米軌鐵路17t軸重貨車轉向架技術簡介

曲兆菲，卞學謙，羅林濤

米軌鐵路17t軸重貨車轉向架技術簡介

曲兆菲，卞學謙，羅林濤

（中車山東機車車輛有限公司，山東 濟南 250022）

主要介紹了轉向架研制思路與難點、主要結構組成及技術參數(shù)、主要零部件計算及試驗情況，并總結了主要技術特點。

米軌鐵路；貨車轉向架；技術簡介；技術參數(shù)

1 研制思路與難點

2018年，中車山東機車車輛有限公司在借鑒馬來西亞鐵路公司鐵路貨車轉向架運用經驗的基礎上，結合國內鐵 路貨車的研制經驗，根據(jù)與馬來西亞客戶簽訂的采購技術 協(xié)議，研制一種用于漏斗車和平車兩用的17 t軸重貨車轉 向架。

采用中國通用貨車轉向架中采用的成熟關鍵配件，如彈性旁承、懸掛減振裝置、擋鍵、中心銷等，鑒于國內外鐵路產品技術政策的差異以及客戶的個性化要求，設計存在以下難點：①客戶要求17 t軸重轉向架既可用于漏斗車，又可用于平車。由于漏斗車質量與平車質量相差較大，因此空車狀態(tài)下，旁承與心盤的載荷分配比較難同時滿足要求，需要對空車狀態(tài)下心盤面和旁承面的高低差選取合理的數(shù)值，同 時保證漏斗車和平車的空車旁承載荷比滿足要求是該轉向架設計難點之一。②客戶要求17 t軸重轉向架閘瓦采用機車閘瓦，機車閘瓦與鐵路貨車常用閘瓦最大的區(qū)別是機車閘瓦摩擦面有一定斜度，用于與車輪踏面的斜度匹配，因此需要更改組合式制動梁端結構，保證安裝閘瓦后與車輪匹配。 ③17 t軸重轉向架沒有專用抗菱裝置，在車輪輪緣磨耗到一定程度后，車輛以較高速度通過曲線時，轉向架菱形變形比較嚴重，容易出現(xiàn)制動梁脫落現(xiàn)象。

2 主要結構組成及技術參數(shù)

17 t軸重轉向架為鑄鋼三大件轉向架，主要由輪對、側架組成、懸掛減振裝置、搖枕組成、基礎制動裝置、懸掛系統(tǒng)、軸承裝置、中心銷組成、承載鞍、旁承等組成。

2.1 輪對及軸承裝置

車輪采用整體輾鋼車輪，材質為CL60，踏面形式為滿足客戶要求的P8踏面，其余結構與轉K2車輪基本保持一致；車軸材質為LZW，為降低質量，采用錐形軸身。軸承采用滿足軸重要求的AARD級軸承。

2.2 側架組成

側架組成主要包括側架、立柱磨耗板和滑槽磨耗板等。側架材質采用B+級鋼，中央為容納搖枕端部和懸掛減振裝置的方孔，兩端各有一個用于組裝軸承和承載鞍的窄導框，導框內側下部有擋鍵安裝孔，側架內側鑄有制動梁滑槽。在側架滑槽根部設置止擋，解決車輛在通過曲線時，制動梁 脫落造成的制動失效的技術問題，側架止擋安裝結構如圖1所示。

1—滑槽；2—止擋。

2.3 懸掛減振裝置

采用變摩擦減振裝置，其由懸掛彈簧組和斜楔減振器組成。

懸掛彈簧組為兩級剛度彈簧，空車時，僅外簧承載，增加空車撓度，提高運行平穩(wěn)性；重車時，所有彈簧承載，提供足夠剛度，保證空車和重車的連掛性能。

變摩擦減振器由組合式斜楔和減振彈簧組成。與控制型減振裝置的減振力不變相比，變摩擦減振器的減振彈簧同時參與承載，減振力可以隨車輛的載重的不同而改變，能夠為空車、重車不同載重狀態(tài)提供適宜的減振力，得到更優(yōu)良的運行性能。

2.4 搖枕組成

搖枕組成包括搖枕、斜面磨耗板、心盤磨耗盤、支點座等。搖枕采用分體心盤，兩端側面為減振裝置接口，兩端底部為彈簧承臺，頂面兩側設有旁承安裝座。下心盤內設有心盤磨耗盤，避免對心盤的直接磨耗。

2.5 基礎制動裝置

采用下拉桿式單側閘瓦制動裝置，其包括制動杠桿、組合式制動梁、機車閘瓦、支點、下拉桿、圓銷等。制動杠桿與車輛縱向鉛垂面夾角為0°。杠桿和支柱的孔鑲嵌ADI耐磨襯套，避免零部件直接磨耗。

