉固定治疗股骨干骨折术后钢板内固定失败的效果比较[J].广东医学, 2013, 34 (20) :3133-3135.

[5]刘昌海, 王占朝, 陆骅, 等.经皮锁定钢板与传统解剖钢板内固定治疗胫骨下段骨折的比较[J].中国组织工程研究, 2014, 12 (17) :2703-2708.

[6]关浩.交锁髓内钉治疗胫骨骨折术后再骨折的疗效[J].中国老年学杂志, 2013, 33 (16) :4053-4054.

挖掘机动臂侧板裂纹的修复 篇2

1. 产生裂纹的原因

挖掘机动臂侧板产生裂纹的原因包括:原焊缝本身有气泡、夹渣和微小龟裂,在挖掘机超负荷工作时,原焊缝处会产生微小裂纹并慢慢扩大;焊接时焊条与板材的性能不符而产生裂纹;因挖掘机动臂体积较大,难以采用可靠有效的加热保温措施,焊后未能彻底除去焊缝周边母材淬硬区,导致焊缝强度下降;挖掘机作业过程中振动冲击较大,焊缝处受力不均使焊缝开裂。

2. 修复方法

焊前准备工作:用手砂轮将原焊缝裂纹处的油污、油漆、锈蚀等清除干净。用气刨机将焊缝裂纹刨割掉,刨割至侧板的本体,并将以往焊接的母材淬硬区清除干净。刨割后用角砂轮将切口打磨平整(内侧接口打磨出V形坡口),清洗、粉色检查后,确认裂纹已全部找到并清除干净。

根据现有维修条件,选用φ5 mm型号为E5015(J507)或E5016(J506)焊条,在350℃温度下烘烤2 h,再在100℃保温,防止焊条吸潮,随用随取;焊接电流190～230 A。由于挖掘机侧板厚度较大,焊接前应将焊接的部位预热至150～250℃;在焊接过程中,可采用分段、对称、倒退法施焊;在焊缝冷却过程中应不断用手锤对焊缝金属进行敲击,以消除应力;在侧板转角处施焊时,为避免、起落弧缺陷,宜连续施焊,以改善连接处的受力状况。

焊接结束后,彻底清除飞溅物、焊渣和焊瘤等,焊缝余高不得大于2.5 mm。对焊缝进行磁粉探伤检查,不允许有裂纹等缺陷。

3. 防焊缝锈蚀措施

将焊缝彻底打磨、除锈并涂以防锈漆。在挖掘施工现场,对于已有的锈蚀焊缝,可根据实际情况选择手工除锈,缺点是工人劳动强度较大,人工费用较高;亦可采用酸洗除锈方式,即以有机酸为主要基料,配以缓蚀剂、表面活性剂、除锈剂、防锈剂和成膜剂等复合材料,调制成具有除锈、防锈和底漆功能的酸洗溶液,通过清洗达到除锈和防锈目的。

冰箱侧板无废料切断弯曲模设计 篇3

冰箱侧板由0.5mm的冷轧薄钢板在专用生产线上经过冲压、辊轧等多道工序成型, 属大批量生产件。图1所示, 拼装形冰箱侧板在其中一道生产工序中需要将成型后的侧板中间切断分离, 并将分离处两侧的板料向上弯曲成型, 形成冰箱的左、右两个侧板。传统冲切工艺是在冰箱侧板的分离部位增加8mm宽的工艺余量, 然后通过模具切除掉这部分余量以分离侧板, 继而再进行弯曲成型。这种工艺造成了原材料的浪费。为此, 设计了新结构形式的冲切模具, 实现了侧板无废料切断弯曲, 达到了降低成本的目的。

2 模具结构与工作过程

无废料切断弯曲模用于侧板生产线上专用的龙门式冲压机架上。模具结构如图2所示, 主液压缸5固定在龙门上梁并通过连接座6与上模板10连接, 冲切液压缸3利用支柱固定在上模板上并通过连接座4与上切刀座9连接, 上切刀座9可在上模12中上下滑动。下模板14固定在床身机架上, 下液压缸7利用支柱固定在下模板14上并与下切刀座16连接, 下切刀座16可在下模13中上下滑动。

