冶金鐵水車焊接式轉向架和鑄造式轉向架的對比分析

楊熒

摘要：轉向架是冶金鐵水車的關鍵部件，選擇正確結構的轉向架直接關乎整個車輛的使用、安全及維護等各個方面。本文將鋼廠現有的焊接式和鑄造式兩種轉向架做了對比分析，以期對鐵水車轉向架的選型提供參考。

關鍵詞：焊接式 鑄造式 轉向架 鐵水車

1.背景

與鐵路車輛不同，在鋼鐵廠內運行的鐵水車對轉向架有著特殊的要求，如重載和轉彎半徑小等。鑄造搖枕側架式即三大件式轉向架自上個世紀50年代一直沿用至今，隨著車輛載重持續(xù)增加，這種轉向架的弊端日趨明顯且一直未能解決。

本著將鐵路車輛的成熟技術引入冶金運輸車輛，進而形成冶金運輸車輛技術升級的理念，自2008年起，我公司召集鋼鐵設計院及生產廠家共同開展了對冶金鐵水車焊接式轉向架的研發(fā)，目前已取得成功，并在南方各大鋼鐵廠推廣應用。

2. 兩種轉向架主要性能對比

2.1 輪軌間作用力

車輛輪軌間作用力的大小直接決定了車輪與鋼軌磨耗大小，也就決定了車輪與鋼軌的使用壽命。對于大軸重的鐵水車而言，其本身軸重就高，車輪與鋼軌的磨耗量也遠大于普通車輛，因此選擇合適的轉向架來盡可能的降低車輛輪軌間作用力就顯得格外重要。

焊接式轉向架采用焊接一體式剛性構架，由于采用軸箱彈簧懸掛（見圖一），其簧下質量僅為一條輪對和兩個軸箱的重量，從而大大減小了輪軌間作用力。

鑄造式轉向架采用的是中央彈簧承載方式（見圖二），其簧下質量為兩個輪對、兩個鑄鋼側架和四個承載鞍的重量，其簧下質量比焊接式轉向架大2倍還多，因此鑄造式轉向架的輪軌間作用力相對比焊接式轉向架要大的多。

2.2小曲線通過性能

鋼鐵廠由于場地及環(huán)境的限制，線路中小曲線比較多，常年運行下來，這種環(huán)境對輪軌的磨耗及車輛運行的安全性影響非常大。因此，尤其對于大軸重的鐵水車而言，選擇合適的轉向架也非常關鍵。

車輛的曲線通過性能由車輛和轉向架的結構尺寸、轉向架彈簧懸掛減振性能以及轉向架的回轉阻力矩來決定。在車輛和轉向架的結構尺寸同等的條件下，如何優(yōu)化轉向架彈簧懸掛減振性能就顯的尤為重要。對于鐵水車轉向架彈簧懸掛來說，選擇合理的彈簧剛度，適當增加彈簧撓度，則可以有效改善車輛的曲線通過性能。

由于焊接式轉向架采用了軸箱彈簧懸掛裝置，軸箱彈簧作為一系懸掛，這使得軸箱彈簧的選擇和設計，縱、橫向定位剛度的選取，導框與軸箱之間游動間隙的優(yōu)化更為容易，進而在保證車輛的直線運行穩(wěn)定性的條件下，有效地改善了車輛的小曲線通過性能。由于適當增加了一系懸掛的垂向靜撓度，不但有效改善了車輛運行的平穩(wěn)性及穩(wěn)定性，同時還降低了輪軌間的作用力，使鋼軌和道床得到了有效地保護，提高了軌道的使用壽命。

鑄造式轉向架一是因減震彈簧布置在搖枕和側架之間，受空間所限，增加彈簧撓度不易實現;二是輪對與側架的聯結采用了承載鞍，而承載鞍與側架的關系為鋼性聯結，這非常不利于輪對在小曲線上的運行。而焊接式轉向架采用的是軸箱彈簧懸掛裝置，軸箱與構架的關系為彈性聯結，輪對具有良好的橫向運動性能，可以有效減小輪對與鋼軌在曲線上的運行沖角，從而改善了車輛的小曲線通過性能。

2.3 回轉阻力矩

轉向架的回轉阻力矩對車輛的曲線通過性能影響也比較大，為減小轉向架的回轉阻力矩，一是改善上、下心盤間的潤滑可以取得比較好的效果。二是采用滾子軸式旁承，變滑動摩擦為滾動摩擦，可以明顯的減小轉向架的回轉阻力矩，從而改善車輛的曲線通過性能。

3. 結論

綜上所述，對于大軸重的鐵水車采用焊接構架式轉向架在結構上比鑄造式轉向架具有輪軌間作用力小、小曲線通過性能好和回轉阻力矩小等優(yōu)點。

參考文獻：

[1]、嚴雋耄，傅茂海? 車輛工程（第三版）[M] .北京：中國鐵道出版社， 2008

[2]、況作堯? 冶金企業(yè)鐵路特種車輛運用與檢修[M] .北京：中國鐵道出版社，2011