我国货车转向架的现状与发展趋势.pdf

1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/文 章 编 号 :100227602 (2005) 0620001206我 国 货 车 转 向 架 的 现 状 与 发 展 趋 势杨 爱 国 , 邵 文 东(中 国 北 车 集 团 齐 齐 哈 尔 铁 路 车 辆 (集 团 )有 限 责 任 公 司 技 术 中 心 ,黑 龙 江 齐 齐 哈 尔 161002)摘 要 :介 绍 了 我 国 既 有 主 型 货 车 转 向 架 的 主 要 结 构 和 性 能 参 数 ,分

2、 析 了 对 既 有 转 向 架 应 进 一 步 改 进 和 完 善 的 内容 ,结 合 铁 路 运 输 发 展 的 需 要 提 出 了 我 国 货 车 转 向 架 的 发 展 趋 势 。关 键 词 :货 车 转 向 架 ;结 构 ;技 术 参 数 ;述 评中 图 分 类 号 :U270. 331 文 献 标 识 码 :B我 国 铁 路 提 速 、 重 载 的 快 速 发 展 为 机 车 车 辆 工 业的 发 展 提 供 了 广 阔 的 市 场 空 间 。 铁 路 的 发 展 以 技 术 装备 为 重 要 支 撑 ,而 机 车 车 辆 是 铁 路 技 术 装 备 的 关 键 ,转向 架 又 是

3、 机 车 车 辆 的 核 心 。 因 此 ,开 发 研 制 出 满 足 提速 、 重 载 要 求 的 转 向 架 是 实 现 铁 路 提 速 和 重 载 运 输 的前 提 。1 转 8 系 列 货 车 转 向 架1. 1 转 8 型 转 向 架转 8 型 转 向 架 ,原 名 608 型 ,亦 称 老 转 8 型 ,是 原齐 齐 哈 尔 车 辆 工 厂 1958 年 参 照 前 苏 联 的 3 (哈 宁 )型 转 向 架 设 计 制 造 的 。 该 转 向 架 采 用 了导 框 式 铸 钢 侧 架 和 导 框 式 轴 箱 ,铸 钢 摇 枕 的 下 心 盘 、 下旁 承 、 摇 枕 挡 和 摇

4、枕 铸 成 一 体 ,枕 簧 为 7 组 双 圈 圆 簧 ,弹 簧 的 静 挠 度 为 35 mm ,装 斜 楔 式 变 摩 擦 减 振 装 置 ,斜 楔 副 摩 擦 面 与 弹 簧 支 承 面 的 夹 角 为 45 ,减 振 器 的相 对 摩 擦 因 数 为 0107 01092 ,基 础 制 动 装 置 为 单 侧闸 瓦 制 动 ,杠 杆 与 铅 垂 面 夹 角 为 40 ,吊 挂 式 制 动 梁 。与 当 时 的 货 车 转 向 架 相 比 ,转 8 型 转 向 架 结 构 简单 ,运 行 平 稳 性 较 好 。 但 是 ,由 于 该 转 向 架 没 有 充 分 结合 我 国 的 具 体

5、 情 况 ,在 制 造 、 检 修 和 运 用 过 程 中 出 现 了一 系 列 问 题 。 存 在 的 主 要 问 题 有 :弹 簧 挠 度 余 量 过 大(挠 度 余 量 系 数 为 019) ,弹 簧 平 均 直 径 大 ,使 侧 架 弹 簧承 台 面 加 宽 ,侧 架 铸 造 困 难 ;下 旁 承 与 摇 枕 铸 为 一 体 ,不 便 于 调 整 旁 承 间 隙 ;下 心 盘 与 摇 枕 铸 为 一 体 ,不 便 于调 整 车 钩 高 度 ;固 定 轴 距 为 1 700 mm ,使 侧 架 三 角 孔太 小 ,不 便 于 检 查 闸 瓦 的 厚 度 和 更 换 闸 瓦 ;吊 挂 式

6、制 动梁 结 构 复 杂 、 维 修 困 难 ,制 动 梁 架 采 用 钢 板 压 制 ,端 部结 点 强 度 不 足 ,且 不 便 于 更 换 下 拉 杆 圆 销 。 转 8 型 转向 架 于 1964 年 停 止 生 产 。收 稿 日 期 :2005202206作 者 简 介 :杨 爱 国 (19652) ,男 ,高 级 工 程 师 。1. 2 转 8A型 转 向 架1964 年 ,原 齐 齐 哈 尔 车 辆 工 厂 和 铁 道 部 科 学 研 究院 等 有 关 单 位 根 据 生 产 、 运 用 、 检 修 和 科 研 方 面 所 反 映的 意 见 ,对 转 8 型 转 向 架 进 行

