鐵道車輛轉向架重型轉盤設計

于洪易

（哈爾濱鐵路局哈爾濱鐵路車輛段，黑龍江 七臺河 154604）

1 設計動因

鐵道車輛轉向架轉盤，是鐵道車輛在新造、檢修過程中，轉向架分解、組裝流水線上的重要組成部分。轉盤裝置的先進程度和適用性，決定制造、檢修生產效率。重載轉向架轉盤的特定功能是在完成轉盤功能的基礎上，在固定位置滿足機車等大型設備通過。轉盤的主要作用就是通過轉盤上垂直軌道的旋轉，與制造或檢修庫內的縱橫鐵軌對接，實現和諧機車單個轉向架的轉軌和整車通過的需求。重點要解決的是旋轉過程中，轉盤軌頂與車間軌頂保持平齊平滑過渡，承載托輪承載力均勻，整體結構的承載強度和剛度、過軌的偏載強度和抗沖擊強度，遠程遙控能力等問題。此前在流水線上安裝使用的裝備，不同程度地存在著缺陷，尤其是滿足不了和諧機車單個轉向架轉軌和整車通過的要求。在方便作業和遠程遙控方面也存在很大的改進空間。

2 主要設計參數

轉盤直徑Φ6000mm、轉盤旋轉承載4500kg、轉盤過車載重10000kg、軌距1435mm。結構強度：作為動載鋼構裝置，其強度是重要的質量指標。設計時，根據不同的工作特點及性質，依據下表選擇強度設計值，見表1：

表1 設計用鋼材強度值Tab.1 Design steel strength values

表2 設計用焊縫強度值Tab.2 Design of weld strength value

表中：fu對接焊縫極限抗拉強度最小值；fwc對接焊縫強度設計值；fwt12焊縫質量1、2級時抗拉抗彎強度設計值；fwt3焊縫質量3級時抗拉抗彎強度設計值，fwv抗剪強度設計值；fwf角焊縫強度設計值

焊接方法為自動焊、半自動焊、手工焊。

3 裝置構成設計與實施

該轉向架重載轉盤由蓋板、轉盤架、轉盤定位裝置、上輪器及活動手柄、液壓泵站、遙控裝置等組成。

3.1 蓋板

蓋板由防滑花紋鋼板及構架組成，與轉盤架通過螺栓連接，構成轉盤盤面。轉盤旋轉時，蓋板始終保持在同一水平面內，與周邊混凝土地坪圓心同心，與地坪高差處無凸臺，平滑過渡，方便作業。

3.2 轉盤架及回轉裝置

轉盤架由相互垂直的兩股軌道（軌距為1435mm）及焊接構架組成。轉盤架整體支承在直徑φ2100mm的單排球式回轉支承上，增大中心點支撐，垂直和偏載能力達300t以上，整個結構具有足夠的承載強度及剛度、過軌的偏載強度和抗沖擊強度，保證旋轉作業無扇形擺動和軸間晃動，轉動方便靈活，無別勁現象。

3.3 轉盤定位及支撐裝置

轉盤蓋板邊緣處設置可轉動定位板，并與存放線軌道的定位裝置鎖定，保證轉盤軌道與地面線路鋼軌對位準確，并防止過機車和推動轉向架過軌時轉盤轉動，又是過機車時支撐點，保證機車通過時整機通過載荷能力。

圖1 轉盤定位及支撐裝置Fig.1 Turntable positioning and supporting device

3.4 止輪器

轉盤配有2套止輪器，防止轉盤轉動過程中，轉向架自由轉動，造成轉向架脫軌。

3.5 活動手柄

轉盤蓋板上設置2套美觀實用的活動手柄，不用時，可拔出放在一邊，需要使用時，插入蓋板上的方孔即可。

3.6 轉盤地面軌頭固定裝置

主要解決機車、轉向架上下轉盤時沖擊軌道引起的地面軌頭松動。

3.7 轉盤上“井”

軌道端部均設有支撐輪，保證轉盤轉動到任何位置平衡和穩定性。

3.8 基坑

內設有固定的檢修照明裝置，方便檢修。

3.9 變頻調速裝置

啟停時，實現緩啟緩停，減少沖擊，精準定位。

4 設備裝置的主要技術特點

主體結構為框架形，承重軌道固結在主梁上，2主梁由多個連接梁連接。轉盤回轉定位軸從中間連接梁穿過，定位軸除起回轉定位作用外，還可以承受轉盤徑向和軸向向上的外載荷。圓形臺面面板和輔助梁固結在主體框架上，形成轉盤鋼結構主體。8個鋼制車輪固結在4個主梁兩端，承受全部自重和外載荷。車輪在圓坑內環行軌道上運行。轉向架轉盤為圓形地坑式布置，上設相互垂直的兩股軌道，旋轉工作中轉盤軌頂與車間軌頂保持齊平。轉盤旋轉面板與周邊地坪圓柱形孔壁同心定位。轉盤轉動時平穩、輕便、靈活，承載能力強。轉盤轉動時對位準確，無扇形擺動和軸間晃動。轉盤設有轉向架、輪對止輪器，以防止轉向架、輪對脫軌。止動裝置安全、可靠。轉盤可順時針和逆時針回轉，轉盤軌道日常處于過機車狀態，轉向架轉向后，轉盤返回過機車狀態。定位狀態下，輪對、轉向架及車輛通過轉盤時，轉盤在徑向移動不大于2mm，周向不大于2mm。轉盤軌道與庫內鋼軌的對位誤差滿足：縱向間隙≤4mm，頂面高差≤2mm，側向偏差≤2mm。轉盤面板與轉盤上鋼軌軌面高差≤2mm。

轉盤圓周基礎坑的上地面與轉盤臺面平齊，即轉盤臺面與庫地面平齊，無凸臺。轉盤臺面外側圓周與轉盤基礎坑圓周，在任何轉動位置的間隙≤10mm。轉盤圓周基礎坑的上地面與庫地面成一體，無接縫，且與庫地面平齊。設備工作中不能對輪對踏面等部位造成損傷。

5 設備能力參數及控制線路

5.1 設備能力參數

轉盤直徑Φ6000mm。轉盤旋轉承載45t。轉盤過車載重100t。軌距1435mm。外形尺寸Φ6000×1000mm。轉盤鋼軌與存放線鋼軌對位偏差要求：鋼軌縱向間隙≤4mm，軌頂高差≤2mm，接頭側向錯位≤2mm。液壓系統工作壓力16MPa?？偣β?1kW。旋轉速度0.2～2r/min。操作方式：遙控/電動。

遙控器主要技術參數：

a操作溫度：-45℃～80℃；

b識別碼：32位元組（約43億組）；

c漢明碼≥4；

d抗靜電＞15kV；

e操作距離可達50m。

5.2 控制線路

圖2 轉盤遙控器Fig.2 Wheel remote controller

圖3 總電氣原理圖Fig.3 Total electrical schematisc

圖4 定位電氣原理圖Fig.4 Positioning electrical schematics

6 結論

鐵道車輛轉向架重型轉盤設計成功，實現了當初的設計初衷。該裝置具有設計精巧、適用性強、質優價廉、操作簡便、防誤措施完備、安全性能好的特點。投入使用后，切實優化了車輛轉向架分解、組裝流水線的功能，是一套適用性較高的車輛修造裝置。