320噸混鐵車枕簧問題及改進(jìn)措施

邢駿

摘 要：經(jīng)過對(duì)320噸混鐵車枕簧的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)的推演計(jì)算，對(duì)其進(jìn)行了提高強(qiáng)度的重新計(jì)算，提出了三種改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：320噸混鐵車;計(jì)算; 改進(jìn)措施

搖枕簧是車輛減震系統(tǒng)最主要的配件，320噸混鐵車?yán)碚撋先?00噸，實(shí)際使用中全重經(jīng)常達(dá)到620-630噸。在使用的前十幾年中，極少發(fā)生枕簧斷裂現(xiàn)象。約從2010年起，開始發(fā)生枕簧斷裂現(xiàn)象，然后逐年增多。為了說明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，找出解決問題的辦法，我們對(duì)混鐵車枕簧做一些分析研究。

枕簧的基本數(shù)據(jù)：

320噸混鐵車走行部共有8組轉(zhuǎn)向架，每組轉(zhuǎn)向架上8組彈簧，共有64組枕彈簧，每組彈簧的彈簧剛度為3914N/mm（約0.39噸/mm）。

數(shù)據(jù)推演及原因分析：

該彈簧基本上是按Ⅱ類彈簧使用條件設(shè)計(jì)的。

彈簧在空載條件下，高度為225mm，壓縮15mm。在全重載條件下，高度為 208.3 mm，壓縮31.7 mm。彈簧使用最小高度為205mm，壓縮35mm。彈簧壓緊高度為202.5mm，壓縮為37.5mm。在使用中彈簧是不應(yīng)該全壓緊的。因此，把壓縮35mm，作為最大極限條件。

通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量彈簧壓縮數(shù)據(jù)：

在900噸載荷下：彈簧的高度已經(jīng)達(dá)到了彈簧的最大試驗(yàn)條件。混鐵車標(biāo)準(zhǔn)全重600噸，該彈簧的設(shè)計(jì)安全系數(shù)為1.5。

實(shí)際使用的情況：

設(shè)計(jì)的內(nèi)外彈簧其在最大壓縮量條件下，彈簧所受切應(yīng)力是不一樣的，內(nèi)彈簧要小一些，在實(shí)際使用中極少斷裂。

外彈簧斷裂現(xiàn)象主要是發(fā)生在近幾年中，原因是彈簧反復(fù)受到?jīng)_擊、振動(dòng)，造成彈簧變形大，交變應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，因而增加了斷裂幾率。

解決問題的對(duì)策：

1.在組織運(yùn)輸過程中，盡量減少長(zhǎng)距離運(yùn)輸。

2.在時(shí)間許可的情況下，盡量降低車輛的運(yùn)行速度。

3.建議在密集道岔區(qū)、差線路區(qū)、彎道區(qū)，運(yùn)行速度不大于5Km/h。

4.發(fā)現(xiàn)有彈簧斷裂時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，一般不應(yīng)超過3天。

改進(jìn)方案及建議：

第一種方案：

一群彈簧有4個(gè)彈簧組組成，其中間位置可以放入一個(gè)原有的內(nèi)彈簧。共放入16個(gè)內(nèi)彈簧，這樣可以提供最大約35-40噸的支撐力。

第二種方案：

設(shè)計(jì)一種組合蝶形彈簧來提供約100噸的支撐力。這樣可以較好地改善已有彈簧的使用條件。裝上蝶形彈簧組后，外彈簧在壓縮到高度223mm前，蝶形彈簧沒有被壓縮到，而外彈簧繼續(xù)壓縮時(shí)，這時(shí)蝶形彈簧組起作用。在空載條件下，蝶形彈簧組基本不起作用，在重載條件下，蝶形彈簧組起作用。

蝶形彈簧組件圖樣

蝶形彈簧組在630噸條件下：

蝶形彈簧組在總載荷條件810噸條件下：

第三種方案：

重新設(shè)計(jì)原彈簧組中的內(nèi)彈簧。

改進(jìn)設(shè)計(jì)的內(nèi)彈簧，彈簧剛度是原內(nèi)彈簧的1.4倍

在采用了80個(gè)新設(shè)計(jì)的內(nèi)彈簧代替原64個(gè)內(nèi)彈簧后，計(jì)算在不同載荷下的彈簧高度。

在630噸條件下：

在總載荷條件810噸條件下：

在總載荷條件1000噸條件下：

采用新的內(nèi)彈簧在1000噸的載荷下，相當(dāng)于使用原內(nèi)彈簧在900噸載荷下的彈簧變形量。

結(jié)束語(yǔ)： 隨著冶金企業(yè)運(yùn)輸重型化特點(diǎn)，對(duì)車輛的要求越來越高，如果實(shí)施上述改進(jìn)建議，可以有效的減少混鐵水車搖枕彈簧的故障發(fā)生率，保證車輛的穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)車輛和鋼軌的使用壽命，確保運(yùn)輸安全。

參考文獻(xiàn)：

[1].張英會(huì)，劉輝航.《彈簧手冊(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社.

[2].徐 灝.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社.