7、了 改 进 设 计 。 改 进 后 的转 向 架 1966 年 通 过 铁 道 部 鉴 定 ,定 名 为 转 8A 型 ,又名 新 转 8。与 转 8 型 转 向 架 相 比 ,转 8A 型 转 向 架 的 固 定 轴距 由 1 700 mm 改 为 1 750 mm ,增 大 了 侧 架 三 角 孔 ;侧架 下 平 面 距 轨 面 高 度 由 190 mm 改 为 170 mm ,加 大 了摇 枕 端 部 上 平 面 与 侧 架 上 弦 杆 下 平 面 之 间 的 间 隙 ,方便 了 枕 簧 的 装 卸 ;枕 簧 的 挠 度 余 量 系 数 由 019 改 为017 ,在 保 持 弹 簧 静

8、 挠 度 35 mm 不 变 的 情 况 下 ,缩 小 了弹 簧 的 平 均 直 径 ,相 应 缩 减 了 侧 架 的 弹 簧 承 台 宽 度 ;摇枕 端 部 与 侧 架 中 央 方 孔 的 宽 度 缩 小 ,从 而 加 大 了 侧 架的 三 角 孔 ;侧 架 立 柱 角 度 由 0 改 为 215 ,立 柱 磨 耗 板厚 度 由 6 mm 改 为 10 mm ,并 增 加 了 硬 度 要 求 ,提 高 了减 振 系 统 减 振 作 用 的 稳 定 性 ;制 动 梁 由 吊 挂 式 改 为 滑槽 式 ;下 旁 承 与 摇 枕 由 原 来 铸 成 一 体 改 为 下 旁 承 盒 与摇 枕 铸 为

9、 一 体 ,在 旁 承 盒 内 安 装 旁 承 铁 ,方 便 了 旁 承 间隙 的 调 整 ;下 心 盘 用 螺 栓 紧 固 在 摇 枕 心 盘 安 装 面 上 ,方便 了 车 钩 高 度 的 调 整 。转 8A 型 转 向 架 结 构 简 单 ,自 重 轻 ,强 度 较 大 ,运行 性 能 较 好 ,因 此 ,成 为 我 国 50 t 60 t 货 车 使 用 的 主型 转 向 架 。 但 多 年 的 运 用 中 也 暴 露 出 了 一 些 问 题 :该转 向 架 抗 菱 刚 度 低 ,重 车 运 行 速 度 约 80 km/ h、 空 车 运行 速 度 约 60 km/ h 70 km/

10、h 时 即 可 产 生 蛇 行 运 动 ;枕 簧 空 车 静 挠 度 偏 小 ,减 振 装 置 的 减 振 性 能 不 稳 定 ,当斜 楔 和 与 其 配 合 的 磨 耗 板 磨 耗 到 接 近 段 修 限 度 时 ,减振 装 置 便 丧 失 了 减 振 作 用 ;与 车 体 之 间 的 回 转 阻 力 矩较 小 ,导 致 车 体 的 低 速 摇 头 运 动 不 能 得 到 有 效 抑 制 ,使车 辆 的 动 力 学 性 能 变 差 。 转 8A 型 转 向 架 (车 体 为C62B型 )的 主 要 技 术 参 数 见 表 1。1综 述 述 评 铁 道 车 辆 第 43 卷 第 6 期 200

11、5 年 6 月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/表 1 转 8A型 转 向 架 主 要 技 术 参 数抗 菱 刚 度 / (MN m rad - 1)空 车 1. 14重 车 2. 24抗 剪 刚 度 / (MN m - 1)空 车 0. 534重 车 1. 09回 转 阻 力 矩 / (kN m)空 车 2. 16重 车 6. 32弹 簧 挠 度 / mm空 车 7. 2重 车 35磨 耗 到 限 相 对 摩 擦 因 数空 车 0重 车 0. 05

12、9转 8A 型 转 向 架 至 今 已 有 40 多 年 的 历 史 ,它 集 中了 几 代 工 程 技 术 人 员 和 科 研 工 作 者 的 辛 勤 劳 动 ,经 过不 断 改 进 和 创 新 ,在 一 段 时 间 内 适 应 了 我 国 铁 路 运 输的 需 要 。 截 至 2001 年 8 月 全 路 停 止 生 产 转 8A 型 转向 架 时 ,在 各 型 货 车 上 总 共 装 用 了 近 50 万 台 。 随 着 我国 铁 路 货 车 提 速 计 划 的 实 施 ,转 8A 型 转 向 架 已 不 能满 足 提 速 要 求 。1. 3 转 8AG型 转 向 架为 了 改 造 既

