N30型軌道平車轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架換裝JC—3型雙作用彈性旁承方案說明

廉新堯

摘 要：介紹了在彈性旁承選用中發(fā)生的問題及解決措施等。

關(guān)鍵詞：彈性旁承；問題；措施

中圖分類號： U272.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）11-163-3

1 概述

N30型軌道平車是中車太原機(jī)車車輛有限公司研發(fā)的30t級軌道平車，該車載重30t，自重t，裝用轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架采用JC型雙作用彈性旁承，轉(zhuǎn)向架組裝時，抽去中間一組搖枕彈簧。

2015年10月，我段在檢修N30型軌道平車過程中，發(fā)現(xiàn)整車落成后，上旁承下平面與下旁承滾子的間隙過大，無法保證旁承間隙5±1mm的要求。如果通過增加下旁承墊板的厚度來調(diào)整旁承間隙時，出現(xiàn)了上心盤與下心盤脫離、懸空的現(xiàn)象。為此，在對發(fā)生的問題及該車具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，提出了N30型軌道平車裝用JC-3型雙作用彈性旁承的設(shè)計(jì)方案?，F(xiàn)將具體設(shè)計(jì)及改進(jìn)情況說明如下：

2 發(fā)現(xiàn)的問題、原因分析及解決措施

2.1 生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題

我段檢修N30型軌道平車，在整車落成時，發(fā)現(xiàn)有上旁承下平面與下旁承滾子的間隙過大，無法保證旁承間隙5±1mm的要求。

2.2 原因分析

針對此類故障情況，我們進(jìn)行了認(rèn)真分析。分析情況如下：

根據(jù)國內(nèi)外貨車設(shè)計(jì)的一般要求，原則上按照彈性旁承工作載荷不大于空車車體自重（車輛自重-2×轉(zhuǎn)向架自重）的85%來考慮，其中，轉(zhuǎn)K2及轉(zhuǎn)8B（8AB）型轉(zhuǎn)向架自重4.2t。

N30型軌道平車自重為：18.1t，選用JC型彈性旁承，則依據(jù)上述計(jì)算可得：W=18.1-2*4.2=9.7t

單個旁承的壓縮量為：S=W*9.8*85%/K1/4

K1為JC型彈性旁承剛度2.2±0.2MN/m

旁承間隙為：A=L-S

A為旁承間隙；L為下旁承上平面距滾子間距15+2-1mm

則：彈性旁承間隙計(jì)算見表2：

由上表可見如下旁承磨耗板與滾子的間距為下差14或15mm時，上旁承下平面與下旁承滾子的間隙能通過調(diào)整墊板厚度可以保證旁承間隙5±1mm的要求；但取上差17mm時，上旁承下平面與下旁承滾子的間隙能只能通過增加下旁承墊板厚度來調(diào)節(jié)旁承；按照旁承最大承載即三點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)（心盤、旁承）承載改為二點(diǎn)支撐（旁承）承載結(jié)構(gòu)，此時單個旁承的壓縮量為：

S=W*9.8/K/4

K為JC型彈性旁承剛度2.2±0.2MN/m

此時的旁承間隙見表3

由上表可見，即使車體重量全由彈性旁承彈性承載，在JC旁承剛度取上差時，旁承間隙最大為7.1mm，過調(diào)整墊板厚度可以保證旁承間隙5±1mm的要求。

根據(jù)以上分析，旁承間隙無法調(diào)整的問題是由于采用的JC型彈性旁承剛度不合適而發(fā)生的。如要解決此類問題，應(yīng)選擇小剛度的彈性旁承。

3 解決措施

3.1 JC系列彈性旁承主要參數(shù)指標(biāo)見表4

3.2 彈性旁承的選用

N30型軌道平車旁承間隙無法調(diào)整的問題是由于采用的JC型彈性旁承剛度大而發(fā)生的，如要解決此類問題，應(yīng)選擇小剛度的彈性旁承。根據(jù)表4，N30型軌道平車旁承型式應(yīng)選取JC-3型彈性旁承，其旁承間隙應(yīng)設(shè)置為4mm～6 mm（名義為5mm）。

