2O’ZELR型電力機車車體設計

王僉 郭充

摘要：介紹了2O’ZELR型電力機車車體的主要技術和結構特點，主要對車體結構、牽引緩沖裝置、司機室及車內(nèi)生活設施的設計進行了設計闡述和說明。

關鍵詞：車體;出口電力機車;司機室;靜強度

1? 機車總體介紹

2O’ZELR型電力機車是中車大連機車車輛有限公司自主研制的出口烏茲別克斯坦12軸貨運電力機車。該型機車為在既有出口烏茲別克斯坦機車基礎上，充分考慮國內(nèi)外機車技術情況、業(yè)主運用環(huán)境和需求及運輸情況，基于技術成熟、方案可靠、經(jīng)濟適用和簡統(tǒng)通用原則進行設計的適用于烏茲別克斯坦鐵路運用環(huán)境、符合GOST標準體系的1520軌距大功率14400kW交流貨運電力機車。

機車可在海拔高度不超過1800m，環(huán)境溫度（遮蔭處）-40℃～+50℃，月平均最大相對濕度90%的條件下，按機車額定功率正常工作，并能承受風、雨、雪、鹽霧、煤塵和偶有沙塵暴等惡劣天氣。如圖1所示。

2? 車體結構概述

2O’ZELR型電力機車采用雙機固定重聯(lián)型式，每臺機車由兩節(jié)車體組成，車體符合標準GOST-9238-2013限界1-T及GB/T 146.1-1983限界要求。車體采用整體承載的框架式焊接結構[1]。頂蓋為可拆卸設計，以便于車內(nèi)設備吊裝。車體由底架、側墻、頂蓋、司機室、隔墻、后端墻等組成一個整體。機械間設有寬敞的直通式中間走廊，走廊地板平整、防滑，寬度600mm。底架邊梁上設有四個整體起吊銷孔，在前后端牽引梁上設有四個救援起吊銷孔。車體與轉向架之間設有備用的整體起吊聯(lián)接裝置，以便在運輸需要時將車體同轉向架一并吊起。車體頂蓋上表面設有顆粒狀防滑層，并設有安全繩掛鉤，確保車頂作業(yè)人員安全。機車前端設有防滑走臺板及調(diào)車踏板，并有相應的扶手。兩節(jié)機車之間采用雙包折棚氣密風擋連接。車體焊接結構設計、制造及檢查符合BS EN 15085標準。

2O’ZELR型電力機車車體結構通過優(yōu)化設計及強度計算使其靜強度、剛度、疲勞強度等指標達到了相關標準要求。車體主體承載結構選用的材料主要為Q345E，低合金高強度碳素結構鋼，非承載結構選用的材料為Q235B。司機室蒙皮、頂蓋蒙皮和側墻蒙皮采用耐候鋼材料。車體（包括司機室）的承載能力符合標準EN12663-1：2010和UIC651-2002的要求，其中車體結構能夠承受縱向壓縮載荷2500kN，縱向拉伸載荷2000kN，且滿足機車坡道牽引載荷工況要求。整備狀態(tài)下車體的一階垂彎固有頻率大于10Hz，與懸掛裝置的振動頻率充分隔離，避免車體與轉向架產(chǎn)生共振現(xiàn)象，滿足機車的舒適度要求，如圖2、圖3所示。

3? 牽引緩沖裝置

2O’ZELR型電力機車采用符合GOST3475-81標準的CA-3型車鉤，并安裝有下作用式單側手提桿。車鉤水平中心線距軌面高度1060mm，在有地溝和必要的工裝前提下，車鉤及緩沖器能在不拆卸排障器或轉向架情況下拆裝檢修。機車經(jīng)過自身連掛曲線通過計算，自身連掛滿足GOST33434-2015曲線通過要求。機車可以5km/h速度安全通過半徑125m的曲線，并能在半徑250m的曲線上進行正常摘掛作業(yè)。機車采用АПЭ-120-И型號緩沖器，緩沖器最大壓縮行程120mm，額定容量157kJ。

4? 司機室

司機室結構和設備布置符合人體工程學的要求，具有良好的瞭望條件，符合UIC651-2002的相關規(guī)定。司機室具有良好的密封性，門、窗、管道和電纜連接等接口處都采用密封設計。司機室的頂棚、側墻、前墻、后墻和地板具有隔熱保溫性能。前窗玻璃采用膠粘接方式安裝，具有電加熱功能，并可以避免反射和高熱量傳遞，不會使觀察景象產(chǎn)生畸變。前窗上安裝有遮陽簾和電動刮雨器，刮雨器具有高速、低速和間歇三種刮刷頻率。噴淋裝置水箱安裝在司機室操縱臺內(nèi)，容積不小于10L。司機室側窗采用安全玻璃且僅能在司機室內(nèi)部打開，側窗開啟時，司機可以探身出車外觀察列車，在緊急情況下，司機能夠打破側窗玻璃經(jīng)側窗逃離司機室。后視鏡裝在側窗外適當位置，后視鏡可以手動展開或者折疊。

每個司機室側面設有帶聯(lián)動鎖的入口門，入口門的凈通過尺寸不小于1675×500mm，入口門兩側設置有扶手桿。司機室與機械間之間設有具有緊急逃生功能的門。每個司機室內(nèi)設兩個司機座椅，司機座椅有足夠的穩(wěn)定性，能進行上下、前后及轉動的調(diào)節(jié)，并在轉動范圍內(nèi)不碰及其他設備。司機室后墻上還設有兩把固定式折疊座椅可供添乘人員使用。司機室空調(diào)使用環(huán)保型制冷劑，具有制冷、加熱、空氣過濾和補新風功能。雙端司機室空調(diào)可同時工作，單獨控制。每個空調(diào)主機安裝在司機室前部并配有可拆卸的防護罩，可從機車外部拆卸及維護。每個司機室內(nèi)還設置有腳爐，前端暖風機，后墻暖風機和側墻暖風機等取暖設施，如圖4所示。

5? 車內(nèi)生活設施

機車內(nèi)設有衛(wèi)生間，并裝有集便器、水箱、顯示面板、取暖器、通風排氣扇、洗手臺、水龍頭、照明燈、廢物收集裝置、排氣照明開關和扶手等設施。衛(wèi)生間在實現(xiàn)收集污物的同時，還具有面板顯示、照明、排風、取暖、水箱加熱、排污管加熱、集便器故障和污物箱滿載保護等功能。司機室內(nèi)部設有更衣箱、急救箱和衣帽鉤，操縱臺上設有煙灰缸和水杯架。機車內(nèi)還設有微波爐、冰箱、電水壺和垃圾桶等生活設施。

6? 結語

2O’ZELR型電力機車車體采用了標準化、系列化、模塊化、簡統(tǒng)化的設計理念，為今后出口型貨運電力機車的車體設計積累了寶貴經(jīng)驗。車體的結構強度、剛度、安全性及機車的環(huán)境舒適性通過設計計算及試驗驗證，符合國際及國內(nèi)先進標準要求。目前該項目首批機車已經(jīng)完成落成并正式交付業(yè)主使用。

參考文獻：

[1]韓鵬飛，李磊.模塊化設計在調(diào)車機車車體設計中的應用[J].內(nèi)燃機車，2009（11）.

[2]王淑榮.HXD3B型機車車體的設計[J].內(nèi)燃機車，2010（11）：11-17.

[3]廣德強.CKD0A型內(nèi)燃機車車體設計及有限元分析[D].遼寧：大連理工大學，2018.