13、有 转 8A 型 转 向 架 ,齐 齐 哈 尔 铁 路 车辆 (集 团 )有 限 责 任 公 司 设 计 制 造 了 转 8A G型 转 向 架 ,即 在 转 8A 型 转 向 架 的 基 础 上 加 装 了 交 叉 支 撑 装 置 、含 油 尼 龙 心 盘 磨 耗 盘 、 双 作 用 弹 性 旁 承 、 两 级 刚 度 弹簧 ;为 适 应 两 级 刚 度 弹 簧 ,将 摇 枕 弹 簧 定 位 圆 脐 适 当 加高 ;为 适 应 交 叉 支 撑 装 置 ,采 用 了 新 结 构 下 拉 杆 ;其 他零 部 件 如 侧 架 、 摇 枕 、 制 动 梁 、 轮 对 等 与 转 8A 型 转 向架

14、相 同 。交 叉 支 撑 装 置 的 采 用 大 大 提 高 了 转 向 架 的 抗 菱 刚度 和 抗 剪 刚 度 ;双 作 用 弹 性 旁 承 约 束 了 车 体 的 侧 滚 运动 ,提 高 了 转 向 架 与 车 体 间 的 回 转 阻 力 矩 ;两 级 刚 度 弹簧 的 采 用 提 高 了 转 向 架 空 车 弹 簧 静 挠 度 ,使 空 车 磨 耗到 段 修 限 度 时 转 向 架 还 能 够 保 证 有 一 定 的 相 对 摩 擦 因数 ,解 决 了 减 振 系 统 失 效 问 题 。 转 8A G 型 转 向 架 (车体 采 用 C62B型 )的 主 要 技 术 参 数 见 表 2

15、。表 2 转 8AG型 转 向 架 主 要 技 术 参 数抗 菱 刚 度 / (MN m rad - 1)空 车 8. 2重 车 10. 2抗 剪 刚 度 / (MN m - 1)空 车 1. 77重 车 5. 6回 转 阻 力 矩 / (kN m)空 车 7. 3重 车 15. 18弹 簧 挠 度 / mm空 车 12重 车 45磨 耗 到 限 相 对 摩 擦 因 数空 车 0. 056重 车 0. 057转 8A G型 转 向 架 共 计 改 造 了 约 2 万 台 ,改 造 后 的转 向 架 可 满 足 商 业 运 营 速 度 90 km/ h 的 要 求 。1. 4 转 8 G型 转

16、向 架由 于 原 转 8A 型 转 向 架 侧 架 强 度 储 备 偏 低 ,同 时进 行 转 8A G改 造 时 ,侧 架 斜 弦 支 撑 座 组 装 部 位 结 构 差别 较 大 ,造 成 支 撑 座 适 应 不 同 生 产 厂 家 的 侧 架 难 度 较大 ,支 撑 座 结 构 复 杂 ,焊 接 的 可 靠 性 较 差 。 因 此 ,在 转8A G型 转 向 架 基 础 上 重 新 优 化 设 计 了 B 级 钢 材 质 的新 结 构 侧 架 ,交 叉 支 撑 装 置 、 含 油 尼 龙 心 盘 磨 耗 盘 、 双作 用 弹 性 旁 承 、 两 级 刚 度 弹 簧 、 下 拉 杆 与 转

17、 8A G 型 转向 架 相 同 ,其 余 主 要 零 部 件 与 转 8A 型 转 向 架 相 同 ,转向 架 定 型 为 转 8 G型 。2002 年 3 月 以 来 ,运 用 中 陆 续 发 现 转 8A G、 转 8 G型 转 向 架 交 叉 支 撑 装 置 盖 板 与 定 位 座 部 位 产 生 裂 纹 。为 此 ,齐 车 公 司 从 设 计 结 构 、 运 用 、 线 路 状 况 等 方 面 全面 分 析 了 影 响 交 叉 支 撑 装 置 疲 劳 寿 命 的 各 项 因 素 ,并进 行 了 大 量 的 试 验 研 究 和 疲 劳 寿 命 研 究 工 作 ,对 交 叉支 撑 盖 板

18、 与 定 位 座 焊 接 结 构 进 行 了 优 化 。 转 8 G型 转向 架 至 今 已 装 车 约 213 万 台 。 但 是 ,由 于 转 8 G 型 转向 架 不 能 适 应 铁 路 运 输 的 需 要 ,现 已 停 止 生 产 。2 专 用 货 车 转 向 架根 据 大 秦 线 C63型 专 用 运 煤 敞 车 配 套 使 用 转 向 架的 需 要 ,1986 年 1987 年 原 齐 齐 哈 尔 车 辆 工 厂 先 后 设计 了 与 之 相 配 套 的 2D 轴 控 制 型 和 2D 轴 曲 梁 型 转 向架 。2. 1 2D 轴 控 制 型 转 向 架2D 轴 控 制 型 转