模具开启状态如图2 (b) , 模具工作时主液压缸5带动整体上模部分下行, 通过上模12压紧板料后冲切液压缸3工作, 带动上切刀11下行, 与下切刀15配合完成切断分离板料的工作, 如图2 (c) 所示。切断时托板17限制下切刀座16的位置, 承受冲裁力, 避免对下液压缸7的冲击损害。冲切液压缸3将上切刀座9提升后, 下液压缸工作, 带动下切刀座16上行, 与上模12配合完成板料的弯曲成型。各液压缸回位完成一个工作行程。

3 模具设计要点及注意事项

(1) 模具设计时, 上、下切刀的冲裁间隙取0.02~0.03mm。上、下切刀座与上、下模的配合间隙应保持H7/h6间隙配合。因为下切刀座16与下模13的配合面较短, 所以增加4 根小导柱20进一步保证下切刀座的运动精度。

1.导柱2.导套3.冲切缸4.冲切缸连接座5.主液压缸6.主液压缸连接座7.下液压缸8.轴承9.上切刀座10.上模板11.上切刀12.上模13.下模14.下模板15.下切刀16.下切刀座17.托板18.齿轮19.齿条20.小导柱21.小导套

(2) 上模的槽口尺寸决定了弯边高度的尺寸精度。计算展开长度时应充分考虑成型间隙和方式对材料弯曲中性层的影响。

(3) 更换上模的局部镶块, 可满足不同宽度冰箱侧板的切断弯曲。

(4) 上切刀的冲裁力由两个液压缸提供, 在结构设计上用连接成一体的两组齿轮18、齿条19保证其运动的同步性。

(5) 弯边角度的回弹通过上、下模压紧板料面的负角度值α予以抵消, 满足角度精度要求, 如图3所示。

(6) 必须合理选用、调整各液压缸的行程并给予限位, 避免调试时对模具的损害。

4 结语

经生产验证, 无废料切断弯曲模结构设计合理, 冲裁力较原冲切方式减少一半, 动作平稳、可靠。生产出的零件完全满足客户要求, 产品精度高且质量稳定, 提高了材料利用率和生产效率, 降低了生产成本, 给企业带来了较好的经济效益。

参考文献

[1]王孝培.冲压手册[M].北京:机械工业出版社, 2000.

附加侧板 篇4

1. 油封槽加工方法

(1)数显控制补偿法

在卧式镗床上采用数显控制法加工该侧板油封槽的具体方法如下:

先将侧板上2个Φ150mm通孔加工到图纸要求尺寸,再加工Φ180mm通孔。此时卧式镗床主轴中心线、Φ180孔和将要加工的油封槽中心线重合,即主轴X、Y坐标点与Φ180mm通孔圆心完全一致。

镗削Φ180mm通孔中的油封槽之前,先按照图纸要求(见图1)计算出油封槽深度a,并通过试切找正工件端面,以确定Z方向进刀值(Z方向进刀值即油封槽宽度Z)。油封槽形状如图2所示。

1.压刀螺钉2.工件3.刀具4.刀杆

使主轴处于自由状态,并使刀尖朝下,利用镗床上的数显装置,使主轴沿机床Y坐标向上移动Y值,再使主轴沿机床Z坐标移动Z值,使刀具前刀面到达图2所示油封槽A点切削位置。操纵主轴旋转,同时使刀具沿Y向上进给,切削A点油封槽(见图2剖视图中交叉线部位)。若油封槽较深,应分多次镗削,最终达到油封槽深度要求。

加工过程中,使用深度尺检验油封槽深度a值,直到a值检验结果符合图纸要求,则A点处油封槽即完成加工。A点位置油封槽完成加工后,使主轴旋转处于自由状态,并使刀尖朝下,使用镗床上的数显装置,使主轴沿机床Y坐标向下移动Y值,再使主轴中心回到Φ180mm通孔中心位置。此时主轴Z方向未动,采用手动方式旋转主轴使刀尖朝上后,锁住主轴旋转自由度,再使主轴沿Y方向继续向下移动Y值,进入B点预定切削位置。操纵主轴旋转,切削B点油封槽。此时油封槽切削深度控制方法同A点油封槽。油封槽切削方法如图3所示。

