【正文】 中對國外大軸重轉(zhuǎn)向架的型號、軸重及運行速度等應用情況進行分析 ??2 。 我國近年來重載車輛現(xiàn)狀 我國鐵路重載貨車引進消化了部分美國技術 , 如大容量緩沖器，轉(zhuǎn)動車鉤等 , 研制了專用貨車相繼投入運用 , 但數(shù)量有限、與北美澳大利亞采用第二代重載單元列車的技術差距較大。運輸效率有待提高。 本文主要工作 發(fā)展重載運輸 ,開發(fā) 30t 軸重的重載貨車 ,并保證其具有優(yōu)良的動力學性能 ,關鍵在于貨車轉(zhuǎn)向架結構型式的選取和懸掛參數(shù)的匹配。隨著貨車軸重增加 ,輪軌間的相互作用(特別是垂向相互作用 )不斷增強 ,車輛對軌道結構的破壞作 用及線路變形也隨之加劇 ,如不采取措施 ,將會大大增加軌道日常維護工作量 ,縮短軌道使用壽命。本文以減小 30t 軸重貨車轉(zhuǎn)向架輪軌相互作用力為目的 ,主要討論和研究以下內(nèi)容 : (l)根據(jù)國外重載運輸?shù)陌l(fā)展經(jīng)驗和我國國情 ,為我國 30t軸重貨車選擇合理的轉(zhuǎn)向架結構型式 ,并確定其初始參數(shù) 。 (2)在充分考慮貨車轉(zhuǎn)向架各種因素的基礎上建立重載貨車轉(zhuǎn)向架的模型 。 (3)在仿真模型基礎上 ,研究重載貨車搖枕結構對車輛力學性能的影響 ,提出我國 30t軸重貨車搖枕的適合結構 。 (4)運用 solidworks 建立 30t 軸重轉(zhuǎn)向架搖枕的三維 模型 ,并進行搖枕有限元計算 ,根據(jù)加載計算結果確定轉(zhuǎn)向架搖枕受載薄弱部位 。 (5)對我國 30t 及以上軸重貨車轉(zhuǎn)向架的未來研發(fā)做出預測 3 2 國內(nèi)外大軸重轉(zhuǎn)向架的現(xiàn)狀 國外大軸重轉(zhuǎn)向架 國外的 30t及以上軸重重載貨車轉(zhuǎn)向架代表有美國研發(fā)的一種自導向轉(zhuǎn)向架 Dresser DR1 轉(zhuǎn)向架、英國人設計的一種迫導向轉(zhuǎn)向架 Devine— scales 轉(zhuǎn)向架、由傳統(tǒng)三大件轉(zhuǎn)向架改進而來的側(cè)架交叉支撐式轉(zhuǎn)向架、英國開發(fā)了一種低軌道作用力 LTF 轉(zhuǎn)向架、法國研究出的一種焊接構架式第一系懸掛貨車轉(zhuǎn)向架 Y25 轉(zhuǎn)向架、南 非研制的 Scheffel自導向轉(zhuǎn)向架等 ??2 。 表 國外大軸重轉(zhuǎn)向架歸納 Dresser DR1轉(zhuǎn)向架 現(xiàn)有三大件轉(zhuǎn)向架承載鞍上加裝一對弓形導向臂，前后輪對的弓形導向臂在搖枕孔附近銷接在一起，兩個弓形導向臂在水平面內(nèi)可以相對轉(zhuǎn)動。當車輛通過曲線時，一個輪對產(chǎn)生搖頭轉(zhuǎn)動，并通過導向臂迫使轉(zhuǎn)向架上另一個輪對做相反方向的搖頭轉(zhuǎn)動，兩個輪對相對成八字形并接近曲線的徑向位置 Devinescales轉(zhuǎn)向架 當車輛進入曲線時，由于車體和轉(zhuǎn)向架間的相對回轉(zhuǎn)運動，導向杠桿系統(tǒng)使同一轉(zhuǎn)向架上兩輪對曲線外側(cè)的軸距擴大，曲線內(nèi)側(cè)的軸距縮小，從而使輪對處于徑向位置。