19、向 架 为 铸 钢 三 大 件 结 构 ,主 要 铸 钢件 由 B 级 钢 制 造 。 为 解 决 上 心 盘 运 用 中 的 裂 纹 问 题 ,采 用 了 直 径 为 355 mm 的 下 心 盘 ,以 降 低 上 下 心 盘 间单 位 面 积 的 压 力 ,由 于 摇 枕 心 盘 直 径 的 加 大 给 固 定 杠杆 支 点 座 及 心 盘 螺 栓 的 组 装 带 来 困 难 ,故 下 心 盘 采 用了 取 消 心 盘 螺 栓 的 坐 入 式 结 构 ,这 不 仅 方 便 了 转 向 架的 组 装 ,而 且 减 少 了 列 检 工 作 量 。 为 了 提 高 转 向 架 的正 位 能 力

20、,采 用 了 加 宽 主 副 摩 擦 面 的 楔 块 式 常 摩 擦 减振 装 置 ;侧 架 采 用 窄 导 框 结 构 ,与 窄 型 承 载 鞍 相 配 套 ;2铁 道 车 辆 第 43 卷 第 6 期 2005 年 6 月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/采 用 枕 簧 一 系 悬 挂 ,由 10 个 外 圆 弹 簧 和 14 个 内 圆 弹簧 组 成 ,弹 簧 材 质 采 用 60Si2CrVA ;轮 对 装 用 L M 型磨 耗 形 踏 面

21、车 轮 、 197726 型 双 列 圆 锥 滚 动 轴 承 ;基 础制 动 装 置 采 用 滑 槽 式 滚 动 制 动 梁 、 单 侧 闸 瓦 制 动 ,装 用高 摩 合 成 闸 瓦 ;在 2 位 转 向 架 的 1 位 侧 ,摇 枕 的 端 部 和侧 架 上 分 别 设 置 了 空 重 车 传 感 阀 的 安 装 孔 和 安 装 座 。2D 轴 控 制 型 转 向 架 自 1988 年 以 来 共 生 产 了 约6 500 台 (装 用 于 C63型 运 煤 敞 车 ) 。2. 2 2D 轴 曲 梁 型 转 向 架2D 轴 曲 梁 型 转 向 架 为 铸 钢 三 大 件 结 构 ,侧 架

22、为 取消 上 弦 杆 的 曲 梁 型 ;斜 楔 的 主 摩 擦 面 与 摇 枕 端 部 侧 壁组 成 摩 擦 副 ;采 用 枕 簧 一 系 悬 挂 ,由 8 组 内 外 摇 枕 弹 簧组 成 ,弹 簧 材 质 采 用 60Si2CrVA ;下 心 盘 、 侧 架 导 框 结构 、 轮 对 、 基 础 制 动 装 置 、 空 重 车 传 感 阀 的 安 装 孔 和 安装 座 与 2D 轴 控 制 型 转 向 架 相 同 。3 提 速 货 车 转 向 架为 满 足 铁 路 货 运 提 速 发 展 的 需 要 ,齐 车 公 司 和 株洲 车 辆 厂 相 继 设 计 制 造 了 转 K1、 转 K2、

23、 转 K3、 转 K4型 转 向 架 ,并 首 先 满 足 了 开 行 行 包 快 运 棚 车 和 集 装 箱快 运 平 车 的 需 要 。3. 1 转 K1 型 转 向 架转 K1 型 转 向 架 是 齐 车 公 司 经 过 9 年 的 试 验 改 进工 作 自 行 研 制 开 发 的 ,在 两 侧 架 之 间 安 装 了 四 连 杆 机构 ,属 三 大 件 式 转 向 架 。 该 转 向 架 1994 年 装 于 C64 型敞 车 并 在 哈 尔 滨 铁 路 局 海 拉 尔 分 局 扎 兰 诺 尔 煤 矿 富拉 尔 基 热 电 厂 运 煤 专 线 进 行 了 2 年 的 运 用 考 验 ,

24、实 践证 明 车 辆 运 行 平 稳 ,轮 缘 磨 耗 轻 微 。 线 路 动 力 学 试 验表 明 , 该 转 向 架 各 项 动 力 学 性 能 指 标 满 足 GB/ T5599 1985 铁 道 车 辆 动 力 学 性 能 评 定 和 试 验 鉴 定 规范 (以 下 简 称 规 范 )的 要 求 ,能 够 适 应 提 速 货 车 120km/ h 的 运 用 要 求 。转 K1 型 转 向 架 的 主 要 结 构 特 点 是 :两 侧 架 间 安装 弹 性 四 连 杆 机 构 ,连 杆 从 摇 枕 腹 部 穿 过 ,4 个 节 点 用橡 胶 锥 套 与 支 撑 座 锥 柱 连 接 ,四

25、 连 杆 机 构 提 高 了 转 向架 的 抗 菱 、 抗 剪 刚 度 ,提 高 了 转 向 架 的 运 行 平 稳 性 和 稳定 性 ,改 善 了 曲 线 通 过 性 能 ;在 侧 架 导 框 顶 面 与 承 载 鞍顶 面 之 间 安 装 八 字 形 橡 胶 垫 ,实 现 轮 对 的 弹 性 定 位 ,该设 计 结 构 可 以 吸 收 部 分 轮 轨 间 动 作 用 力 产 生 的 向 车 体传 递 的 振 动 能 量 ,减 小 轮 轨 冲 击 对 车 辆 运 行 平 稳 性 的影 响 ,减 轻 钢 轨 和 车 轮 轮 缘 的 磨 耗 ;减 振 装 置 为 斜 楔 式变 摩 擦 减 振 装

