160km/h快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架研制

引言

從2000年開始,原鐵道部就組織了相關(guān)單位進(jìn)行快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架研究工作,并取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。為積累鐵路快速貨物運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)儲(chǔ)備,提高鐵路快速貨運(yùn)產(chǎn)品的市場競爭力,中車長江有限公司在快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵技術(shù)的研究上取得了突破,成功研制了160km/h快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架。

1適用范圍

HZ160D型快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架適用于在中國標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路運(yùn)行、最大軸重18t、運(yùn)行速度160km/h的各型快運(yùn)鐵路貨車。

2主要技術(shù)參數(shù)

160km/h快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

3主要結(jié)構(gòu)

160km/h快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架為整體焊接構(gòu)架搖動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu),軸箱定位采用導(dǎo)柱式橡膠定位,二系搖動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)主要由輪對(duì)組成、構(gòu)架組成、搖枕組成、軸箱懸掛減振裝置、中央擺動(dòng)吊桿裝置、橫向液壓減振器、盤形制動(dòng)裝置、牽引拉桿裝置、長行程常接觸彈性旁承等組成。盤形制動(dòng)裝置為軸盤制動(dòng)方式,軸箱懸掛減振裝置采用了橡膠堆軸箱導(dǎo)柱式定位。

3.1輪對(duì)組成

輪對(duì)由針對(duì)18t軸重快運(yùn)貨車設(shè)計(jì)的RC22型車軸、HCs型車輪和制動(dòng)盤組成,車輪直徑為915mm,采用符合《機(jī)車車輛車輪輪緣踏面外形》（TB/T449）規(guī)定的LM型踏面。車輪材料為CL60鋼,車軸材料為LZ45CrV鋼,制動(dòng)盤材質(zhì)為蠕墨鑄鐵或鍛鋼。

3.2滾動(dòng)軸承裝置

采用160km/h快運(yùn)貨車用軸承,規(guī)格為130mm×230mm×160mm,軸承后擋設(shè)置有階梯槽,與軸箱后擋形成密封結(jié)構(gòu)。

3.3構(gòu)架組成

構(gòu)架為傳統(tǒng)的H型結(jié)構(gòu),構(gòu)架本體為鋼板焊接結(jié)構(gòu),主要由側(cè)梁、橫梁、牽引拉桿座、搖枕吊座、安全托座及安全托組成,側(cè)梁組成上焊有橫向止擋磨耗板、垂向減振器安裝座、牽引拉桿座、彈簧支撐座和搖枕吊座。橫梁組成上焊有盤形制動(dòng)單元吊座、橫向減震器安裝座、安全托座及縱向止擋,其中橫向減震器安裝座、安全托座及縱向止擋3個(gè)部件為一個(gè)整體。

3.4搖枕組成

搖枕由O345E鋼板焊成箱型結(jié)構(gòu),橫向減振器安裝座、旁承座和牽引拉桿座為鑄造結(jié)構(gòu),材質(zhì)為B+級(jí)鋼,縱向止擋磨耗板材質(zhì)為O235A,與搖枕組焊在一起:下心盤直徑為355mm,材質(zhì)為B級(jí)鋼,與搖枕采用防松螺母連接:橫向止擋為鋼與橡膠復(fù)合結(jié)構(gòu),通過螺栓與旁承盒連接為一體。

3.5軸箱懸掛減振裝置

軸箱懸掛減振裝置由軸箱、螺旋彈簧、導(dǎo)柱式橡膠定位器、彈性橡膠墊、垂向液壓減振器等組成,軸箱為鑄造結(jié)構(gòu)。導(dǎo)柱式橡膠定位器為橡膠與鋼結(jié)合結(jié)構(gòu),彈性橡膠墊為橡膠與鋼結(jié)合結(jié)構(gòu)。起吊止擋通過螺栓與導(dǎo)柱連接在一起,在起吊轉(zhuǎn)向架時(shí),輪軸及軸箱通過止擋與導(dǎo)柱連為一體。

3.6中央擺動(dòng)吊桿裝置

中央擺動(dòng)吊桿裝置由吊桿組成和托架組成,托架與搖枕通過拉鉚釘連接為一個(gè)整體。吊桿組成與構(gòu)架組成、托架之間采用球形橡膠關(guān)節(jié)連接,且通過拉鉚釘緊固,利用橡膠關(guān)節(jié)本身允許的角度偏轉(zhuǎn)提供吊桿的擺動(dòng)角度,并實(shí)現(xiàn)無磨耗結(jié)構(gòu)。

3.7盤形制動(dòng)裝置

盤形制動(dòng)裝置采用軸盤制動(dòng)系統(tǒng),由單元制動(dòng)缸、鉗夾組成、電子防滑器（機(jī)械防滑器）、CZ1直接式稱重閥等組成。單元制動(dòng)缸為10寸缸,防滑器可安裝機(jī)械防滑器和電子防滑器。

