一種全鋼簧客車轉向架

郭繼祥 李會 李得花 李建鋒

摘要：文章針對國外訂單項目開發出一種全鋼簧客車轉向架，經計算、試驗及用戶使用證明，該轉向架達到了預期設計的功能和性能。文章主要介紹了轉向架主要結構、技術特點、技術參數、計算及試驗情況。

關鍵詞：窄軌轉向架；強度試驗；全鋼簧轉向架；轉向架結構；客車轉向架 文獻標識碼：A

中圖分類號：U270 文章編號：1009-2374（2016）18-0005-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.003

就某出口車項目，唐山機車公司研制出一種1067mm軌距，運營速度為120km/h的全鋼簧客車轉向架，如圖1所示。該轉向架吸收了中國鐵路提速客車轉向架的成功經驗，借鑒了運用成熟的部件結構，如轉臂式軸箱彈性定位結構、Z字型牽引裝置及盤型制動裝置等。

1 結構特點

轉向架總體設計以提高安全性、可維護性為原則、降低使用成本為導向。轉向架采用高圓鋼彈簧直接支承車體的結構，將二系彈簧設在側梁外側，以增大彈簧的橫向跨距，進而提高車輛的抗側滾性能。其一系輪對定位采用技術成熟的轉臂式彈性定位結構以提高車輛動力學性能。

2 轉向架主要技術參數

運營速度：120km/h

每臺轉向架自重：5.6t

軸重：≤14t

一系減振：螺旋圓柱鋼彈簧+垂向油壓減振器

二系減振：螺旋圓柱鋼彈簧+垂向/橫向油壓減振器

軌距：1067mm

固定軸距：2200mm

輪徑新輪：840mm

輪徑舊輪：790mm

軸頸中心距：1625mm

輪對內測距：996mm

軸承形式：自密封圓錐滾子軸承

基礎制動型式：盤型基礎制動

制動盤直徑：640mm

可通過最小曲線半徑：100m

3 轉向架結構型式

轉向架采用高螺旋圓柱鋼彈簧直接支承車體的結構，主要由構架裝置、一系輪對軸箱定位裝置、二系懸掛裝置、牽引裝置、基礎制動裝置五部分組成。轉向架結構如圖2所示：

1.構架裝置；2.一系輪對軸箱定位裝置；3.二系懸掛裝置；4.牽引裝置；5.基礎制動裝置

3.1 構架裝置

構架裝置采用沖壓成型的低合金高強度鋼板焊接成全封閉H型箱形結構，構架裝置主要由側梁、橫梁、制動吊座、橫向緩沖器座、垂向止擋及牽引拉桿座等零部件組成。側梁為U型結構，采用鋼板拼焊形式，在適當位置設置加強筋板。各部位鋼板厚度：下蓋板20mm、腹板10mm、上蓋板12mm。

橫梁也采用鋼板拼焊形式，貫通并延伸至兩側梁內側腹板上，其上、下蓋板分別與側梁的上、下蓋板采用對接形式連接，以保證橫、側梁連接區域的可靠性及安全性。構架用鋼板均為Q345-E材質，架裝置如圖3所示：

1.側梁；2.橫梁；3.制動吊座；4.轉臂定位座；5.垂向止檔座；6.減振器安裝座；7.牽引拉桿座；8.垂向止檔；9.橫向緩沖器座

3.2 一系懸掛及輪對軸箱定位裝置

輪對軸箱定位裝置作為轉向架重要組成部件，對車輛運行安全性、旅客乘坐舒適性起重要作用，因此在一系定位裝置采用了技術成熟的轉臂式定位結構，該結構簡單，對線路具有很強的適應性，易于修理和維護。轉向架構架端部分別支承在每個軸箱頂部的一組鋼彈簧上。為了提高車輛的乘坐舒適性，在軸箱彈簧的下面設有緩沖膠墊來隔離高頻振動。此外，一系懸掛還設有垂向油壓減振器，以提供垂向阻尼。其結構如圖4所示：