26、置 ;中 央 悬 挂 系 统 采 用 两 级 刚 度 弹 簧 ;上下 心 盘 之 间 安 装 心 盘 磨 耗 盘 ;采 用 双 作 用 弹 性 旁 承 。转 K1 型 转 向 架 在 国 内 21 t 、 25 t 轴 重 货 车 上 只 小批 量 装 车 ,出 口 数 量 较 多 ,现 已 设 计 开 发 出 不 同 轴 重(14 t 、 21 t 、 23 t 、 25 t 、 30 t ) 和 不 同 轨 距 (1 000 mm、1 067 mm、 1 435 mm、 1 520 mm、 1 600 mm)的 系 列 化产 品 。 该 型 转 向 架 在 澳 大 利 亚 铁 路 上 运

27、行 的 最 高 速 度为 115 km/ h ,用 户 评 价 装 用 转 K1 型 转 向 架 的 货 车 运行 平 稳 ,噪 声 小 ,轮 缘 磨 耗 轻 微 ,检 修 成 本 低 。3. 2 转 K2 型 转 向 架转 K2 型 转 向 架 是 1998 年 齐 车 公 司 采 用 美 国 标准 车 辆 转 向 架 公 司 (SCT)的 侧 架 交 叉 支 撑 技 术 开 发 研制 而 成 的 ,属 于 铸 钢 三 大 件 式 转 向 架 。 该 转 向 架 在 两侧 架 之 间 安 装 了 弹 性 下 交 叉 支 撑 机 构 ,交 叉 杆 从 摇 枕下 面 穿 过 ,4 个 端 点 用

28、 轴 向 橡 胶 垫 与 侧 架 连 接 ,交 叉 支撑 机 构 提 高 了 转 向 架 的 抗 菱 刚 度 和 抗 剪 刚 度 ,提 高 了转 向 架 的 运 行 平 稳 性 和 稳 定 性 ,改 善 了 曲 线 通 过 性 能 ;侧 架 、 摇 枕 采 用 B 级 钢 材 质 铸 造 ;减 振 装 置 一 种 采 用分 离 式 斜 楔 、 摇 枕 上 焊 装 楔 形 插 板 ,另 一 种 采 用 整 体 式斜 楔 、 摇 枕 上 焊 装 平 板 形 磨 耗 板 ;基 础 制 动 装 置 为 锻 造中 拉 杆 结 构 ;中 央 悬 挂 系 统 采 用 两 级 刚 度 弹 簧 ;上 下 心盘

29、之 间 安 装 心 盘 磨 耗 盘 ;采 用 双 作 用 弹 性 旁 承 。 转 K2型 转 向 架 (车 体 为 C62B型 )的 主 要 技 术 参 数 见 表 3。表 3 转 K2 型 转 向 架 主 要 技 术 参 数抗 菱 刚 度 / (MN m rad - 1)空 车 6. 5 8. 5重 车 10 14抗 剪 刚 度 / (MN m - 1)空 车 1. 5 2. 5重 车 2 3回 转 阻 力 矩 / (kN m)空 车 6. 5 8重 车 12. 5 16. 5弹 簧 挠 度 / mm空 车 12重 车 45. 5磨 耗 到 限 相 对 摩 擦 因 数空 车 0. 073重

30、车 0. 0511998 年 11 月 ,对 装 用 转 K2 型 转 向 架 的 P65 型 行包 快 运 棚 车 和 C64J C型 加 长 通 用 敞 车 进 行 了 动 力 学 性能 试 验 ,最 高 试 验 速 度 达 138 km/ h。 试 验 结 果 表 明 ,其 各 项 动 力 学 指 标 均 满 足 规 范 的 要 求 ,证 明 该 转 向架 能 够 适 应 提 速 货 车 120 km/ h 的 运 行 要 求 。 1999 年以 来 的 运 用 实 践 证 明 ,斜 楔 、 磨 耗 板 、 车 轮 轮 缘 、 摇 枕 斜楔 挡 和 侧 架 导 框 处 的 磨 耗 明 显

31、 减 轻 ;交 叉 支 撑 装 置 技术 状 态 良 好 ,没 有 进 行 分 解 检 查 ,减 少 了 检 修 工 作 量 ;动 力 学 性 能 稳 定 ,经 受 住 了 提 速 和 各 种 不 利 运 用 条 件 、3我 国 货 车 转 向 架 的 现 状 与 发 展 趋 势 杨 爱 国 , 邵 文 东 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/运 行 环 境 的 考 验 ,保 证 了 铁 路 行 包 快 运 的 安 全 。 2004年 2 月 ,铁 道

