160km/h快運貨車轉向架研制

引言

從2000年開始,原鐵道部就組織了相關單位進行快運貨車轉向架研究工作,并取得了實質性進展。為積累鐵路快速貨物運輸?shù)募夹g儲備,提高鐵路快速貨運產品的市場競爭力,中車長江有限公司在快運貨車轉向架關鍵技術的研究上取得了突破,成功研制了160km/h快運貨車轉向架。

1適用范圍

HZ160D型快運貨車轉向架適用于在中國標準軌距鐵路運行、最大軸重18t、運行速度160km/h的各型快運鐵路貨車。

2主要技術參數(shù)

160km/h快運貨車轉向架主要技術參數(shù)如表1所示。

3主要結構

160km/h快運貨車轉向架為整體焊接構架搖動臺結構,軸箱定位采用導柱式橡膠定位,二系搖動臺結構主要由輪對組成、構架組成、搖枕組成、軸箱懸掛減振裝置、中央擺動吊桿裝置、橫向液壓減振器、盤形制動裝置、牽引拉桿裝置、長行程常接觸彈性旁承等組成。盤形制動裝置為軸盤制動方式,軸箱懸掛減振裝置采用了橡膠堆軸箱導柱式定位。

3.1輪對組成

輪對由針對18t軸重快運貨車設計的RC22型車軸、HCs型車輪和制動盤組成,車輪直徑為915mm,采用符合《機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,制動盤材質為蠕墨鑄鐵或鍛鋼。

3.2滾動軸承裝置

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

3.3構架組成

構架為傳統(tǒng)的H型結構,構架本體為鋼板焊接結構,主要由側梁、橫梁、牽引拉桿座、搖枕吊座、安全托座及安全托組成,側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個部件為一個整體。

3.4搖枕組成

搖枕由O345E鋼板焊成箱型結構,橫向減振器安裝座、旁承座和牽引拉桿座為鑄造結構,材質為B+級鋼,縱向止擋磨耗板材質為O235A,與搖枕組焊在一起:下心盤直徑為355mm,材質為B級鋼,與搖枕采用防松螺母連接:橫向止擋為鋼與橡膠復合結構,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,軸箱為鑄造結構。導柱式橡膠定位器為橡膠與鋼結合結構,彈性橡膠墊為橡膠與鋼結合結構。起吊止擋通過螺栓與導柱連接在一起,在起吊轉向架時,輪軸及軸箱通過止擋與導柱連為一體。

3.6中央擺動吊桿裝置

中央擺動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整體。吊桿組成與構架組成、托架之間采用球形橡膠關節(jié)連接,且通過拉鉚釘緊固,利用橡膠關節(jié)本身允許的角度偏轉提供吊桿的擺動角度,并實現(xiàn)無磨耗結構。

3.7盤形制動裝置

盤形制動裝置采用軸盤制動系統(tǒng),由單元制動缸、鉗夾組成、電子防滑器（機械防滑器）、CZ1直接式稱重閥等組成。單元制動缸為10寸缸,防滑器可安裝機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、橡膠彈性關節(jié)、定位卡座等組成,定位卡座與構架、搖枕上的牽引拉桿座采用拉鉚釘連接。橡膠彈性關節(jié)為球較結構,以便釋放轉向架橫向移動。

3.9常接觸長行程彈性旁承

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

4主要零部件試驗情況

4.1搖枕、構架、吊桿裝置、軸箱裝置及牽引拉桿靜強度及疲勞試驗

搖枕、構架、吊桿裝置、軸箱裝置及牽引拉桿進行了靜強度及疲勞試驗,試驗結果表明,搖枕、構架、軸箱強度滿足《鐵路應用輪對和轉向架轉向架結構要求的規(guī)定方法》(EN13749一2011)要求。

4.2橡膠定位器、吊桿球較、彈性旁承相關試驗

橡膠定位器、吊桿球較、彈性旁承按相關試驗完成了剛度、疲勞等性能試驗,結果滿足要求。

4.3液壓減振器性能試驗

垂向液壓減振器和橫向液壓減振器都按《機車車輛油壓減振器技術條件》(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,試驗結果滿足產品技術條件和TB/T1491的要求。

4.4螺旋鋼彈簧疲勞試驗

螺旋鋼彈簧進行疲勞試驗檢驗,檢驗結果表明:循環(huán)次數(shù)達到300萬次后,彈簧無裂紋和折斷,其疲勞強度滿足《機車車輛用壓縮鋼制螺旋彈簧》(TB/T2211）和關于印發(fā)《鐵路貨車轉向架圓柱螺旋彈簧技術條件》(運裝貨車(2004)342號文）要求。4.5單元制動缸沖擊及振動試驗

根據《160km/h快速貨車轉向架制動夾鉗單元試驗大綱》,完成了單元制動缸的高低溫試驗、氣密性試驗、靈敏度試驗、振動試驗等,各項試驗結果滿足產品技術條件要求。

5主要技術特點

(1）在Y37、轉26G轉向架、209Hs轉向架等既有貨車和客車轉向架成熟結構基礎上,該轉向架滿足了軸重18t、速度160km/h運行要求:(2）采用帶搖枕心盤和旁承的共同承載結構,轉向架和車體連接方式與既有貨車轉向架相同,適應既有貨車檢修場所,分解、裝配方便:(3）一系采用導柱式橡膠彈性定位結構,三向剛度獨立設置,具有良好的高速運行穩(wěn)定性及曲線通過性能:(4）一系采用兩級剛度彈簧組和空重兩級阻尼的液壓減振器,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力學性能,結構成熟可靠:(6）采用縱向牽引拉桿裝置,有效傳遞了縱向力和制動力:(7）采用盤形制動裝置,滿足了160km/h運行制動要求。

6結語

隨著我國高鐵迅猛發(fā)展,其運營里程逐年增加,為我國鐵路開展快捷貨物運輸創(chuàng)造了有力條件。按照中國鐵路總公司《關于加快推進鐵路現(xiàn)代物流發(fā)展的指導意見》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,實現(xiàn)鐵路貨運轉型發(fā)展將作為貨運方面的首要目標。中車長江車輛有限公司帶搖動臺結構的160km/h快運貨車轉向架的研制成功,為鐵路快捷貨物運輸裝備技術發(fā)展添磚加瓦,同時給其他形式的快運貨車轉向架研究提供了借鑒。