试论铁路货车车体设计绿色技术应用

徐兴军

摘 要：结合铁路货车车体设计的发展情况，从自身的工程经验角度出发，探讨了铁路货车车体制造工艺技术中存在的问题，并在此基础上，多角度绿色生产工艺设计中需要注意的零件回收处理、资源消耗、轻量化等情况，希望对于推动铁路货车车体设计绿色技术发展有所帮助。

关键词：铁路货车；车体设计；绿色技术；制造工艺；工艺技术

0 引言

在当前我国快速发展的货物流通过程中，铁路火车运输则是非常重要的组成部分，但其依然难以全方位地满足经济快速增长的需求。在这样的背景下，铁路货车制造企业使用了越来越多的自然资源，并存在着相应的环境污染问题。在进行传统的货车车体设计过程中，一定要重视绿色环保技术的发展，不仅能有效实现资源节约，还能有效提升企业的经济效益。所以，在当前低碳环保的要求下，我们应该重视如何有效开展车体制造的工艺改进，能实现绿色化制造要求，有效实现自然资源的节约，全方位保护好环境，进一步实现生产成本降低，以便获得更加的经济效益。

1 铁路货车车体制造工艺技术分析

1.1 敞车运煤污染问题

当前，煤炭运输车辆大都是体现在敞开式的运输方式中，往往具有超速、超载的问题，在这样的粗放式管理模式下，不仅浪费资源，还容易出现污染问题，所以，应该有效控制好运输过程中的抛、撒、漏等问题，能有效提升货车制造企业的水平[1]。

1.2 废旧材料及废旧车辆的拆卸回收处理问题

结合相应的调研分析，当前，大部分货车制造企业往往存在着不重视废料的问题，往往在实践过程中，存在着随机堆放的情况，还存在着部分掩埋处理的情况。这种情况下，不仅会造成企业的经济效益受到很大程度的影响，也不可避免会存在着资源浪费的问题。针对废旧车的情况，特别是不可拆卸的情况下，大都是采用一次性处理车体，这样则不利于进行生产、结构的再利用。

1.3 铁路货车能耗方面问题

随着物理需求的快速提升，当前我国的铁路货运量呈现出快速增长的态势，这样也会造成铁路货运能耗问题越来越严重，一般来说，主要体现在铁路货车自重空载方面、超载运行方面，会造成材料抗疲劳性能降低，造成货车整体寿命受到影响。在上述基础上，企业则应该结合绿色制造问题来充分考虑到环境以及资源方面的影响，积极全方位树立绿色制造理念，实现预期的绿色生产要求。

2 绿色生产工艺设计

2.1 基于可拆卸的车体设计

第一，结合重新回收使用的零件应该进行有效标识，并能充分考虑常见的连接方式情况。从整体角度来看，通过焊接和铆接方式则应该能够强于螺纹、插接连接情况，但往往这种方式难以进行拆卸回收。所以，针对车体非关键部位来说，可以通過螺纹、扣件插接的方式来有效替代焊接、铆接，以便有效提升可拆解性。

第二，在进行车体结构设计过程中，应便于进行维修调整。具体的车体结构设计中，一定要好重视后期的维护保养工作，能够有实现车体维修的有效调整。在具体的过程中，应该重视以下两个方面的内容：一是，结合任务来进行分解处理，可以在易调整区域中合理实现易磨损工件的合理布局，在为后续的零件更换、加工提供便捷性；二是，满足人机工程学原理要求，能有效实现可拆卸零件的二次加工以及调换要求。

2.2 封闭式货车设计

在具体的货车运煤环节诶中，结合煤灰散漏的问题，则应从源头予以重视[2]。

第一，加强结构设计工作，从煤炭等货物的特殊性角度出发，重点对其装卸进行探讨。可以结合实际在车顶面设计相应的对接装货口，通过运输带的作用，能实现煤块输送至车厢的要求，卸货口设置在货车的侧壁下角；

第二，在进行功能设计方面，则可以通过一次成型的前后平推式密封环保顶盖应用在货箱中，能够进行相应的芯片连接，如果存在超出顶盖的情况，则停止车辆运行。通过这方面的设计，能全方位有效保证煤炭等在运输途中处于密封性的要求。

2.3 车体的轻量化设计

2.3.1 材料选取原则

第一，在符合工件功能要求下，往往采用来源丰富且性价比较高，能够再回收和易再生的材料；

第二，符合工件的强度、刚度要求的基础上，有效实现材料消耗、钢板厚度的降低；

第三，从工程项目的要求，以及材料力学以及经济性价比角度分析，尽量选择轻量化的金属材料或者非金属复合材料。

结合车体的强度设计方面的要求来看，为了进一步控制好板厚问题，则应该重视构件的抗变形能力，比如，选择使用P70 棚车则是高强度耐候钢，能有效实现450MPa的屈服强度，不仅有效提升自身载重能力，还能控制好自重。除此之外，有色合金也是材料中重要的内容。人们当前越来越重视非金属材料的应用，特别是部分复合材料具有成型好、密度小、强度较高的特点，能够具有较强的抗腐蚀性、耐磨性，能够在铁路火车上具有广泛的应用。

2.3.2 轻量化措施

第一，实现设计手段的优化。在信息化技术背景下，随着计算机技术的广泛应用，针对货车车体设计的实际过程，结合节能、轻量化、经济等方面的综合考虑，通过最优化理论、结构分析、经济最优解等角度来构建模型，符合性能的最优化要求，满足结构质量为最小的目标函数构建。当前，这种设计方面已经较为广泛的应用，并能获得良好的效果，既能符合车载设计的相关要求，还能满足轻量化设计的具体要求[3，4]。

第二，重视新结构的使用。敞车车体的中梁则是主要的承重部件，自身的总量也是不可忽视的重要部分。当前，材料主要是选择为乙型钢，符合强度等级的要求，具有较强的可加工性。另外，技术中采用焊接中梁，并结合工程特点来进行断面优化，并能有效进行板厚的合理分布，有效提升材料利用率，满足轻质量的要求，常见车型诸如C76、C80等。

3 结语

综上所述，结合铁路货车车体制造的情况进行分析，特别是开展了绿色化研究，则是能在符合产品质量的要求下，进一步综合性考虑到零件回收处理、资源消耗、轻量化等方面内容，符合当前新时代背景下的铁路货车车体零部件的绿色化发展要求，也符合当前和谐社会稳定发展的节能减排的要求。

参考文献：

[1] 毛哲骞， 吕昊. 中国标准250km/h动车组铝合金车体结构设计研究[J]. 消费导刊， 2018年22期.

[2] 任少华. 搅拌摩擦焊技术在轨道交通车体制造中的发展和应用[J]. 建筑工程技术与设计，2017年33期.

[3] 叶鹏. 汽车绿色设计在中国的发展[J].科技与创新， 2015年10期.

[4] 杨利， 刘洋， 张嘉德，等. 民航智能电动行李传送车结构与功能设计[J]. 科技与创新，2018年16期.