32、部 运 输 局 装 备 部 决 定 在 货 车 厂 修 时 用 转K2 型 转 向 架 更 换 转 8A 型 转 向 架 ,2004 年 已 改 造 2 万辆 ,预 计 3 年 内 全 部 完 成 。 转 K2 型 转 向 架 已 经 成 为我 国 铁 路 的 主 型 货 车 转 向 架 。3. 3 转 K3 型 转 向 架转 K3 型 转 向 架 是 株 洲 车 辆 厂 吸 取 欧 洲 Y25 型 转向 架 的 优 点 并 结 合 我 国 的 具 体 情 况 设 计 开 发 的 构 架 式转 向 架 ,采 用 了 整 体 构 架 、 轴 箱 一 系 悬 挂 、 轮 对 纵 横 向弹 性 定

33、位 、 常 接 触 弹 性 旁 承 等 技 术 。 整 体 构 架 由 2 个侧 梁 、 1 个 横 梁 用 16MnQ 板 材 组 焊 为 一 体 ;采 用 单 侧斜 楔 减 振 装 置 ,斜 楔 的 摩 擦 面 上 加 装 高 分 子 合 成 材 料的 磨 耗 板 ,在 与 斜 楔 相 对 的 导 框 座 中 安 装 了 纵 向 定 位弹 簧 ,导 框 座 、 斜 楔 座 为 B 级 钢 铸 件 ;基 础 制 动 装 置 装用 单 侧 吊 挂 式 制 动 梁 、 高 摩 合 成 闸 瓦 ; 装 用 球 面 心盘 。 整 体 焊 接 构 架 提 高 了 转 向 架 的 抗 菱 刚 度 (等

34、效 为刚 性 ) ;轴 箱 悬 挂 减 振 装 置 实 现 了 轮 对 的 纵 向 弹 性 定位 ,采 用 了 高 分 子 合 成 材 料 的 主 磨 耗 块 ,保 持 了 减 振 性能 的 稳 定 性 和 可 靠 性 ,同 时 延 长 了 摩 擦 副 的 使 用 寿 命 ;采 用 了 三 级 刚 度 弹 簧 组 ,使 空 车 静 挠 度 达 到 20 mm ,极 大 地 改 善 了 空 车 动 力 学 性 能 。 1999 年 进 行 的 线 路动 力 学 试 验 结 果 表 明 ,该 转 向 架 在 120 km/ h 速 度 范围 内 具 有 优 良 的 运 行 品 质 。3. 4 转

35、K4 型 转 向 架转 K4 型 转 向 架 是 2001 年 株 洲 车 辆 厂 引 进 美 国原 NACO 公 司 的 摆 式 转 向 架 技 术 研 制 开 发 的 ,主 要 由侧 架 、 摇 枕 、 弹 簧 托 板 、 摇 动 座 、 摇 动 座 支 承 、 承 载 弹 簧 、减 振 装 置 、 轮 对 和 轴 承 、 基 础 制 动 装 置 及 常 接 触 弹 性 旁承 等 组 成 。 该 转 向 架 采 用 了 两 级 刚 度 弹 簧 及 变 摩 擦 减振 器 ,斜 楔 主 摩 擦 面 采 用 合 成 材 料 ;基 础 制 动 装 置 采 用高 磷 铸 铁 闸 瓦 或 高 摩 合

36、成 闸 瓦 、 L C 型 组 合 制 动 梁 。该 转 向 架 结 构 类 似 传 统 的 铸 钢 三 大 件 式 转 向 架 ,在 原 三 大 件 式 转 向 架 基 础 上 增 加 了 弹 簧 托 板 ,弹 簧 托板 把 左 右 摇 枕 弹 簧 连 接 在 一 起 ,并 通 过 摇 动 座 坐 落 在侧 架 中 央 承 台 的 摇 动 座 支 承 上 ,提 高 了 转 向 架 的 抗 菱刚 度 ,同 时 左 右 侧 架 通 过 其 顶 部 导 框 摇 动 座 分 别 支 承在 前 后 两 承 载 鞍 上 ,使 左 右 两 侧 架 成 为 横 向 可 同 步 摆动 的 吊 杆 。 这 种

37、摆 动 机 构 增 加 了 车 辆 的 横 向 柔 性 ,提高 了 车 辆 的 横 向 动 力 学 性 能 。 转 K4 型 转 向 架 (车 体采 用 C62B型 )的 主 要 技 术 参 数 见 表 4。 2002 年 4 月 ,转K4 型 转 向 架 开 始 批 量 生 产 ,到 2004 年 12 月 共 装 于4 900 辆 C64 H型 敞 车 、 100 辆 G70 H 型 罐 车 和 200 辆NX17B H型 平 车 。表 4 转 K4 型 转 向 架 主 要 技 术 参 数抗 菱 刚 度 / (MN m rad - 1)空 车 5重 车 8. 79抗 剪 刚 度 / (MN