下面對JC-3型彈性旁承間隙進(jìn)行分析計(jì)算：

4 換裝JC-3型彈性旁承對車輛動力學(xué)的影響

雙作用常接觸彈性旁承組成將單滾子旁承與常接觸彈性旁承結(jié)合起來，以實(shí)現(xiàn)兩者的優(yōu)勢，滿足貨車不斷提高運(yùn)行速度和改善動力學(xué)性能的要求。它通過預(yù)壓縮彈性旁承題，在上旁承及下旁承磨耗板間產(chǎn)生壓力，當(dāng)上、下心盤相對回轉(zhuǎn)時，即當(dāng)轉(zhuǎn)向架相對于車體有一個回轉(zhuǎn)的趨勢后，旁承處將產(chǎn)生水平方向的摩擦阻力，增大車體相對于轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)阻力約束作用，防止上、下心盤的翹離。當(dāng)車體在上心盤上側(cè)滾引起彈性旁承壓縮過大，上旁承將壓靠滾子，防止車體側(cè)滾過大并減少回轉(zhuǎn)阻力的過分提高。

對N30型軌道平車換裝JC-3型彈性旁承，我們和西南交大牽引動力實(shí)驗(yàn)室老師進(jìn)行了溝通。在動力學(xué)計(jì)算中，彈性旁承主要作用是提供回轉(zhuǎn)阻力矩，對其它的沒有影響。在回轉(zhuǎn)阻力矩計(jì)算公式中：M=u*P*2b，u為彈性旁承摩擦系數(shù)，P為單個旁承所產(chǎn)生的力，2b為旁承間距， JC型和JC-3型摩擦系數(shù)u一樣，旁承間距2b沒變，P取空車車體自重（車輛自重-2×轉(zhuǎn)向架自重）的85%，沒有變化，所以回轉(zhuǎn)阻力矩M值不變。因此，換裝JC-3型彈性旁承后N30型軌道平車動力學(xué)基本不變。

5 N30型軌道平車換裝JC-3型彈性旁承改造方案

我們針對N30型軌道平車換裝JC-3型彈性旁承，形成以下改造方案：

①Q(mào)CZ85F-00-00-00轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架（1位）和QCZ86F-00-00-00轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架（2位）中序號8 QCZ83JX-80-00 JC型雙作用彈性旁承更改為QCZ85H-80A-00 JC-3型雙作用彈性旁承。

②QCZ85F-00-00-00轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架（1位）中序號3 QCZ85A-40-00搖

枕組成 和QCZ86F-00-00-00轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架（2位）中序號4 QCZ85A-40-00搖枕組成都需組焊同QCZ85K-40-00 搖枕組成中序號14的一樣的下旁承擋銷，組裝尺寸和焊接方式相同。

③根據(jù)運(yùn)裝貨車[2008]529號文件的要求，需在車輛1、4 位枕梁內(nèi)側(cè)、旁承上方的腹板上，焊裝貨車彈性旁承落成永久性標(biāo)識牌。如下圖所示：

其中永久性標(biāo)識牌中字體形式、高度間距及尺寸、材質(zhì)、厚度等符合運(yùn)裝貨車[2008]529號文件中附件的要求，永久性標(biāo)識牌標(biāo)識為： “旁承型式”為“JC-3”，“落成間隙”為“4-6”。

6 裝車驗(yàn)證

經(jīng)對轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架進(jìn)行改造后，整車落成時，上旁承下平面與下旁承滾子的間隙5±1mm完全可以保證。

7 結(jié)論

根據(jù)計(jì)算結(jié)果和裝車驗(yàn)證，N30型軌道平車換裝JC-3型彈性旁承設(shè)計(jì)方案合理可行，能夠滿足N30型軌道平安全運(yùn)用和彈性旁承間隙調(diào)整需要。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 鐵道部.鐵路貨車段修規(guī)程[M].北京：中國鐵道出版社，2013.

[2] 雷剛生，陳錦林，肖斌.貨車提速轉(zhuǎn)向架彈性旁承存在的問題及改進(jìn)建議[J].鐵道車輛，2005.

[3] 鐵路總公司.關(guān)于印發(fā)《貨車彈性旁承落成標(biāo)識和不等高旁承座方案審查意見》及有關(guān)工作安排的通知，2008.