CRH1型車A3修工藝轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)

張振國　王方榮　羅春博　魯勝

摘 要：介紹了CRH1型車回廠A3修的工藝轉(zhuǎn)向架的技術(shù)要求，描述了A3修工藝轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)思路、基本結(jié)構(gòu)及計(jì)算報告。簡要介紹了實(shí)際運(yùn)用效果。

關(guān)鍵詞：動車檢修；不解編；曲線通過；工藝轉(zhuǎn)向架；橡膠堆旁承

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.052

1 總體設(shè)計(jì)方案

BST公司生產(chǎn)的CRH1型車從2009年開始陸續(xù)回廠進(jìn)行A3檢修，檢修工藝要求列車在不解編的情況下在整車試驗(yàn)廠房卸載轉(zhuǎn)向架，換裝工藝轉(zhuǎn)向架后由牽引車牽引通過145米半徑小曲線S彎道進(jìn)入修車區(qū)域?；谏鲜鲆螅紤]A3修工藝轉(zhuǎn)向架由四個部分組成，即輪對軸承部分、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架組成、橡膠堆部分和導(dǎo)框部分。工藝轉(zhuǎn)向架與車體的牽引力傳遞依靠橡膠堆與車體間的摩擦力，由于牽車速度很低（小于5Km/h） ，車體與工藝轉(zhuǎn)向架之間不設(shè)減振器。

2 橡膠堆設(shè)計(jì)計(jì)算及校核

2.1 橡膠堆方案設(shè)計(jì)

如上所述，橡膠堆的垂向和水平剛度的選取，既要滿足列車的穩(wěn)定性要求，又要保證列車通過曲線產(chǎn)生足夠的變形量，以滿足列車安全通過曲線的要求。參考CRH1型車的二系懸掛的相關(guān)參數(shù)，初步考慮橡膠堆垂向剛度要大于現(xiàn)車二系懸掛的垂向剛度，水平剛度則要比現(xiàn)車二系懸掛的水平剛度小。橡膠堆構(gòu)成如圖2所示。

橡膠堆結(jié)構(gòu)尺寸的確定及剛度計(jì)算。橡膠堆寬度：a=260mm。橡膠堆長度：b=260mm。橡膠堆層數(shù)：n=9。每層橡膠高度：H=35mm。肖氏硬度：Hs=60。上端板：mup =10mm。下端板：mdn =10mm。中間板：mt=4mm。橡膠堆自由高：tp = H×n +mup + mdn + （n-1）× mt]= 35×9+10+10+（9-1）×4]=367 mm。橡膠堆垂向載荷：P=125kN。橡膠堆彈性模量：E=4.6。橡膠堆剪切模量：G=1.2

2.2 橡膠堆強(qiáng)度校核

2.2.1 應(yīng)變校核

（1）由工藝轉(zhuǎn)向架相對車體轉(zhuǎn)動引起的橡膠堆的應(yīng)變。當(dāng)車輛通過半徑為145 m的曲線時，車體縱向中心線與工藝轉(zhuǎn)向架縱向中心線之間的夾角為（為簡化計(jì)算，假定車體縱向中心線通過兩工藝轉(zhuǎn)向架中心，工藝轉(zhuǎn)向架中心落在園上且縱向中心線在該點(diǎn)與園相切）：

3 構(gòu)架強(qiáng)度校核

3.1 有限元模型的建立

將構(gòu)架實(shí)體模型轉(zhuǎn)換到有限元分析軟件中進(jìn)行有限元建模，采用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析。由于結(jié)構(gòu)和載荷對稱，可采用1/4構(gòu)架建模，如圖4所示。

（1）構(gòu)架材料：Q235鋼，密度7.85g/mm3；

（2）計(jì)算工況為作用于轉(zhuǎn)向架的垂向載荷25 t（忽略水平載荷）。

3.2 計(jì)算及結(jié)果分析

計(jì)算結(jié)果顯示構(gòu)架側(cè)梁彎角處應(yīng)力最大，為122.44MPa，小于Q235鋼的許用應(yīng)力為160MPa [4]， 轉(zhuǎn)向架最大變形發(fā)生在側(cè)梁中部，其大小為13.62mm。

以上分析結(jié)果表明，構(gòu)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求。

4 實(shí)際運(yùn)用

工藝轉(zhuǎn)向架按照設(shè)計(jì)圖紙制造完成后于2009年6月進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn)，CRH1型車轉(zhuǎn)向架卸載后換裝工藝轉(zhuǎn)向架，由牽引車牽引編組順利通過最小半徑145米的S形彎道，實(shí)際運(yùn)用情況與設(shè)計(jì)構(gòu)想基本吻合，橡膠堆的應(yīng)變主要為車體縱向方向，橫向應(yīng)變很小。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉盛勛，趙邦華.車輛設(shè)計(jì)參考手冊[J].中國鐵道出版社，1988.

[2]嚴(yán)雋耄.車輛工程[J].中國鐵道出版社，2008.

[3]TB/T5599-85鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗(yàn)鑒定規(guī)范[S].

[4]TB/T1335-96 鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及鑒定規(guī)范[S].