38、 m - 1)空 车 2. 04重 车 5. 45回 转 阻 力 矩 / (kN m)空 车 8. 4重 车 16. 7弹 簧 挠 度 / mm空 车 19. 3重 车 62. 6磨 耗 到 限 相 对 摩 擦 因 数空 车 0. 064重 车 0. 0644 重 载 货 车 转 向 架为 了 进 一 步 提 高 列 车 载 重 ,积 极 发 展 25 t 轴 重 低动 力 作 用 的 大 型 四 轴 货 车 ,齐 齐 哈 尔 、 株 洲 、 眉 山 三 厂承 担 了 25 t 轴 重 低 动 力 作 用 货 车 转 向 架 的 研 制 。1998 年 ,3 家 工 厂 分 别 研 制 了 焊

39、 接 构 架 式 、 三 大 件 式25 t 轴 重 转 向 架 ,并 投 入 成 都 铁 路 局 管 内 运 用 考 验 。动 力 学 试 验 表 明 ,这 几 种 转 向 架 的 结 构 还 需 要 进 一 步优 化 ,动 力 学 性 能 还 有 待 于 进 一 步 提 高 。 因 大 秦 线 将开 行 2 万 t 重 载 列 车 ,2003 年 ,株 洲 车 辆 厂 采 用 摆 式 转向 架 技 术 、 齐 车 公 司 采 用 交 叉 支 撑 技 术 分 别 研 制 出 25t 轴 重 的 转 K5、 转 K6 型 转 向 架 。 线 路 动 力 学 试 验 表明 ,2 种 转 向 架

40、的 动 力 学 性 能 均 满 足 规 范 的 要 求 ,能够 适 应 铁 路 重 载 运 输 的 需 要 。4. 1 转 K5 型 转 向 架转 K5 型 转 向 架 是 采 用 摆 式 转 向 架 技 术 研 制 开 发的 ,其 主 要 部 件 如 侧 架 、 摇 枕 、 弹 簧 托 板 、 摇 动 座 、 摇 动座 支 承 、 弹 簧 、 减 振 装 置 、 轮 对 、 轴 承 等 的 结 构 设 计 与 转K4 型 转 向 架 相 同 ,其 强 度 按 25 t 轴 重 设 计 ,转 向 架 结构 见 图 1。 2004 年 生 产 的 107 辆 X2 H型 双 层 集 装 箱 平车

41、 和 99 辆 C80型 铝 合 金 运 煤 敞 车 上 装 用 了 该 转 向 架 ,2005 年 预 计 生 产 330 辆 装 用 该 转 向 架 的 C80型 铝 合 金运 煤 敞 车 。图 1 转 K5 型 转 向 架4铁 道 车 辆 第 43 卷 第 6 期 2005 年 6 月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/4. 2 转 K6 型 转 向 架转 K6 型 转 向 架 是 采 用 下 交 叉 支 撑 装 置 的 铸 钢 三大 件 式 转

42、 向 架 。 一 系 悬 挂 采 用 轴 箱 弹 性 剪 切 垫 ;二 系悬 挂 采 用 带 变 摩 擦 减 振 装 置 的 中 央 枕 簧 悬 挂 系 统 ,摇枕 弹 簧 为 二 级 刚 度 ;两 侧 架 之 间 加 装 侧 架 弹 性 下 交 叉支 撑 装 置 ;采 用 直 径 为 375 mm 的 下 心 盘 ,安 装 含 油 尼龙 心 盘 磨 耗 盘 ;采 用 双 作 用 弹 性 旁 承 ;基 础 制 动 装 置 为中 拉 杆 式 单 侧 闸 瓦 制 动 ,采 用 L B 型 组 合 式 制 动 梁 、新 型 高 摩 合 成 闸 瓦 。 转 向 架 结 构 见 图 2。图 2 转 K6

43、 型 转 向 架转 K6 型 转 向 架 具 有 侧 架 交 叉 支 撑 转 向 架 所 具 有的 技 术 优 点 ,同 时 一 系 悬 挂 采 用 轴 箱 弹 性 剪 切 垫 ,实 现轮 对 的 弹 性 约 束 ,车 辆 在 直 线 运 行 时 轮 对 始 终 保 持 正位 ,通 过 曲 线 时 轮 对 有 径 向 趋 势 ,改 善 了 车 辆 的 曲 线 通过 性 能 ,有 效 地 减 轻 了 轮 缘 磨 耗 ;减 小 转 向 架 簧 下 质量 ,实 现 了 轮 轨 之 间 的 低 动 力 作 用 ,有 效 地 减 少 了 重 载列 车 轮 轨 之 间 的 磨 耗 ,降 低 了 重 载 运