1.紧固螺栓2.镗杆3刀架4.滑块5.花盘6.刀具

以同样方法按照坐标位置,使主轴先回O点,然后沿机床X方向移动X值,加工出C、D点位置单边油封槽孔(见图2剖视图中交叉线部位)。

上述4点加工完成后,使主轴回到Φ180孔中心O点位置,刀具对至已加工过的某一点单边油封槽(参见图3)。松开刀杆上的压刀螺栓,敲击刀具使刀具切削半径增大,然后锁紧压刀螺栓,紧固刀具。主轴旋转,镗削油封槽孔剩余部位,直至将整个油封槽加工成一个圆形槽为止。

采用此方法加工油封槽的优点是不需要采用专用装备,就可实现在镗床上加工油封槽,具有经济性好的特点。缺点是生产效率低,只适于少量加工。

(2)平旋盘加工法

采用平旋盘加工法的前提条件是卧式镗床上必须带有平旋盘装置。卧式镗床平旋盘装置由紧固螺栓1、镗杆2、刀架3、滑块4、花盘5、刀具6组成,如图4所示。采用平旋盘加工法加工该侧板油封槽的具体方法如下:

首先,使用卧式镗床主轴加工完成Φ180mm通孔后,去掉镗杆,使主轴退回主轴孔内。此时主轴只能沿Z坐标移动),而X、Y坐标不动。

其次,挂上平旋盘挡位,使滑块4可沿花盘径向内、外移动。在滑块4上安装刀架3、镗杆2及磁力百分表。旋转花盘5,用百分表校正刀具切削回转中心与Φ180mm通孔中心重合,达到油封槽与Φ180mm通孔之间同轴度精度要求。若存在同轴度误差,则调整刀架3在平旋盘上的位置,直到刀具切削回转中心与Φ180mm通孔中心重合为止。

最后,在镗杆上安装刀具6,操纵平旋盘上的刀具6向Z坐标方向进刀,使刀具到达图2所示Z值位置后,操纵花盘旋转进行切削。切削过程中,采用手动或自动方式使滑块做径向进给以切削油封槽,直到油封槽尺寸符合图纸要求为止。

采用平旋盘加工法具有加工效率高、加工精度容易控制、质量稳定性好、不需要采用特殊刀具等优点。没有平旋盘的镗铣床则无法采用此种加工方法。

(3)专用刀具法

对于没有平旋盘的镗铣床,又要以较高效率加工该侧板时,采用专用刀具不失为一个较好的方法。镗削油封槽专用刀具由燕尾刀排1、滚花螺杆2、开口座3、紧固螺钉4、刀杆5、刀具6、压刀螺钉7、紧固螺钉8组成如图5所示。

使用前先将滚花螺杆2上的螺纹部分与可调式燕尾刀排1上的螺孔旋合,并使凸台能卡在开口座3的缺口中。将燕尾刀排1安装在刀杆5上,并用紧固螺钉8紧固,开口座3通过紧固螺钉4固定在刀杆5上。刀具对好尺寸后,用压刀螺钉7将其固定在燕尾刀排1上。

刀具装配并校正好以后,先用此刀精镗Φ180mm通孔,再移动主轴,以Z坐标方向进刀至图2中所示的切削位置(即图2中Z处),主轴以低速旋转,拧动滚花螺杆2。此时燕尾刀排1将产生径向移动,从而实现刀具径向进给动作,即可一次加工出油封槽。

1.燕尾刀排2.滚花螺杆3.开口座4.紧固螺钉5.刀杆6.刀具7.压刀螺钉8.紧固螺钉

该方法简单实用,刀具容易制作,不需要采用特殊设备即可在镗床上以较高的生产率、保质保量加工油封槽。其缺点是加工过程中需要用手拧动滚花螺杆,才可实现刀具进给,因而安全性较差,只可在主轴低速旋转时进行油封槽加工。

