【文章內(nèi)容簡介】 截面高度根據(jù)噸位不同有較大的差異。對于鵝頸處縱梁截面高，平板 結(jié)構(gòu)因受貨臺高度限制，在保證強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡可能采用小尺寸。如： 載質(zhì)量 15t，鵝頸處縱梁高 160 mm左右； 載質(zhì)量 20t，鵝頸處縱梁高 160~210 mm； 載質(zhì)量 20t以上，鵝頸處縱粱高 210~230 mm。 對于階梯式、凹梁式半掛車的鵝頸尺寸不受貨臺高 度限制，為保證強(qiáng)度，鵝頸縱梁高度尺寸可適當(dāng)放寬。 對于縱梁主截面的最大高度，可參考以下尺寸； 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第二節(jié) 半掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 載質(zhì)量 15t，主截面高 300 mm左右；載質(zhì)量 20~30t， 主截面高 350~450 mm；載質(zhì)量 40~50t，主截面高 450~550 mm。 半掛車車架縱梁沿其長度方向截面尺寸的變化．主要根據(jù)彎曲強(qiáng)度汁 算和總體布置確定。對于平板式結(jié)構(gòu)，鵝頸處的截面高度將影響貨臺上平 面高度。對于階梯式結(jié)構(gòu)，也是為了降低貨臺上平面，將輪軸上方縱梁部 位收縮，保證轉(zhuǎn)盤或懸架系統(tǒng)的活動空間。在縱梁受力較大的區(qū)段內(nèi)可局 部增設(shè)加強(qiáng)板或采用箱形截面。車架縱梁均采用高腹板結(jié)構(gòu)，主截面的高 和翼板寬度之比為 ~。 目前各生產(chǎn)廠家為了便于產(chǎn)品變型和多品種生產(chǎn)，規(guī)定了縱梁腹板、 翼板尺寸規(guī)范，從而可采用幾種規(guī)定尺寸的腹板和翼板的組合，來滿足各 種噸位半掛車車架縱梁的要求。車架縱梁也可選用型鋼。 2．橫梁 橫梁是連接左右縱梁組成車架的主要構(gòu)件。橫梁本身的抗極性能及橫 梁在車架上的分布，直接影響著車架的內(nèi)應(yīng)力及車架的剛度、合理地設(shè)計(jì) 橫梁可以保證車架具有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。 半掛車車架中的橫梁有沖壓成形或直接采用型材，前者比后者輕 15％ ~20％。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第二節(jié) 半掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 常采用的橫梁結(jié)構(gòu)有： (1)圓管形 具有較高的扭轉(zhuǎn)剛度，但因縱梁截而高度較大，為使載荷 從整個(gè)截面?zhèn)鬟f到橫梁上，必須補(bǔ)焊許多連接板，故增加了車架質(zhì)量、成 本高、工藝復(fù)雜。另外，當(dāng)招轉(zhuǎn)較嚴(yán)重時(shí)，連接板處匝力較大。因此圓管 形橫梁一般只布置在車架縱梁的兩端，靠近下翼板、增強(qiáng)車架整體扭轉(zhuǎn)剛 度。 (2)工字形 對載荷傳遞較為理想，但縱梁翼緣和橫梁翼緣連接．對扭 轉(zhuǎn)約束較大，因而翼緣產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較大。 (3)槽形 多用鋼板沖壓成形，制造工藝簡單、成本低，為許多廠家采 用．但扭轉(zhuǎn)剛度較差。 (4)箱形 和圓管形橫梁有類似的特點(diǎn)，具有較好的抗扭性。 橫梁的截面尺寸通常用類比法確定。從產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用 化考慮，應(yīng)采用一、二種規(guī)格尺寸的橫梁，在布置上采用疏密不同的方式 來滿足各種噸位級別半掛車的要求。 橫梁在布置時(shí)．其間距為 700一 1200 mm，一般以 800 mm為宜。 車架結(jié)構(gòu)的整體剛度，除和縱梁、橫梁自身的剛度有關(guān)外，還直接受 節(jié)點(diǎn)連接剛度的影響，節(jié)點(diǎn)的剛度越大，車架的整體剛度也越大。因此， 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第二節(jié) 半掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 正確選擇和合理設(shè)計(jì)橫梁和縱梁的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，是車架設(shè)計(jì)的重要問題，下面 介紹幾種節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。 (1)橫梁和縱梁上下翼緣連接 (見圖 8—26(a)) 這種結(jié)構(gòu)有利于提高車架 的扭轉(zhuǎn)剛度，但在受扭嚴(yán)重的情況下，易產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)、因而在縱梁翼緣處 會出現(xiàn)較大內(nèi)應(yīng)力。該結(jié)構(gòu)形式一般用在半掛車鵝頸區(qū)、支承裝置處和后懸 架支承處。 (2) 橫梁祁縱梁的腹板連接 (見圖 8—26(b)) 這種結(jié)構(gòu)剛度較差，允許縱 梁截面產(chǎn)生自出翹曲。不形成約束扭轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)形式多用在扭轉(zhuǎn)變形較小 的車架中部橫梁上。 (3)橫梁與縱梁上翼緣和腹板連接 (見圖 8—26(c)) 這種結(jié)構(gòu)兼有以上面 種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)．故應(yīng)用較多。 (4)橫梁貫穿縱梁腹板連接 (見圖 8—27) 這種結(jié)構(gòu)稱為貫穿連接結(jié)構(gòu)， 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第二節(jié) 半掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 是目前國內(nèi)外廣泛采用的半掛車車架結(jié)構(gòu)。它在貫穿處只焊接橫梁腹板，其 上下翼板不焊接，并在穿孔之間留有間隙。當(dāng)縱梁產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，允許縱 梁相對橫梁產(chǎn)生微量位移，從而消除應(yīng)力集中現(xiàn)象。但車架整體扭轉(zhuǎn)剛度較 差，需要在靠近縱梁兩端處加橫梁來提高扭轉(zhuǎn)剛度。 貫穿橫梁式結(jié)構(gòu)，由于采用了整體橫梁，減少了焊縫，使焊接變形減少。 同時(shí)還具有腹板承載能力大，并且在偏載較大時(shí)，能使車架各處所產(chǎn)生的應(yīng) 力分布較均勻的特點(diǎn)。 為了提高車架的橫向剛度以及減少車架縱梁外側(cè)橫梁的懸伸長度，希望 車架兩縱梁之間的寬度應(yīng)盡可能大一些。從簡化制造工藝考慮，車架兩縱梁 間宜采用前后等寬結(jié)構(gòu)。 車架寬度結(jié)構(gòu)可以根據(jù)輪胎型號的不同而有不同。建議采用如圖 8—28 和表 8—3所示的尺寸。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第二節(jié) 半掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 輪胎 輪距 輪軸總長 輪胎與縱梁 二縱梁外側(cè) 車架總寬度 L1/mm L2/mm 間隙 L3/mm 間距離 L4/mm L5/mm ~20 ~20 ~20 ~20 1800 1800 1820 1820 2350 2424 2450 2487 60 58 55 51 1130 1060 1080 1050 2440 2440 2440 2440 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第二節(jié) 半掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 5．車架底板結(jié)構(gòu) 半掛車車架底板主要由車架縱梁、 橫梁、邊緣、面板等組成。而面板 結(jié)構(gòu)根據(jù)不同貨物運(yùn)輸?shù)囊?，? 不同的結(jié)構(gòu)。圖 8—29是常見的幾 種結(jié)構(gòu)。 底板和橫梁酌連接形式 如圖 8—30所示。目前 大多數(shù)廠家采用圖 8— 30(b)的結(jié)構(gòu)，也有部 分廠家采用圖 8—30(a) 的結(jié)構(gòu)。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 一、全掛車的總體結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) （一）全掛車的總體結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 典型全掛車的總體結(jié)構(gòu)如圖 8—31所示，由圖中可見，全掛車和半掛 車的最大不同是汽車列車在運(yùn)輸作業(yè)時(shí)，掛車的全部載荷由掛車承受、 牽引車只起牽引的作用。因此，全掛車的前支承為輪軸結(jié)構(gòu)，且通常前 軸設(shè)有轉(zhuǎn)向裝置．以減少輪胎的側(cè)滑、磨損和汽車列車的轉(zhuǎn)向阻力。