軌道車輛車體鋼結(jié)構(gòu)專用架臺車構(gòu)思與設計探析

朱艷東

(中鐵電氣化局集團有限公司城鐵公司，河北 邯鄲 056000)

隨著科技的發(fā)展建筑技術(shù)也隨之提升，但是面對競爭激烈的行業(yè)現(xiàn)狀，如何提升軌道車輛的建設技術(shù)是當下建筑行業(yè)研究的重點，傳統(tǒng)的架臺車繪彩通報廢車輛進行改造進而投入使用，這使得建筑行業(yè)進入瓶頸階段，所以研發(fā)新科技改善架臺車的技術(shù)層次是建筑行業(yè)發(fā)展的首要目標。

1 專用架臺車的作用

（1）在建造行業(yè)，傳統(tǒng)的車輛制造中所使用的架臺車通常會選擇已經(jīng)沒有利用價值報廢的車輛或者客車的車體進行制作架臺車，根據(jù)實際的企業(yè)需求進行車輛改造，由于所使用的基本上都是已經(jīng)報廢的車輛結(jié)構(gòu)，所以一定程度上并不穩(wěn)定，在日常使用中經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)構(gòu)卡頓搖晃和傾斜的安全問題，相比其他結(jié)構(gòu)來說，傳統(tǒng)的構(gòu)造模式安全性和結(jié)構(gòu)性較差，同時使用廢舊的車體作為主體結(jié)構(gòu)使得后期的維護難度增大并且維護成本高，傳統(tǒng)的建造方式造成架臺車的整體體積變大，整體的結(jié)構(gòu)也會隨著廢舊車輛自身的結(jié)構(gòu)進行改造使得結(jié)構(gòu)變得復雜。

（2）針對于傳統(tǒng)的改造方式主要的原因是由于廢舊的鋼體結(jié)構(gòu)無法很好的適用于每個建造環(huán)節(jié)，在日常工作中通常比較適用于直行狀態(tài)、大角度曲線型的彎道、運行時車輛處于低速或者大載重的情況，傳統(tǒng)的廢舊車輛再利用的方式已經(jīng)不能滿足當下的生產(chǎn)效率，整體的使用感十分差。隨著社會經(jīng)濟不斷的發(fā)展，軌道車輛的生產(chǎn)的效率逐漸升高，受到眾多客觀因素的影響，傳統(tǒng)的制造技術(shù)已經(jīng)不能跟上時代發(fā)展的腳步，所以技術(shù)的提升個改良迫在眉睫。

（3）為了滿足當下車輛制造的需要，企業(yè)需要時刻提升自己的生產(chǎn)技術(shù)并且在傳統(tǒng)基礎上進行改良設計出全新層次的鋼結(jié)構(gòu)專用架臺車。

2 專用架臺車的設計探索

(1）架臺車結(jié)構(gòu)。現(xiàn)今已有的架臺車主要結(jié)構(gòu)分為底座架、支撐立柱、連接車輪、車輪的保護設備等。底座架由一個主要的橫梁、兩個輔助的側(cè)面梁、兩個立柱定點端頭的衡量結(jié)構(gòu)組成。支撐主要橫梁上面采取螺絲和螺栓用來固定兩個立柱，在兩個立柱的上方放置尼龍材質(zhì)的墊定板材，兩根立柱作為主要支撐固定在車體整體的底部支撐架上的枕梁的位置上，立柱為了適合不同的車體寬度在橫向的移動范圍設計上保證移動數(shù)值在2000 ～2600mm，并且每根立柱上都安裝數(shù)個折頁，以保障立柱可以適合兩種規(guī)格的高度。側(cè)面梁作為整體的框架構(gòu)造通常在側(cè)面梁內(nèi)部設置滾輪并且放置在中部位置，依靠滾輪的輪軸通過U 型的螺栓以固定在側(cè)面梁的正下方，在輪子和輪子的軸距之間增加一個滾動的軸承，并且保證軸承上設置密封性質(zhì)的蓋子，保證密封蓋可以通過螺母上的螺栓進行固定在車輪的兩面。立柱定點端頭的橫梁中部制造出兩個直徑六十毫米的圓形孔洞并且利用孔洞安裝牽引桿，通過安裝的牽引桿進行連接牽引車，牽引車的車速不能高于10km/h 進行推進，保證工作中的操作安全。