2. 工艺要求

(1)刀具结构

侧板油封槽无论采用上述何种加工方法,一般均采用成型刀进行加工。该成型刀可采用专用切槽刀,也可用普通切断刀改磨而成,其结构如图6所示。为使刀具锋利、切削轻快,其前角可定为3°～5°,在后刀面不与工件产生摩擦干涉的前提下,后角应尽可能小,以保证刀具具有足够的强度。刀具的其他角度如图6所示即可。由于工件材料为Q235A型号钢材,为使切削时断屑容易,应在前刀面磨有较深的断屑槽。

(2)切削参数选定原则

由于切槽刀强度较低,因此无论采用何种加工方法加工油封槽,均应选择较小切削参数值。数显控制法采用断续切削、专用刀具法采用手动进刀,加工油封槽时应选择较小的切削参数值,具体参数值可通过试切来确定。

附加侧板 篇5

1. 局部更新原因

(1)局部损坏严重

该自卸车使用多年,其厢斗产生严重磨损,加上被铲斗和岩石冲撞,其侧板局部产生严重变形和多处断裂,导致该厢斗无法继续使用。

(2)存在设计缺陷

厢斗侧板板材厚度较薄,侧板较长、较高,侧板外侧2根U形梁中间没有拉筋,造成其抗冲击性较差,局部产生变形和开裂。

2. 确定修复方案

若购置新的侧板总成供货周期长、成本高、工作量大。而采取局部更新方法修复侧板,则周期短、成本低、工作量小,且修复后不影响使用。

为了缩短修复周期、保证生产需求、降低维修成本,我们决定对厢斗侧板进行局部更新。主要措施如下:挖补侧板损坏部位,在侧板外侧2根U形梁中间增设方柱拉筋,以增强侧板抗冲击能力、提高侧板使用寿命。

3. 修复方法

(1)切割损坏部位

切割之前,清理侧板切割部位的泥土杂质,划切割线。由于侧板外侧有2根U形梁,内侧板不能一次性完成切割,应按照先里后外、先板后梁、先下端后两侧的顺序进行切割。应将侧板切割成细条形,以便取下。侧板下端要切割到底部U形梁的中间部位,侧板完成切割后切割厢斗顶部大梁。为了避免应力集中,切割顶部大梁与侧板的后端时,切割缝不能成一条竖线,至少错开200mm,厢斗侧板和顶部大梁切割情况如图2所示。

使用氧乙炔或气刨切割过程中,应合理安排切割顺序。一定要切割通透,避免粘连。切割时要注意受力部分的切割顺序和操作人员站位,避免相邻部分结构的损伤。要配合使用起重机吊住被切割部位,避免钢板弹伤或跌落砸伤操作人员。要清理干净工作场地下方易燃易爆物质,防止发生火灾。由于厢斗巨大,在高空切割和焊接侧板时要搭设工作平台,操作人员应佩戴安全带和安全帽,以防止高空坠落。

(2)板材下料

厢斗顶部大梁要使用具有良好的塑性韧性和抗冲击性的16Mn钢板,板材厚度为12mm,采用半自动火焰切割机下料。厢斗顶部大梁截面一侧为直角形,另一侧为钝角加圆弧形,可使用折弯机折弯,如图3所示。侧板也使用16Mn钢板,采用割炬切割下料。为了提高侧板的抗冲击性,其板材厚度由原来的6mm增加至10mm。

由于折弯机折弯长度有限,顶部大梁可按拼接方法下料。切割板材时,要保证其前端平直,以保证装配精度和焊接质量。

(3)制作辅助工具

焊接过程需要自行制作一些辅助工具,如吊环、7字码、压缝楔铁等,具体如下:

吊环吊环用于吊装新的侧板与大梁,使用厚度为16mm的Q235普通碳钢制作,数量为8件,具体尺寸如图4所示。

7字码7字码主要作用是调整焊缝间隙,保证焊件的装配质量。7字码分为大、小2种,使用厚度为20mm的Q235普通碳钢制作,(严禁使用脆性材料)。制作1件大号7字码,具体尺寸如图5a所示;制作4件小号7字码,具体尺寸如图5b所示。

