D18A型凹底平車軸箱導框磨耗板焊縫開裂分析與改造

高永發

（鐵道部駐哈爾濱車輛驗收室，哈爾濱150056）

1 引 言

D18A 型凹底平車是哈爾濱軌道交通裝備有限責任公司1991 年研制的載重180t 的長大貨物車。該車自投入運用以來，為我國大型變壓器、發電機定子等大型超重貨物提供了良好的運輸工具。近年來，在該車的運用與檢修過程中多次發現軸箱導框磨耗板焊縫開裂的問題，影響行車安全。本文對該問題進行了深入分析和探討。

2 D18A 型凹底平車主要結構

圖1 D18A 型凹底平車總圖

全車由1 個大底架、2 個小底架、2 個Z20A 型4D 軸轉向架（帶車鉤緩沖裝置及手制動裝置）、2 個Z20B 型4D 軸轉向架（不帶車鉤緩沖裝置及手制動裝置）、4 套制動裝置、1 套空氣控制管路、2 套手制動裝置及2 套車鉤緩沖裝置等部分組成，如圖1。

3 D18A 型凹底平轉向架結構

D18A 型凹底平車轉向架為4D 軸構架式轉向架，分為Z20A 型和Z20B 型轉向架。以Z20B 型轉向架為例，主要由構架組成、軸箱組成、均衡彈簧裝置、輪對組成及基礎制動裝置等組成（如圖2 所示）。構架側梁下部焊裝導框，導框上焊裝軸箱導框磨耗板（如圖3 所示）。

圖2 Z20B 型轉向架組成圖

圖3 軸箱導框磨耗板裝配示意圖

4 軸箱導框磨耗板焊縫開裂的原因分析

轉向架1、4 位軸箱導框磨耗板2mm 厚，與導框間采用焊腳為2mm 的角焊縫連接；2、3 位軸箱導框磨耗板4mm 厚，與導框間采用焊腳為3mm 的角焊縫連接。由于軸箱導框磨耗板與導框間的連接焊縫較小，而使軸箱導框磨耗板與導框連接強度不足，在車輛運行過程易產生焊縫開裂，影響車輛的正常運用與維護。

5 軸箱導框磨耗板改造建議

在保持原車轉向架導框、軸箱結構基本不變的條件下，重新設計軸箱導框磨耗板，加強軸箱導框磨耗板與導框間的連接焊縫，保證連接強度（如圖4、5 所示）。

圖4 軸箱導框磨耗板改造方案三維圖

圖5 軸箱導框磨耗板改造前后對比圖

將導框與磨耗板配合處的倒圓角打磨加工成C3～C4倒角，軸箱導框磨耗板U 型邊加長后再折彎，軸箱導框磨耗板與導框間采用卷邊焊縫，以加強軸箱導框磨耗板與導框的連接強度。

6 相關計算

轉向架通過曲線時處于最大傾斜位置：即一位輪緣靠在外軌，四位輪緣靠在內軌，導框與軸箱產生最大位移，在轉向架初始設計時通過設置軸箱與導框縱向（沿軌道方向）間隙和橫向（沿車軸方向）間隙保證導框與軸箱不干涉。

改造后，轉向架導框、軸箱結構基本不變，且軸箱導框磨耗板厚度亦未改變，因此軸箱與導框縱向間隙與橫向間隙未發生改變，能夠滿足轉向架通過曲線要求。但由于U 型邊加長后折彎，因此需校核當軸箱與導框處于最大縱向偏移時，軸箱導框磨耗板折彎處與軸箱擋邊間（如圖6 所示）是否干涉。

圖6 軸箱導框磨耗板縱向間隙計算圖

經計算，D18A 型凹底平車的軸箱導框磨耗板折彎處與軸箱擋邊間距離k 大于最大縱向偏移X2，具體數值如表1 所示。

表1

7 結 語

改造后，D18A 型凹底平車用轉向架的軸箱導框間隙不變，軸箱導框磨耗板與導框連接焊縫得以加強，能夠解決軸箱導框磨耗板與導框連接焊縫在運用過程中易開裂的問題，滿足車輛運用與維護需求。