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) (二 )全掛車的總體尺寸及軸載質(zhì)量分配 全掛車的總體尺寸應(yīng)符合 JT 3104—82《 貨運(yùn)掛車系列型譜 》 和 JT3105—82《 貨運(yùn)全掛車通用技術(shù)條件 》 中所提出的要求。此外，在進(jìn) 行總布置時(shí)，還應(yīng)考慮以下參數(shù)的確定。 1．總體尺寸 普通全掛車總體尺寸如圖 8—32所示。對于裝載質(zhì)量為 8t或 8t以下的全 掛車，其車架兩縱梁寬度 B＝ 1100 mm；前、后輪距系列尺寸 B1＝ B2＝ 1740或 1800 mm；鋼板彈簧中心距 Bf＝ 1046或 1106mm。車箱寬度 Ba。 有： Ba＝ B32α (8—4) 式中 B3—雙輪輪胎的外邊緣寬度 (mm)； α —車箱寬度縮小值，可取 8~15mm。 滿載時(shí)輪胎和車架底面之間的距離 h1≥30mm；滿載時(shí)輪胎的凈跳動距 h2≥ 130mm(—20輪胎 )或 120 mm(—20輪胎 )。 對于欄板的中心立柱，當(dāng)車廂總長 Ls≤4000mm時(shí)可不設(shè)置，當(dāng) La＞ 4000mm時(shí)應(yīng)設(shè)置。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 前軸質(zhì)量 m1可依據(jù)前軸質(zhì)量分配系數(shù)來 確定，即： m1=181。mb mb—全掛車總質(zhì)量 (kg)： 181。 —前軸質(zhì)量分配系數(shù)，可?。? (kg) 181。=(La2Lk)/2L=~ La、 Lk、 L如圖 832所示。 二、全掛車的軸轉(zhuǎn)向裝置 全掛車一般是軸轉(zhuǎn)向，可分為單轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向和雙轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向，如圖 833所示。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 單轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向的全掛車轉(zhuǎn)向軸一般為長軸式，可以是一排一根 (見圖 8—33(a)， 也可以是二排二根 (見圖 8—31(b)。而雙轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向的全掛車，其轉(zhuǎn)向軸為短軸 式，通常為一排二根 (見圖 8—33(b))。 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置是為實(shí)現(xiàn)鈾轉(zhuǎn)向而設(shè)計(jì)的，它又分為有主銷式和無主銷式兩種。 (一 )有主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置 有主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)如圖 8—34所示。其特點(diǎn)是：水平方向的作用力 由主銷承受，而垂直方向的力則由轉(zhuǎn)盤承受。由于主銷和主銷座孔之間存在問 隙，掛車行駛時(shí)會產(chǎn)生振動和沖擊，所以該裝置目前應(yīng)用較少。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) (二 )無主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置 無主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)如圖 8—35所示。其特點(diǎn)是：水平和垂直方 向的力都由轉(zhuǎn)盤或座圈承受。由于滾球與滾道之間間隙小，所以有利于承受 動載荷和提高行駛穩(wěn)定性。 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置上的載質(zhì)量及全掛車的最大總質(zhì)量應(yīng)符合表 8—4的規(guī)定。 按所設(shè)計(jì)的掛車最大總質(zhì)量及轉(zhuǎn)向裝置的承載質(zhì)量選用不同型號的轉(zhuǎn)盤裝 置，并根據(jù)所選定的型號，由圖 835及表 8—5初定其主要尺寸。再根據(jù)所 設(shè)計(jì)掛車的有關(guān)尺寸，結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行修正。