（2）架臺車設計存在的不足。由于傳統(tǒng)的架臺車在實際的使用中經(jīng)常出現(xiàn)軌道卡頓、脫離軌道、因運行不穩(wěn)導致牽引主體車臺出現(xiàn)側(cè)面滑落的現(xiàn)象，而且傳統(tǒng)的架臺車材料基本上都是報廢車輛修改后投入使用，所以通常這種設備的使用年限極短一般不會超過1年，軸承和軸承密封蓋就會出現(xiàn)老化和破損現(xiàn)象，尤其是遷車臺的車體側(cè)滑的問題最為明顯，一旦遷車胎因零件老化出現(xiàn)側(cè)面滑行會嚴重的危害到工作人員的人身安全，降低生產(chǎn)成本。①軌道卡頓、軌道脫離。通常生產(chǎn)車間對于總車間鋪設的鋼型材質(zhì)的軌道具有明確的數(shù)據(jù)標準，一般標準軌道之間的距離不小于1435mm，但是由于工作中經(jīng)常被使用導致軌道受到磨損，有些地區(qū)的軌道距離并不標準，嚴重地區(qū)的軌道距離只有1430mm，有的地區(qū)軌道距離卻變的異常寬，同時架臺車的車輪兩側(cè)外緣距離為1435mm，過寬和過窄的軌道距離無法提供車輪邊緣和鋼材質(zhì)軌道足夠的活動距離，因此經(jīng)常會出現(xiàn)車輪卡死甚至出現(xiàn)軌道脫軌。②零件磨損。架車臺的車輪設計是通過一個圓柱形的滾動子軸承與主要軸承相連接，而車軸的連接是依靠兩個U 型螺絲上的螺栓與主要構(gòu)架相連接，由于每個車輪的安裝方式是單獨的安裝在主要結(jié)構(gòu)架上，這種連接結(jié)構(gòu)僅僅采用了一個圓柱形滾動子軸承所以承受軸承方向力的能力不強，導致車輪的接觸面錐形角度偏大，使得架臺車在日常運行中車輪與主要軌道之間的產(chǎn)生的側(cè)面方向力巨大，造成車輪的形式方向開始具有左右擺動的情況出現(xiàn)，同時由于零件經(jīng)過長時間的使用，兩個運行軌道之間形成巨大的高度差，這樣操作不僅導致架臺車的運行不再平穩(wěn)還會造成架臺車的主要零件嚴重的磨損。③遷車臺側(cè)滑嚴重。在日常的工作中主要車體與架臺車連接時傳統(tǒng)的連接方式僅僅是把車輛主體依靠在架臺車的主要立柱上，由于主要車體結(jié)構(gòu)的特殊性，無法使用固定的連接方式，架臺車使能依托自身車體的重量與架臺車主要立柱上的尼龍墊板從而產(chǎn)生摩擦力最終帶動主要車里進行移動。由于遷車臺的主要活動軌道與固定軌道之間具有40mm 的高速落差，同時車輪的主要直徑較小導致與獨立的車輪進行運作的過程中會產(chǎn)生大量震動，所以當架臺車通過這點時會產(chǎn)生大量的沖擊力和震動，使得左面和右面的支撐點的高度差造成的主要車體自身的重力大于主要立柱上面尼龍墊板之間的摩擦力最終導致主要車體發(fā)生側(cè)面滑動。其次支撐座位置較高時會造成車輛的位置同樣變得較高，這樣操作即使左右車輪的高度差較小也避免不了主要車體不會產(chǎn)生較大的橫向位置移動，而且由于車輛的慣性很大導致主要車體的側(cè)面滑動機率增大。

（3）設計方案。①整體結(jié)構(gòu)設計。架臺車的設計目的是為了滿足軌道車輛制造業(yè)的現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線的直線工作次序的運轉(zhuǎn)，當兩臺同時生產(chǎn)時架臺車使用的總體承載量不小于15t，主體軌道之間的距離不小于1435mm，架臺車主要支撐的升降高速數(shù)值一般在800 ～1000mm，主要支撐之間的間距為1800 ～2300mm，主要遷引車的運行速度不能高過12km/h。架臺車的主要結(jié)構(gòu)由車主體結(jié)構(gòu)架組成、主體車輪組成、主要升降支撐桿等。②車輪結(jié)構(gòu)設計。第一，主要車輪的結(jié)構(gòu)設計采用車輪通過固定設備對傳動軸中央位置進行連接使得傳統(tǒng)軸的兩端采用調(diào)心軸承的軸承座進行支撐并把挑釁軸承的軸承座穩(wěn)定的安裝在車輛主題結(jié)構(gòu)架的側(cè)面橫梁上。這種車輪的構(gòu)造結(jié)構(gòu)比較簡單，制造成本相對較低，建造出的車輪結(jié)構(gòu)可以承載負荷力較大使得傳動平穩(wěn)，車輪邊緣的磨損消耗程度較輕并且通過調(diào)心軸承的調(diào)整作用使得四個支撐車輪與車軌軌道可以緊密的貼合，以此消除軌道上因安裝而產(chǎn)生的高度不平的誤差，因此這種車輪的設計結(jié)構(gòu)具有強大的糾正錯誤的能力和核對中心點的能力，使得車輪可以足夠滿足架臺車在主要車體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線中的使用情況。第二，車輪的主要設計通常采用45#鋼材作為車輪材料，車輪的橫斷面主要是由兩個連接圓弧和踏面形成錐度是一比十的車輪邊緣踏面進行結(jié)構(gòu)設計，在車輪邊緣的兩側(cè)腹部板材處設置有減重凹槽以減輕車輪自身的重量，提升車輪在轉(zhuǎn)動時的慣性。在踏面造成錐形角度的選擇上，踏面錐度應小于車輛的直線穩(wěn)定性，但是這種情況通常會導致曲線的通過性變差同時降低糾正錯誤的能力，車輪的安裝對軌道安裝的精準度要求很高，如果踏面錐形角度制造出的車輪曲線通過性能好的話，對于軌道的安裝精準度要求相對較低。③支撐主體升降性的設計。車體采用鋼制結(jié)構(gòu)作為支撐具有一定的升降能力，主要的作用是滿足主要車體的鋼制結(jié)構(gòu)總體安裝后各個工程次序?qū)τ诓煌鳂I(yè)高度的要求，同時安裝結(jié)構(gòu)必須符合最低安全作業(yè)的數(shù)據(jù)要求，因此架臺車的主體支撐必須具備升降功能以支撐后續(xù)選取的螺旋式的升降設備，按著我國的規(guī)定每個升降設備最高載重不超過5t。在設計時需要時刻注意升降杠桿底部的設計，防止在使用時發(fā)生結(jié)構(gòu)自轉(zhuǎn)和螺絲上的螺母脫落，造成主體車體傾斜最終影響生產(chǎn)的安全性。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)的架臺車在技術(shù)上和機構(gòu)使用上已經(jīng)不能跟上時代發(fā)展的腳步，在建造過程中也同樣存在著許多問題和不足，所以優(yōu)化架臺車設計并且針對實際使用技術(shù)上進行改革可以有效的解決運營問題，增加生產(chǎn)效益。