在直線線路上，剛性構架和導向杠桿系統(tǒng)使輪對保持與線路中心線相垂直，抑制輪對的蛇行運動、增強車輛的橫向穩(wěn)定性 側(cè)架交叉支撐式轉(zhuǎn)向架 這種轉(zhuǎn)向架在側(cè)架上焊接筋板，兩根交叉支撐通過橡膠襯墊固定在側(cè)架筋板上，兩根支撐桿交叉于轉(zhuǎn)向架的中心線上。兩根交叉支撐可以從搖枕下部穿過，也可以在搖枕兩側(cè)腹板上開孔穿過。交叉支撐可以增加兩側(cè)架在水平面 內(nèi)的抗菱形剛度，提高三大件轉(zhuǎn)向架的抗蛇行穩(wěn)定性，提高車輛的臨界速度，但交叉支撐并不 4 妨礙兩側(cè)架在縱、垂平面內(nèi)的相對轉(zhuǎn)動，保持了三大件轉(zhuǎn)向架各車輪載荷均勻的優(yōu)點。 LTF轉(zhuǎn)向架 這種轉(zhuǎn)向架采用內(nèi)置軸箱，即軸箱安裝在車輪內(nèi)側(cè)，采用重量較小的鍛鋁軸箱，盤形制動，采用構架式兩系懸掛：一系懸掛為高圓簧，二系懸掛為橡膠彈簧，它們提供垂向和橫向的剛度；二系懸掛中有一個傾斜安裝的油壓減振器提供垂向和橫向減振阻尼。 Y25轉(zhuǎn)向架 60年代末法國研制的 UIC標準型貨車轉(zhuǎn)向架，焊接構架結構，一系螺旋鋼彈簧加利諾爾減 振器，軸箱定位，兩級剛度彈簧， UIC標準球面心盤和常接觸彈性旁承，運行速度 120km/h。 Scheffel自導向轉(zhuǎn)向架 在原三大件轉(zhuǎn)向架的基礎上加一個副構架，安裝在一個輪對的左右兩個承載鞍上，前后兩個副構架由兩根交叉支撐銷接。這種交叉支撐結構能保證輪對徑向通過曲線，轉(zhuǎn)向架側(cè)架和副構架間在承載鞍前后位置有剪切剛度較小的橡膠墊，也便于 5 輪對徑向通過曲線。 我國國內(nèi)及出口大軸重轉(zhuǎn)向架 我國鐵路重載貨車技術主要還是消化吸收了美國和加拿大的技術。早期主型貨車轉(zhuǎn)向架為轉(zhuǎn) 8A 型轉(zhuǎn)向架 ,之后我國對 既有轉(zhuǎn) 8A 型轉(zhuǎn)向架進行改造 ,設計制造了轉(zhuǎn) 8AG 型和轉(zhuǎn) 8G 型轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn) 8 型系列轉(zhuǎn)向架停產(chǎn)以后為繼設計制造了 21t 軸重的轉(zhuǎn) K轉(zhuǎn)K轉(zhuǎn) K3 和轉(zhuǎn) K4 型轉(zhuǎn)向架 ,因大秦線將開行 2 萬噸重載列車 ,后分別研制出 25t 軸重的轉(zhuǎn) K轉(zhuǎn) K6 型轉(zhuǎn)向架。后來引進南非 Scheffel 徑向轉(zhuǎn)向架技術 ,研制出 25t 軸重的轉(zhuǎn)K7 型轉(zhuǎn)向架。 25t 軸重轉(zhuǎn) K轉(zhuǎn) K轉(zhuǎn) K7 型轉(zhuǎn)向架均已裝配在 C80 運煤專用敞車上 ,并在大秦線上得到運用 ??3 。 雖然目前我國重載專用 貨車的最大軸重僅為 25t，但我國卻成功出口了許多軸重大于或等于 25t 的重載貨車轉(zhuǎn)向架。出口的轉(zhuǎn)向架都有出口委內(nèi)瑞拉 30t 軸重轉(zhuǎn)向架， 出口澳大利亞 軸重轉(zhuǎn)向架 ，出口巴西 25t 軸重轉(zhuǎn)向架。 表 我國國內(nèi)及出口大軸重轉(zhuǎn)向架歸納 轉(zhuǎn) 8A型轉(zhuǎn)向架 其側(cè)架 — 搖枕定位剛度不足，致使菱形剛度低，容易產(chǎn)生菱形變位，導框式軸箱定位致使轉(zhuǎn)向架蛇行運動穩(wěn)定性差，滾動軸承損壞過快。 