印度布山380t魚雷型混鐵車的研制

馮亮

（秦皇島秦冶重工有限公司，河北秦皇島066000）

印度布山380t魚雷型混鐵車的研制

馮亮

（秦皇島秦冶重工有限公司，河北秦皇島066000）

介紹了印度布山380 t魚雷型混鐵車的技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點、計算及試驗情況。

混鐵車；參數(shù)；結(jié)構(gòu)；試驗

1 380 t魚雷型混鐵車的主要用途

2010年秦冶重工有限公司為印度布山鋼鐵公司研制生產(chǎn)380t魚雷型混鐵車。該車于2010年3月完成設(shè)計，同年完成試制、試驗?，F(xiàn)已完成批量生產(chǎn)并交付用戶使用。

該車適用于在軌道內(nèi)側(cè)距為1 676 mm的印度鐵路上運行，主要用于布山鋼鐵公司廠內(nèi)運輸380 t鐵水。

2 主要技術(shù)參數(shù)

表1為印度布山380 t魚雷型混鐵車主要技術(shù)參數(shù)。

表1 印度布山380 t魚雷型混鐵車主要技術(shù)參數(shù)

3 主要結(jié)構(gòu)

罐車主要由罐體裝置、主動端裝置、傾動裝置、從動端裝置、走行裝置組成（圖1）。

3.1 走行裝置

走行裝置由車鉤緩沖裝置、二軸轉(zhuǎn)向架、上車架、大心盤裝配、大搖枕組成（圖2）。

1）車鉤緩沖裝置。車鉤緩沖裝置由13AB加長型下作用車鉤、13AB型車鉤尾框、合金鋼鉤尾銷和ST型緩沖器組成。

2）轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架為鑄鋼三大件式轉(zhuǎn)向架，主要由搖枕、側(cè)架、輪對、軸承等組成。

3）上車架。上車架采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，主要由側(cè)梁、枕梁、橫梁及上下封板組焊而成。側(cè)梁為由上下蓋板及腹板組焊而成的變斷面箱形結(jié)構(gòu)，枕梁為由上下蓋板及腹板組焊而成的箱形結(jié)構(gòu)，橫梁為由上下蓋板、腹板組焊而成的工字形結(jié)構(gòu)。

4）大心盤裝配。大心盤裝配由平面上心盤、平心盤墊、平面下心盤、大中心銷裝配以及連接上車架和主動端裝置的鏈接螺栓組成。

5）大搖枕。大搖枕采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，主要由側(cè)梁、枕梁組焊而成。側(cè)梁和枕梁均為上下蓋板、腹板及隔板組焊而成的變斷面箱形結(jié)構(gòu)。

3.2 傾動裝置

傾動裝置由主減速機、耳軸齒輪、高速電機、低速電機等部分組成。主減速機為五級行星減速機（圖3），具有高、低速兩個輸入軸。耳軸齒輪采用2組切向鍵固定在罐體驅(qū)動側(cè)耳軸上。高低速轉(zhuǎn)換利用減速機輸入部分的行星齒輪機構(gòu)實現(xiàn)。

3.3 主動端裝置

圖1 印度布山380t魚雷型混鐵車結(jié)構(gòu)圖

圖2 印度布山380t魚雷型混鐵車走行裝置結(jié)構(gòu)圖

圖3 五級行星減速機結(jié)構(gòu)

主動端裝置由主動端平臺、主軸承、輔助軸承、車上電氣設(shè)備等組成。主動端平臺上的主軸承座、輔助軸承座采用鑄鋼結(jié)構(gòu)是用來通過罐體主動端耳軸支撐罐體，同時保證耳軸齒輪的正確位置。主動端平臺兩側(cè)分別設(shè)置供電用高速電源插座和低速電源插座。為了在混鐵車（空車時）解體時將主動端平臺以上部分抬起，在平臺兩側(cè)下方設(shè)有4個千斤頂支撐座，位于大心盤橫向中心線上的兩處為主千斤頂支撐座，另外兩處是為保持平臺水平用的輔助千斤頂支座。

