專屬機(jī)車徽像與司機(jī)室的設(shè)計(jì)研究

戚百靈

摘? 要? 著重介紹了專屬列車機(jī)車徽像的設(shè)計(jì)與司機(jī)室安裝的研究，從外觀的美觀、鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、輕量化、安裝方式到可靠性等進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。

關(guān)鍵詞：HXD3D型機(jī)車;徽像設(shè)計(jì);司機(jī)室;鋼結(jié)構(gòu)

1 引言

隨著國(guó)內(nèi)鐵路機(jī)車的發(fā)展和各專屬機(jī)車的更新?lián)Q代，對(duì)機(jī)車的速度要求也越來(lái)越高，專屬機(jī)車換型時(shí)速160公里HXD3D電力機(jī)車，高速度、大徽像、高風(fēng)阻，針對(duì)徽像設(shè)計(jì)與司機(jī)室安裝連接進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，新一代專屬機(jī)車應(yīng)運(yùn)而生。采用簡(jiǎn)單化、高強(qiáng)度、美觀輕量化鋼結(jié)構(gòu)，用最簡(jiǎn)單的安裝結(jié)構(gòu)，整體連接，增加整體強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)機(jī)車徽像與司機(jī)室前臉連接安裝。

2 HXD3D機(jī)車司機(jī)室設(shè)計(jì)

司機(jī)室的設(shè)計(jì)綜合考慮司機(jī)室的整體強(qiáng)度、美觀性、輕量化、安裝可靠性等要求來(lái)更好的設(shè)計(jì)，以安全運(yùn)營(yíng)，可靠性、美觀性的因素做分析研究從而充分發(fā)揮系統(tǒng)效能。整體的司機(jī)室設(shè)計(jì)采用proel三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立整體的司機(jī)室模型。司機(jī)室分別由前臉、左右側(cè)墻、后墻以及頂蓋等組成，主要加強(qiáng)司機(jī)室的前臉結(jié)構(gòu)，以保證安裝徽像承載的強(qiáng)度;司機(jī)室空調(diào)改為頂置式設(shè)計(jì)，方便空調(diào)的使用與維護(hù)。（圖1）

2.1 司機(jī)室鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

司機(jī)室的鋼結(jié)構(gòu)由司機(jī)室左、右側(cè)墻、前臉、頂蓋、底板組焊而成。為了保證司機(jī)室前臉的強(qiáng)度、剛度，整體梁采用材料為Q345E的壓型槽鋼和方鋼進(jìn)行設(shè)計(jì)，前臉蒙皮為6mm厚度的鋼板，同時(shí)內(nèi)部設(shè)計(jì)網(wǎng)格式加強(qiáng)梁，合理的布置分散受力，外部設(shè)計(jì)法蘭式徽像安裝座，安裝座與整體徽像最大程度保持一致，以保證安裝的強(qiáng)度;安裝座截面與司機(jī)室蒙皮面保證貼合，采用周邊滿焊，這樣提高了組焊的精度與強(qiáng)度。（圖2）

3 具體實(shí)施

具體方案：以連接體為主體，兼顧司機(jī)室前臉安裝及徽像安裝;在連接體安裝內(nèi)側(cè)，上、下、左、右彎板組焊成一個(gè)“法蘭式”連接體，連接體一側(cè)與徽像安裝的平面保證平面度為1，并開(kāi)18個(gè)螺栓孔，另一側(cè)貼合司機(jī)室前臉合適位置，將連接體與司機(jī)室前臉蒙皮進(jìn)行周邊阻焊;組焊后連接體的“法蘭面”結(jié)構(gòu)與司機(jī)室形成一個(gè)直立垂直的安裝面;“法蘭面”設(shè)有18個(gè)有螺栓安裝孔（附圖2）用于徽像的安裝，在徽像與連接體連接是時(shí)中間設(shè)計(jì)有橡膠圈，用于徽像安裝與機(jī)車運(yùn)用時(shí)起到減震作用;另外連接體的底部設(shè)有三個(gè)排水孔，用于排水;安裝整體徽像時(shí)螺母采用施必牢自鎖防脫螺母，緊固力矩要求220-250Nm，防止徽像在高速行駛時(shí)脫落的安全隱患，完成了徽像與機(jī)車的連接要求，保證了毛澤東號(hào)機(jī)車的安全行駛。

4計(jì)算載荷及工況

各工況的最大應(yīng)力（即Von Mises應(yīng)力），應(yīng)力云圖見(jiàn)圖3。

結(jié)論：

通過(guò)對(duì)毛澤東號(hào)HXD3D型機(jī)車主席像安裝座的受力分析，考慮兩種載荷組合，采用了3個(gè)計(jì)算工況，計(jì)算了安裝座的強(qiáng)度，在安裝座的各部位出現(xiàn)的最大應(yīng)力均小于材料Q235的許用應(yīng)力235MPa，表明安裝座的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

在我們鐵路交通日益發(fā)展的今天，專屬機(jī)車是鐵路上的一道風(fēng)景線，也是時(shí)代精神的象征，HXD3D機(jī)車徽像與司機(jī)室連接的成功研制，保證了徽像連接器強(qiáng)度，利用有限元及整合設(shè)備安裝方案的方法優(yōu)化結(jié)構(gòu)，進(jìn)行輕量化、美觀化設(shè)計(jì)，有效減少了安裝困難和低強(qiáng)度風(fēng)險(xiǎn)，利用施必牢自鎖防脫螺母緊固安裝，有效防止了徽像在高速行駛時(shí)脫落的安全隱患，完成了徽像與機(jī)車的連接要求，保證了專屬機(jī)車新一代毛澤東號(hào)機(jī)車的安全行駛。并且將方案優(yōu)化應(yīng)用的其他專屬車型、朱德號(hào)、共產(chǎn)黨員號(hào)等等。為我國(guó)的專屬機(jī)車的設(shè)計(jì)做出了巨大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔笛.機(jī)車司機(jī)室的設(shè)計(jì)與綜合舒適性研究[B].大連：大連機(jī)車車輛有限公司，2011.