3.8牽引拉桿裝置

牽引拉桿裝置采用類似于Cw-200K轉(zhuǎn)向架用的牽引拉桿裝置,布置在搖枕下部,位置緊湊,主要由牽引拉桿體、橡膠彈性關(guān)節(jié)、定位卡座等組成,定位卡座與構(gòu)架、搖枕上的牽引拉桿座采用拉鉚釘連接。橡膠彈性關(guān)節(jié)為球較結(jié)構(gòu),以便釋放轉(zhuǎn)向架橫向移動(dòng)。

3.9常接觸長行程彈性旁承

采用常接觸長行程彈性旁承,增加轉(zhuǎn)向架與車體之間的回轉(zhuǎn)阻力矩,降低旁承剛度變化敏感度影響,提高轉(zhuǎn)向架運(yùn)行穩(wěn)定性。旁承由彈性旁承體、限位滾子、縱向鎖緊斜鐵、調(diào)整墊板等組成。通過限位滾子垂向限位、縱向鎖緊斜鐵消除縱向間隙,調(diào)整墊板,調(diào)整旁承壓縮量。

4主要零部件試驗(yàn)情況

4.1搖枕、構(gòu)架、吊桿裝置、軸箱裝置及牽引拉桿靜強(qiáng)度及疲勞試驗(yàn)

搖枕、構(gòu)架、吊桿裝置、軸箱裝置及牽引拉桿進(jìn)行了靜強(qiáng)度及疲勞試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,搖枕、構(gòu)架、軸箱強(qiáng)度滿足《鐵路應(yīng)用輪對(duì)和轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)要求的規(guī)定方法》(EN13749一2011)要求。

4.2橡膠定位器、吊桿球較、彈性旁承相關(guān)試驗(yàn)

橡膠定位器、吊桿球較、彈性旁承按相關(guān)試驗(yàn)完成了剛度、疲勞等性能試驗(yàn),結(jié)果滿足要求。

4.3液壓減振器性能試驗(yàn)

垂向液壓減振器和橫向液壓減振器都按《機(jī)車車輛油壓減振器技術(shù)條件》(TB/T1491）完成了尺寸檢查、阻尼力、示功、泄漏及耐久性等性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果滿足產(chǎn)品技術(shù)條件和TB/T1491的要求。

4.4螺旋鋼彈簧疲勞試驗(yàn)

螺旋鋼彈簧進(jìn)行疲勞試驗(yàn)檢驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)果表明:循環(huán)次數(shù)達(dá)到300萬次后,彈簧無裂紋和折斷,其疲勞強(qiáng)度滿足《機(jī)車車輛用壓縮鋼制螺旋彈簧》(TB/T2211）和關(guān)于印發(fā)《鐵路貨車轉(zhuǎn)向架圓柱螺旋彈簧技術(shù)條件》(運(yùn)裝貨車(2004)342號(hào)文）要求。4.5單元制動(dòng)缸沖擊及振動(dòng)試驗(yàn)

根據(jù)《160km/h快速貨車轉(zhuǎn)向架制動(dòng)夾鉗單元試驗(yàn)大綱》,完成了單元制動(dòng)缸的高低溫試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)、靈敏度試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)等,各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求。

5主要技術(shù)特點(diǎn)

(1）在Y37、轉(zhuǎn)26G轉(zhuǎn)向架、209Hs轉(zhuǎn)向架等既有貨車和客車轉(zhuǎn)向架成熟結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,該轉(zhuǎn)向架滿足了軸重18t、速度160km/h運(yùn)行要求:(2）采用帶搖枕心盤和旁承的共同承載結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)向架和車體連接方式與既有貨車轉(zhuǎn)向架相同,適應(yīng)既有貨車檢修場所,分解、裝配方便:(3）一系采用導(dǎo)柱式橡膠彈性定位結(jié)構(gòu),三向剛度獨(dú)立設(shè)置,具有良好的高速運(yùn)行穩(wěn)定性及曲線通過性能:(4）一系采用兩級(jí)剛度彈簧組和空重兩級(jí)阻尼的液壓減振器,滿足空重車不同的承載和減振要求:(5）二系采用小橫向剛度橡膠堆和橫向液壓減振器,提高了車輛橫向和垂向動(dòng)力學(xué)性能,結(jié)構(gòu)成熟可靠:(6）采用縱向牽引拉桿裝置,有效傳遞了縱向力和制動(dòng)力:(7）采用盤形制動(dòng)裝置,滿足了160km/h運(yùn)行制動(dòng)要求。

6結(jié)語

隨著我國高鐵迅猛發(fā)展,其運(yùn)營里程逐年增加,為我國鐵路開展快捷貨物運(yùn)輸創(chuàng)造了有力條件。按照中國鐵路總公司《關(guān)于加快推進(jìn)鐵路現(xiàn)代物流發(fā)展的指導(dǎo)意見》的文件精神,發(fā)展快捷的現(xiàn)代物流,拓展物流全過程服務(wù),實(shí)現(xiàn)鐵路貨運(yùn)轉(zhuǎn)型發(fā)展將作為貨運(yùn)方面的首要目標(biāo)。中車長江車輛有限公司帶搖動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)的160km/h快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架的研制成功,為鐵路快捷貨物運(yùn)輸裝備技術(shù)發(fā)展添磚加瓦,同時(shí)給其他形式的快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架研究提供了借鑒。