1.輪對組成；2.制動盤；3.彈簧組成；4.油壓減振器；5.轉臂軸箱組成

3.3 二系懸掛裝置

二系懸掛裝置采用了高圓鋼彈簧直接承載車體，彈簧在滿足車體負荷的前提下，盡量降低垂向剛度，以提高垂向平穩性和舒適性。同時在構架上安裝有垂向止擋，起到垂向空間限位和輔助支撐的作用。在鋼彈簧上、下分別設有彈性膠墊來降低二系橫向剛度，提高橫向平穩性和舒適性，同時也提高鋼彈簧組成的水平變形能力和抗疲勞能力。每臺轉向架中部成對設置非線性橫向彈性止擋、2套垂/橫向油壓減震器，以吸收、衰減垂向、橫向的振動。為了保證車輛的安全性和可靠性，對二系懸掛系統的穩定性進行了計算分析，計算結果表明二系懸掛系統的穩定性滿足設計要求。二系懸掛裝置如圖5所示：

1.彈簧組成；2.垂向油壓減振器；3.橫向油壓減振器；4.橫向緩沖器及橫向擋

3.4 牽引裝置

車體與轉向架之間的牽引與制動力的傳遞是通過Z字形結構布置的拉桿來實現。牽引拉桿的一端與牽引梁相連，另一端與轉向架橫梁上的牽引拉桿座相連，牽引支座通過四個螺栓與車體枕梁相連，這種結構簡單且便于安裝。牽引裝置如圖6所示：

1.牽引支座；2.牽引拉桿；3.牽引梁

3.5 基礎制動裝置

基礎制動裝置由4個緊湊型制動單元組成，每個制動單元包括制動缸、制動杠桿、杠桿吊座、閘片組成、閘片托組成等。每個制動單元以三點懸掛的方式安裝在轉向架構架上的制動吊座上。采用帶有閘片間隙自動調整裝置的制動缸?；A制動裝置如圖7所示：

1.制動管路；2.閘片拖吊；3.制動缸；4.杠桿吊座；5.制動杠桿；6.閘片托組成；7.閘片組成

圖7 基礎制動裝置結構圖

4 計算分析

為驗證轉向架主要受力部件的結構強度是否滿足車輛安全性要求，對構架、牽引拉桿、轉臂組成、中心銷座等受力部件按UIC515-4標準中規定的載荷和工況進行了靜、疲勞強度分析，分析結果表明，上述部件均滿足UIC515-4標準要求。

5 構架靜疲勞強度試驗

按照標準UIC515-4規定的載荷和工況，委托鐵科院機車車輛檢驗站對轉向架構架進行了靜、疲勞強度試驗，疲勞試驗分三個階段完成，針對不同階段施加不同載荷、不同載荷循環次數進行試驗，動載荷循環合計1000萬次。試驗結束后對試驗構架進行探傷檢查，結果表明其靜、疲勞強度均符合UIC515-4標準要求。

6 結語

該客車轉向架從2011年底開始在國外線路上運行以來未收到用戶的不良反饋，且因其可靠的安全性、良好的舒適性、維護方便等而得到用戶的好評。

參考文獻

[1] 黃成榮.《先鋒號》電動車組動力轉向架的研制[J].鐵道機車車輛，2003，（3）.

[2] 李得花，李建鋒，等.安哥拉客車轉向架二系懸掛系統穩定性分析[J].鐵道機車車輛，2014，（3）.

[3] 唐山軌道客車有限責任公司產品技術研究中心.出口窄軌客車轉向架構架、轉臂軸箱等關鍵部件強度計算報告[R].2014.

[4] Passenger rolling stock-Trailer bogies-Running gear-Bogie frame structure strength tests（UIC515-4）[S].1993.

[5] 鐵道部產品質量監督檢驗中心機車車輛檢驗站.出口安哥拉客車轉向架構架檢驗報告[R].2015.

作者簡介：郭繼祥（1984-），男，山東聊城人，中車唐山機車車輛有限公司工程師，研究方向：軌道車輛。

（責任編輯：黃銀芳）