6 轉(zhuǎn) 8AG型轉(zhuǎn)向架 兩個側(cè)架間加裝彈性下交叉支撐裝置，采用了雙作用彈性旁承，采用兩級剛度彈簧，加裝心盤磨耗盤，使心盤受力均勻，減少 上下心盤之間的磨耗 ??4 ； 轉(zhuǎn) K7型轉(zhuǎn)向架 7 出口委內(nèi)瑞拉 30t軸重轉(zhuǎn)向架 南車集團眉山車輛廠與委內(nèi)瑞拉某公司簽訂了自翻車出口合同，該轉(zhuǎn)向架為安裝有常摩擦減振裝置的控制型轉(zhuǎn)向架，主要由搖枕、側(cè)架、輪對、雙列圓錐滾子軸承、減振裝置和基礎制動裝置等組成 ??5 。 出口澳大利亞 重轉(zhuǎn)向架 齊齊哈爾鐵路車輛有限責任公司為澳大利 亞力拓礦石公司開發(fā)研制了 的貨車轉(zhuǎn)向架。該轉(zhuǎn)向架為鑄鋼三大件控制型轉(zhuǎn)向架，主要由側(cè)架、搖枕、中央彈簧懸掛裝置、減振裝置、輪對、基礎制動裝置、彈性旁承等組成 ??6 。 出口巴西25t軸重轉(zhuǎn)向架 該轉(zhuǎn)向架為 25t軸重新型鑄鋼三大件轉(zhuǎn)向架 ,采用 Barber S2M型變摩擦減振器的中央彈簧懸掛裝置 ,斜楔為加寬分離式 ,加寬了側(cè)架立柱磨耗板和搖枕斜楔插板 。下心盤與搖枕鑄成一體 。側(cè)架與導框頂面焊裝磨耗板 ,滑槽內(nèi)鑲卡入式磨 耗板 ,搖枕斜楔槽內(nèi)焊插板 ?；A制動裝置為下拉桿式單側(cè)閘瓦制動 ,采用高磨合成閘瓦 ,雙滾子間隙旁承 ??7 。 8 3 轉(zhuǎn)向架的結構選型 隨著貨物列車重載化的發(fā)展，特別是隨著貨車軸重的增加，列車與線路間動態(tài)相互作用顯著增強，加劇了車輛磨損，降低了車輛部件的使用壽命；同時，列車對軌道結果的破壞作用及線路變形也隨之加劇。開發(fā)低動力作用轉(zhuǎn)向架可以減輕重載列車和線路間的相互作用 轉(zhuǎn)向架選型原則 1）減小簧下質(zhì)量 簧下質(zhì)量對輪軌垂向動作用力特別是低 頻作用力的影響很大。降低簧下質(zhì)量的有效措施是采用一系懸掛 三向定位的彈性承載鞍。 2）優(yōu)化車輪參數(shù) 加大輪徑可有效減小輪軌的接觸應力，但是輪徑增加將導致車輛簧下重量增加，輪軌間相互作用加劇，并且使車輛重心升高，對車輛運行平穩(wěn)性不利，所以重載輪徑應限制在一個合理的范圍。 3）減小一系橫向定位剛度 一系彈簧橫向定位剛度對輪軌間橫向作用力影響很大，減小橫向定位剛度不僅可以降低車輛對軌道的動力作用，還可以提高抗脫軌安全性。 （但是一系懸掛在縱向和橫向的定位剛度對于車輛蛇行穩(wěn)定性有很大影響，故只能在保證橫向蛇 行穩(wěn)定性的前提下減小軸箱彈簧的橫向定位剛度。） 4）發(fā)展徑向轉(zhuǎn)向架 采用徑向轉(zhuǎn)向架能減小或消除輪對沖角，有效的減小輪軌磨損 ??8 。 轉(zhuǎn)向架結構特點 1）該轉(zhuǎn)向架屬于 30t 軸重低動力作用鑄鋼三大件式貨車轉(zhuǎn)向架。需要要貨車廠具有豐富的設計和生產(chǎn)三大件貨車轉(zhuǎn)向架的經(jīng)驗 ,并具有較強的鑄造能力。與側(cè)架擺動式三大件轉(zhuǎn)向架相比 ,側(cè)架交叉支撐式轉(zhuǎn)向架結構相對簡單 ,磨耗件小 ,易于推廣 ,檢修方便 。 2）采用一系懸掛裝置 ,減輕轉(zhuǎn)向架的簧下質(zhì)量。一系懸掛 我決定采用三向定位的彈性承載鞍，這樣能降低輪軌動作用