組合式制動梁端頭設置成平直結構，可以保證機車閘瓦安裝在閘瓦托上之后很好地與車輪踏面斜度匹配。

2.6 常接觸彈性旁承組成

采用中國鐵路通用的JC型雙作用常接觸彈性旁承。該旁承有以下優(yōu)點：①該旁承為常接觸旁承，組裝后具有一定的預壓縮量，能夠提供車體回轉阻力距，提高車輛直線運行的穩(wěn)定性。②該旁承為雙作用型結構，在正常狀態(tài)下，提供穩(wěn)定的回轉阻力；在車體側滾時，通過滾子承載，限制車體側滾角過大，避免回轉阻力繼續(xù)升高，保證曲線通過性能。

為滿足漏斗車和平車兩用的要求，通過設置上心盤與上旁承距離，調整JC型雙作用旁承撓度在合理范圍，從而保證空車旁承載荷比滿足要求。

2.7 主要技術參數(shù)

17 t軸重轉向架的主要技術參數(shù)如下：軌距為1 000 mm，軸重為17 t，自身質量不大于3.6 t，最高運行速度為100 km/h，通過最小曲線半徑為80 m，固定軸距為1 750 mm，車輪直徑為840 mm，軸頸中心距為1 540 mm，旁承中心距為950 mm，心盤面距軌面高（54 kN）為（638±5）mm，下心盤直徑為305 mm，側架下平面距軌面距離為135 mm，基礎制動倍率為6，限界符合馬來西亞米軌限界要求。17 t軸重轉向架結構如圖2所示。

1—輪對；2—側架組成；3—減振裝置；4—搖枕組成；5—基礎制動裝置；6—滾動軸承裝置；7—常接觸彈性旁承組成。

3 主要零部件計算和試驗情況

3.1 輪軸強度計算

由于轉向架車輪除踏面外，其余與轉K2轉向架一致，因此可以滿足17 t軸重使用要求。車軸按照TB/T 2705—2010《鐵道車輛非動力車軸設計方法》進行了強度校核，計算結果表明車軸強度滿足使用要求。

3.2 側架強度和疲勞計算

對側架進行了靜強度和疲勞強度分析，結果表明，在規(guī)定工況下，側架最大應力不超過B+級鋼的許用應力，整體強度滿足TB/T 1335—1996《鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規(guī)范》的使用要求，整體剛度滿足TB/T 1959—2006《鐵路貨車搖枕側架載荷及疲勞試驗》的使用要求。

基于AAR研究報告R－387《關于制定疲勞設計使用的缺陷—品質判據(jù)的AAR指南說明》中的S-N曲線，側架各處的疲勞累積損傷小于1，疲勞強度滿足要求。

3.3 動力學分析計算

采用AAR四級譜，利用車輛系統(tǒng)多體動力學軟件SIMPACK9.5對裝用該轉向架的漏斗車、平車進行了空重車狀態(tài)下的動力學性能分析，在最高速度100 km/h范圍內，車輛蛇形運動穩(wěn)定性、直線運行品質及車輛在直線和曲線上運行安全性等動力學性能指標均滿足GB 5599的要求。

3.4 搖枕、側架試驗

轉向架搖枕、側架在中車四方車輛研究所進行靜載荷和疲勞試驗。試驗結果表明，搖枕、側架靜強度和疲勞分別滿足TB/T 1335《鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規(guī)范》和TB/T 1959《鐵路貨車搖枕側架載荷及疲勞試驗》的使用要求。

4 主要技術特點

主要技術特點如下：①采用雙作用常接觸彈性旁承和2級剛度懸掛裝置等技術措施，提高了轉向架的抗菱剛度、回轉阻力矩、車輛蛇形運動臨界速度、抗側滾能力和抗傾翻能力，降低輪軌間作用力，使轉向架具有良好的動力學性能；②滑塊磨耗套等部件采用非金屬耐磨材料，可以有效降低磨耗，延長換件周期，節(jié)約制造和檢修成本，提高轉向架研制和使用經濟性；③在側架滑槽末端（靠近搖枕一側）設置止擋，解決車輛運行中制動梁容易脫落的問題；④為匹配帶斜面的機車閘瓦，制動梁端頭為平直結構，并且制動梁為整體鍛造結構，工藝性好，強度高，可靠性好。

5 結束語

17 t軸重轉向架設計原則為盡量采用成熟結構匹配客戶個性化要求，通過仿真計算校核、樣機試制驗證，設計研制的轉向架方案合理可行，具有較好的可靠性和整車動力學性能。轉向架完成批量生產并交付，得到了客戶認可，開拓了公司米軌貨車出口市場。

［1］嚴雋髦，傅茂海.車輛工程［M］.北京：中國鐵道出版社，2008.

［2］武進雄，梁濤，張海麗，等.米軌鐵路20 t軸重貨車轉向架的研制［J］.鐵道技術監(jiān)督，2019，47（11）：59-62.

［3］中車山東機車車輛有限公司研究院.馬來西亞漏斗車動力學計算報告［R］.出版社不詳，2018.

［4］中車山東機車車輛有限公司研究院.馬來西亞轉向架側架分析報告［R］.出版社不詳，2018.

U270.331

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.18.021

2095－6835（2020）18－0056－02

〔編輯：王霞〕