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 三、全掛車的牽引聯(lián)接裝置 (一 )牽引鉤及掛環(huán) 全掛汽車列車的拖掛 —牽引聯(lián)接裝置以牽引鉤 —掛環(huán)為主，牽引鉤安裝 在牽引車車架后橫梁及附加支撐 (以下簡稱車架上 )，掛環(huán)安裝在全掛車的 牽引架上。通過牽引鉤與掛環(huán)使?fàn)恳嚭腿珤燔嚶?lián)接。 牽引鉤分為固定式和可拆卸式，如圖 8—36所示。前者直接固定在車架 上，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、可靠，但緩沖性差。后者采用螺栓聯(lián)接到車架 上，通過緩沖彈簧或緩沖橡膠件吸收一定的沖擊負(fù)荷，故應(yīng)用較多。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 掛環(huán)結(jié)構(gòu)較簡單，掛環(huán)孔可鑲套或不 鑲套。掛環(huán)的型式與尺寸以及牽引鉤 和掛環(huán)之間機(jī)械聯(lián)接裝置的尺寸參見 GB 473l一 84《 牽引車與全掛車的 機(jī)械聯(lián)接裝置互換性 》 。 (二 )牽引架的長度和離地高度 牽引架是牽引車與全掛車之間的聯(lián)接構(gòu)件總戊。全掛車牽引架向上或向 下傾斜時(shí)，均產(chǎn)生垂直分力，因此，聯(lián)接裝置必須保證牽引力能以最小角度 傳到掛車上．從而獲得最好的牽引效果。另外，掛鉤和牽引架的結(jié)構(gòu)參數(shù)也 涉及到汽車列車的縱向越障能力，要求牽引架在垂直平面內(nèi)的允許擺角不小 于 160176。 ~180176。 。 一般牽引架的長度為 1500~l1800 mm；重型全掛車 為 1800~2300mm。 牽引架在掛車滿載時(shí)應(yīng)平行于路面，對于中小噸位掛車，牽引裝置的離 地高度為 600~900 mm，大噸位接車為 650~1100 mm。 牽引架上牽引桿的擺動角 (包括回轉(zhuǎn)角、縱擺角、側(cè)擺角、水平間隙角 ) 以及牽引裝置的前置距、掛車前端回轉(zhuǎn)面距離等，參見 GB4781—84的規(guī) 定。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) (三 )牽引拖臺 牽引拖臺是半掛車祁全掛車的轉(zhuǎn)換裝置，它由全技車用的牽引架和前軸 總成與半掛車用的牽引座一起構(gòu)成。 半技車與牽引拖臺聯(lián)接組成全掛式掛車。半掛車的聯(lián)接、分離可通過牽 引拖臺的轉(zhuǎn)換束實(shí)現(xiàn)，如圖 8—37所示。這種裝置可用普通載貨汽車牽引 半掛車。團(tuán) 8—38為一種引拖臺的總體尺寸。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 四、全掛車車架設(shè)計(jì) (一 )車架的結(jié)構(gòu)型式 中、小噸位全轉(zhuǎn)車車架由兩根縱梁和若干根橫梁組成，常見的結(jié)構(gòu)形式 如圖 839所示。為了簡化工藝和布置方便，車架縱、橫梁多采用槽形等斷 面結(jié)構(gòu)，為減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量， —般采用鋼板沖壓成形。兩根縱梁前后等寬布 置，使車架具有較強(qiáng)的抗彎性能。 圖 8—40為縱、橫梁為箱形截面的車架，是按整體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。其 特點(diǎn)是在滿足車架抗彎強(qiáng)度的前提下，能大幅度提高車架的抗扭強(qiáng)度，減少 車架高度，降低掛車承載面。 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第三節(jié) 全掛車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 車架縱梁和橫梁的連接形式，可參照前面 半掛車縱梁和橫梁的連接結(jié)構(gòu)。要指出的 是，車架在連接處大都設(shè)有輔助加強(qiáng)板，可 分為整體承托式和分塊補(bǔ)角式，如圖 841所 示。在設(shè)計(jì)中，車架上平面一般用分塊補(bǔ)角 式，下平面則用整體承托式。對轉(zhuǎn)盤底座后 部和車架交接處 (即圖 839和圖 840的 mm 斷面 )。連接鋼板除必須用整體承托式外，必 要時(shí)還應(yīng)向跨中延伸，以降低 mm危險(xiǎn)截面 的應(yīng)力。 重型全掛車的車架和半掛車一樣．按結(jié)構(gòu) 也可分為平板式、階梯式 和凹梁式三種。 平板式車架縱梁的上翼面是平直的。 其優(yōu)點(diǎn)是貨臺底板平整，制造工藝簡單。 國產(chǎn) 150t大型平板全掛車就是一例， 第八章 汽車列車的結(jié)構(gòu)與