3.4 罐體裝置

罐體裝置主要由中部圓筒部分和兩端圓錐部分及兩端鑄鋼耳軸組成的焊接結(jié)構(gòu)。耳軸回轉(zhuǎn)中心與罐體中心偏心量70 mm，使罐體復(fù)位傾轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一復(fù)原力矩；尤其當一旦停電時，需進行手搖復(fù)位，罐體不會產(chǎn)生向傾翻方向回轉(zhuǎn)的力矩，從而達到傾轉(zhuǎn)作用的安全穩(wěn)定性。

3.5 從動端裝置

從動端裝置由從動端平臺、主軸承等組成。從動端平臺上僅設(shè)有主軸承座，通過罐體從動耳軸支撐罐體。從動端平臺下方設(shè)有4個千斤頂支撐座，位于大心盤橫向中心線上的兩處為主千斤頂支撐座，另外兩處是為保持軸承臺架水平用的輔助千斤頂支座。

4 主要特點

1）該車自重190 t，公稱載重380 t，最大載重420 t。是目前中國鋼鐵公司和印度鋼鐵公司所使用的最大載重的混鐵車。2）該車采用十六軸結(jié)構(gòu)，最小轉(zhuǎn)彎半徑80 m。保證了在鋼鐵公司有限的工作場地中平穩(wěn)可靠運行。3）轉(zhuǎn)向架三大件采用鑄鋼材質(zhì)，具有結(jié)構(gòu)簡單、檢修維護方便等優(yōu)點。4）該車焊接結(jié)構(gòu)符合SN200標準要求。

5 計 算

5.1 靜強度計算

利用SolidWorks分析計算軟件，對布山380 t魚雷型混鐵車的上車架、大搖枕、主從動端平臺進行有限元分析計算。在額定載荷工況、最大載荷工況、具有一定沖擊載荷工況下的應(yīng)力值均小于材料的屈服極限值，且最大變形點的位移沒有出現(xiàn)大位移。因此，上車架、大搖枕結(jié)構(gòu)強度能夠滿足用戶安全使用要求。

5.2 罐體熱應(yīng)力分析

委托北京科技大學采用ANSYS有限元分析軟件對380t魚雷型混鐵車的罐體裝置進行熱應(yīng)力分析。分析結(jié)構(gòu)顯示罐體裝置滿足裝載鐵水時產(chǎn)生的熱應(yīng)力要求。

6 試驗

對試制完成的印度布山380 t魚雷型混鐵車在廠內(nèi)進行空載走行試驗，并在印度布山用戶現(xiàn)場進行重載走行試驗。試驗中該車速度在15 km/h時，成功地通過了半徑為80 m的曲線彎道和半徑為80 m的S型彎道。

對試制完成的印度布山380 t魚雷型混鐵車在廠內(nèi)進行空載傾翻試驗、模擬加載傾翻試驗。實驗過程中混鐵車罐體裝置翻轉(zhuǎn)順利，翻轉(zhuǎn)過程中各部位沒有異常噪聲，減速機、電機沒有發(fā)熱現(xiàn)象，電機工作電流穩(wěn)定。

7 結(jié) 語

車輛的試制、試驗和批量生產(chǎn)結(jié)果表明，出口印度布山的380 t魚雷型混鐵車可以滿足技術(shù)規(guī)范和相關(guān)技術(shù)標準要求，具有良好的技術(shù)和經(jīng)濟效益。

［1］ 成大先.機械設(shè)計手冊：第3卷［M］.5版.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

［2］ JB/T 5000.13-2007重型機械通用技術(shù)條件［S］.北京：機械工業(yè)出版社，2008.

［3］ 張質(zhì)文.起重機設(shè)計手冊［M］.北京：中國鐵道出版社，1997.

［4］ 王慶五.ANSYS10.0機械設(shè)計高級應(yīng)用實例［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.

［5］ 張國智.ANSYS10.0熱力學有限元分析實例指導(dǎo)教程［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

［6］ 高敏，張成中.工業(yè)設(shè)計工程基礎(chǔ)Ⅱ—創(chuàng)意結(jié)構(gòu)與控制基礎(chǔ)［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［7］ 濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計［M］.8版.北京：高等教育出版社，2006.

（編輯啟 迪）

TF 341.5

B

1002－2333（2014）05－0263－02

馮亮（1985—），男，助理工程師，研究方向為冶金車輛的設(shè)計與研發(fā)。

2014-02-13