压缝楔铁压缝楔铁的作用是配合小7字码调整焊缝间隙。使用厚度为40mm的普通Q235碳钢制作2件压缝楔铁,具体尺寸如图6所示。

(4)焊接顶部大梁

由于厢斗放置在室外,厢斗顶部大梁要使用吊车组对点焊。将吊环焊接在大梁上,再用吊车将大梁吊起进行组对。焊接厢斗顶部大梁时,要先用点焊定位前端立缝、再点焊定位后端立缝。如果新、旧件不在一个平面上,要用7字码进行调整。厢斗顶部大梁两端间隙控制在0～5mm,以保证焊透。组对过程中,如果有不合适的地方可利用气刨或氧乙炔焊炬修理,直到位置合适后再由人工对齐并进行微调。顶部大梁组对点焊情况如图7所示。

要确保新制作顶部大梁与中部旧梁的平行度,待大梁位置调好以后,进行点焊定位。点焊定位时要对称焊,防止变形。定位点焊后,再进行正式焊接。由于顶部大梁较长,焊接过程中随时可能产生变形,因此应适时对其进行调整,以确保装配精度。

(5)焊接侧板

在新制作每块侧板的两侧各焊接1个吊环(2块侧板共焊接4个吊环),以便吊装和组对定位。侧板组对点焊定位时,先使用吊车将侧板吊起,再调整侧板位置。组对点焊定位顺序为先里后外、先上下后左右。调整侧板内侧时,先将侧板插入新制作顶部大梁内侧,再调整其他位置。若焊缝间隙较大,使用7字码和压缝楔铁调整焊缝。调整外侧之前,先将组对好的内侧上、下分段焊接一部分,焊缝长度为100mm。调整侧板外侧时,若侧板与中部旧梁间隙较大,要使用千斤顶和7字码缩小该间隙,达到适于焊接的间隙(0～5mm)。将侧板调整到最佳位置后,先定位、点焊其上、下两端水平焊缝,再定位、点焊左、右两端竖焊缝,最后进行正式焊接。焊接完成后,将4个吊环割除。侧板组对点焊情况如图8所示。

组对定位、点焊过程中,若侧板板材存在不合适的部位,使用氧乙炔火焰切割修理直到合适为止。待侧板全部焊完后,用氧乙炔火焰割炬在每侧侧板上各割出2个吊装孔。吊装孔直径为165mm,吊装孔圆心距顶部大梁底部的垂直距离为130mm,距厢斗前护板的水平距离为750mm。吊装孔切割后,为增加强度,在每个吊装孔外侧焊接1个套圈(与吊装孔同心),套圈的具体尺寸为:内径为175～180mm,外径为195～200m,板厚为20mm。

(6)焊接方形拉筋

侧板焊接完以后,使用吊车翻转厢斗。选用焊接性和强度较好、厚度为8mm的16Mn钢板制作6件方柱形拉筋(每个侧板3件),焊接在侧板外侧2个大梁之间,以增加侧板刚性,提高侧板抗冲击能力。方柱形拉筋下料后,使用折弯机将其折成槽钢形,再组焊为方形柱。方形柱拉筋成品高510mm,边长150mm,其尺寸如图9所示。

方柱形拉筋下料时,将所需钢板切割为两等分,以便折弯机折成槽钢形。

4. 焊接工艺

(1)焊接方法

焊接顺序为:先焊接厢斗顶部大梁,再焊侧板。接头焊缝形式为对接焊缝和角焊缝。焊层层间温度控制在100℃以下,以防温度过高造成焊缝塌陷。为了使厢斗两侧受力均匀、减少焊接变形,焊接时采用多层、多道、双人对称焊接方法。焊接厢斗顶部大梁时,要先焊竖缝焊接侧板时,要先焊横缝、再焊竖缝。长焊缝要分段施焊,每段长度为50～100mm。

定位焊缝是正式焊缝的组成部分,它的质量会直接影响正式焊缝的质量。定位焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷。定位焊缝的焊接电流要比正常焊接时大15%～20%,收弧时要填满弧坑,以防止产生弧坑裂纹。定位焊缝应距设计焊缝端部30mm以上,其长度为50～100mm,定位焊缝的间距为400～600mm,角部定位焊缝的焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的1/2。焊接时,每焊完一层都要用风铲或渣锤将熔渣清理干净,要做好防风措施,如不慎出现气孔或夹渣,要停止施焊,利用气刨机将气孔和夹渣清理干净再继续施焊。

(2)焊接设备

厢斗为厢形结构,角焊缝较多。根据母材化学成分和焊接性能,选择型号为Miller Dimen Sion.TM.812埋弧焊机,选用型号为LW-81Ni1的焊丝,选用型号为ZX-630的气刨焊机。

(3)焊接要点

焊接时,严禁在坡口附近以及母材上打弧。电缆线要绝缘良好,避免因短路打伤焊体。每对焊缝对称焊应同步进行,施焊时宜采用窄焊道,多层多道焊,层间温度控制在100℃以下,避免温度过高熔池下淌,影响焊缝成形和美观。厢斗焊缝焊接参数如附表所示。

第一层即打底焊时要保证焊透,盖面时要防止咬边,以确保焊缝质量。焊接完成后,要对焊缝进行保温缓冷处理。利用超声波探伤仪对焊缝外观和内部进行检查。对不合格部分进行修磨或补焊,将辅助工具(如吊环、7字码)取下时,将焊接接头打磨光滑。

附加侧板 篇6

1 贯通道中部侧板结构及安装方式

1.1 贯通道中部侧板结构

贯通道中部侧板主要由胶板和不锈钢边框组成, 胶板左右两侧均有10个用于固定的孔。2个不锈钢边框通过销分别固定在胶板左右两侧。销通过过盈配合固定在不锈钢边框上, 如图1所示。

1.2 贯通道中部侧板安装方式

贯通道侧板分为左、中、右3部分, 左、右部侧板均通过其上的上下套筒套在车体的转轴上, 中部侧板通过4个弹簧与车体连接。此外, 为了在纵向和横向限位, 中部侧板被左部侧板和右部侧板夹住, 中部侧板的中部被中心金属框架挡住, 如图2所示。

2 中部侧板受力分析

2.1 测量并计算相关数据

测量多组数据 (不同拉伸长度下弹簧的拉力) , 计算得出中部侧板上方弹簧的弹性系数k1≈4 008N/m, 下方弹簧的弹性系数k2≈501 N/m。其中, 上方弹簧的原长L1=0.114 m, 下方弹簧的原长L2=0.087 m。

中部侧板安装好后, 其上下、左右均对称。测得弹簧与中部侧板、车体的2个连接点之间的距离分解在X、Y、Z (坐标系见图3) 方向的长度分别为0.124 m、0.2 m、0.19 m。所以, 弹簧的拉力在X、Y、Z方向的分解力分别如下:

式中, x=0.124 m, y=0.2 m, z=0.19 m, l为弹簧原长, k为弹簧弹性系数。计算得出中部侧板4个点承受的弹簧拉力分别为 (310 N, 499 N, -474N) , (-310 N, 499 N, -474 N) , (44 N, -71 N, -68 N) , (-44 N, -71 N, -68 N) , 如图3所示。

2.2 有限元分析

在Pro/E中建立三维模型, 并导入ANSYS进行有限元分析, 为简化模型, 忽略中部侧板上的磨耗条和防护胶条。胶板的弹性模量为0.01e9 Pa, 泊松比为0.47, 密度为1 000 kg/m3;不锈钢边框的弹性模量为200e9Pa, 泊松比为0.27, 密度为7 800kg/m3。

注:右部侧板和左部侧板的固定方式相同。

在ANSYS中定义元素类型、材料属性等参数, 并进行网格划分, 之后施加力和位移约束。施加的力为4个弹簧的拉力和胶板的重力, 施加的位移约束为胶板中部 (面积为在Y方向的整个胶板长度, 在X方向的约0.1 m宽度) 在Z方向的限位。计算结果如图4所示。

最大应力为51.554 MPa, 发生在固定于不锈钢边框上的第4个 (从上往下数) 销子处。根据牛顿第3定律和角动量定理, 胶板的最大应力在其第4个孔处, 也为51.554 MPa, 而天然橡胶的拉伸强度为50 MPa (胶板是由橡胶和其他特殊材料制成的, 其拉伸强度比天然橡胶的大) 。用于分析的数据均是列车处于平直轨道时测量的, 若列车转弯时, 贯通道处于转弯位置, 弹簧的拉力将更大, 胶板所受的应力也更大, 再加上长时间的疲劳老化, 胶板所受的应力将超过胶板的拉伸强度, 胶板受力最大的部位即胶板两侧各个固定孔处出现裂纹, 直至断裂。

最大应变为0.147 46 m, 发生在胶板中上部。当胶板所受的应力超过胶板的屈服极限时将产生塑性变形。由于胶板各个部位的变形程度不一样, 部分部位产生塑性变形, 所以胶板中部变形鼓起。

3 中部侧板可靠性和全寿命分析

3.1 故障统计和分析

16列一直在八号线运营的列车共有160块中部侧板, 2006~2009年中部侧板未出现故障, 2010年发生1起, 2011年故障次数急剧上升, 上半年发生11次, 故障率为0.137 5。

3.2 可靠度函数

设N0 (相当大) 个产品, 从时刻t0开始使用, 到时刻t有r (t) 个产品发生故障, 余下Ns个产品未发生故障。显然, r (t) 和Ns是时间的函数, 记作r (t) 和Ns (t) 。由可靠度定义[1]可知:可靠度函数R (t) =Ns (t) /N0=[N0-r (t) ]/N0, 经验故障分布函数为F (t) =r (t) /N0, 所以, R (t) =1-F (t) 。

3.3 故障率曲线

对于现代复杂的轨道列车系统来说, 它们的故障率曲线 (见图5) 不再是单一的浴盆曲线。统计表明, 机车车辆产品中符合A、B、C型故障率曲线的约占5%~10%, 而符合D、E、F型故障率曲线的约占90%~95%[2]。2006~2011年的故障数据表明中部侧板故障率曲线符合图5中的B型曲线。

3.4 平均寿命函数

常见的寿命分布函数有指数分布、威布尔分布、 (对数) 正态分布。从广义上来说, 威布尔分布包含了指数分布和正态分布[2]。根据中部侧板的故障率曲线和产品类型举例如表1所示, 选用威布尔分布函数进行中部侧板的寿命分析最为合适。

3.5 计算和分析

根据以上数据和函数计算, 得出结果如表2所示。中部侧板使用5年后, 其可靠性开始降低, 半年后, 急剧下降。通过MATLAB用最小二乘法将表2中的横、纵坐标点拟合成一次线性方程, 该方程为y=26.364 1x-47.494 4, 可求得m=26.364 1, η=6.058 6。代入上式, 中部侧板的平均寿命MTTF=5.934 3, 即16列车的中部侧板发生故障的平均时间约为5.9年。因此, 需尽快采取保护措施, 对中部侧板进行改造。

4 改进措施

在中部侧板两侧不锈钢边框上部之间焊接1根1 mm×30 mm×590 mm的不锈钢条 (见图6) , 当两侧不锈钢边框受弹簧拉力时, 不锈钢条将承受更大的弹簧拉力, 阻止两侧不锈钢边框向外位移, 大大减小了胶板的应变及胶板各固定孔处承受的应力。

事实上, 不锈钢条焊接点离不锈钢边框上的弹簧力作用点越近, 其承受的弹簧拉力越大, 胶板两侧固定孔处受到的弹簧拉力就越小, 但这样存在不锈钢条与贯通道中心金属框架摩擦干涉的可能, 因此, 焊接点需在不锈钢边框上部足够上的位置。

5 结束语

通过在中部侧板上加焊不锈钢条的改造, 明显减小了中部侧板的故障率, 在备件不足的情况下, 保证了供车数量和质量。目前已将中部侧板故障反馈给供货商, 供货商将在后续提供的备件中将胶板换成不锈钢板, 从而提高中部侧板的强度。

摘要：针对广州地铁A2/A3型客车贯通道中部侧板故障突然增多的问题, 通过分析故障原因及中部侧板的可靠性和使用寿命, 提出相应解决措施, 取得了良好效果。

关键词：贯通道,中部侧板,可靠性,全寿命分析

参考文献

[1]董锡明.轨道列车可靠性、可用性、维修性和安全性 (RAMS) [M].北京:中国铁道出版社, 2009.