44、 输 的 运 营 成 本 ;隔离 轮 轨 间 高 频 振 动 ,改 善 了 车 辆 的 垂 向 动 力 学 性 能 ,提高 了 车 辆 的 运 行 平 稳 性 。 2004 年 生 产 的 2 333 辆 C80型 铝 合 金 运 煤 敞 车 和 133 辆 X2 K型 双 层 集 装 箱 平 车 装用 了 转 K6 型 转 向 架 ,2005 年 预 计 还 将 生 产 1 670 辆装 用 转 K6 型 转 向 架 的 C80型 铝 合 金 运 煤 敞 车 。5 快 速 货 车 转 向 架为 适 应 我 国 高 速 货 物 运 输 的 发 展 需 要 ,2003 年 齐车 公 司 成 功

45、开 发 研 制 了 160 km/ h 高 速 货 车 转 向 架 。160 km/ h 高 速 货 车 转 向 架 属 于 焊 接 构 架 式 转 向架 ,轴 箱 、 中 央 两 系 悬 挂 装 置 中 ,轴 箱 悬 挂 装 置 为 三 级刚 度 ,加 装 了 变 阻 尼 的 垂 向 液 压 减 振 器 ,中 央 悬 挂 装 置由 优 化 了 横 向 、 垂 向 刚 度 的 圆 盘 形 橡 胶 堆 、 横 向 液 压 减振 器 以 及 纵 向 牵 引 拉 杆 组 成 ;摇 枕 与 构 架 之 间 设 有 横向 弹 性 止 挡 和 纵 向 止 挡 ;构 架 由 2 个 箱 形 结 构 侧 梁

46、和2 根 横 梁 组 焊 而 成 ,摇 枕 是 由 钢 板 焊 接 成 的 鱼 腹 形 的箱 形 结 构 梁 ;盘 形 基 础 制 动 装 置 每 轴 安 装 2 套 制 动 盘 ,采 用 了 能 够 自 动 调 整 闸 片 间 隙 的 新 型 单 元 制 动 缸 与 新型 空 重 车 自 动 调 整 装 置 ;转 向 架 的 每 轴 端 安 装 了 机 械式 防 滑 器 。 转 向 架 结 构 见 图 3。图 3 160 km/ h高 速 货 车 转 向 架2003 年 10 月 ,160 km/ h 高 速 货 车 转 向 架 在 西 南交 通 大 学 牵 引 动 力 实 验 室 的 滚

47、振 试 验 台 上 进 行 了 滚 振试 验 ,空 重 车 最 高 试 验 速 度 为 270 km/ h。 2004 年 9月 ,在 北 京 局 管 内 双 桥 洞 河 和 双 桥 丰 润 间 进 行 了线 路 动 力 学 试 验 ,试 验 最 高 运 行 速 度 为 18116 km/ h。试 验 结 果 表 明 ,在 160 km/ h 速 度 范 围 内 各 项 动 力 学指 标 满 足 规 范 的 要 求 。 该 试 验 速 度 创 造 了 我 国 货 车转 向 架 正 线 运 行 速 度 的 最 高 纪 录 。6 我 国 货 车 转 向 架 的 研 究 与 发 展 方 向6. 1

48、提 速 货 车 转 向 架 的 可 靠 性 研 究在 一 段 时 间 内 ,提 速 货 车 转 向 架 仍 然 是 我 国 铁 路货 物 运 输 的 主 型 转 向 架 。 因 此 ,加 强 提 速 转 向 架 摇 枕 、侧 架 、 焊 接 构 架 、 交 叉 支 撑 装 置 、 弹 簧 托 板 、 摇 动 座 、 制动 梁 等 关 键 零 部 件 的 可 靠 性 研 究 非 常 必 要 。 特 别 是 要完 善 交 叉 支 撑 装 置 、 弹 簧 托 板 的 疲 劳 试 验 标 准 ,确 定 科学 合 理 的 试 验 载 荷 ,找 到 影 响 疲 劳 寿 命 的 主 要 因 素 ,进一 步

49、优 化 设 计 结 构 ,提 高 部 件 的 可 靠 性 。 与 此 同 时 ,还应 对 弹 簧 、 斜 楔 、 磨 耗 板 、 橡 胶 件 等 小 部 件 进 行 可 靠 性研 究 ,提 高 其 使 用 寿 命 ,保 证 提 速 转 向 架 长 期 运 行 中 动力 学 性 能 的 稳 定 性 ,确 保 铁 路 货 物 运 输 的 安 全 。6. 2 重 载 货 车 转 向 架 的 开 发 研 制在 重 载 运 输 方 面 ,增 加 车 辆 单 车 载 重 是 提 高 运 输效 率 的 重 要 途 径 之 一 。 根 据 国 外 的 经 验 ,加 大 车 辆 轴重 是 必 然 趋 势 。 美 国 铁 路 约 65 %的 货 车 采 用 F 轴 (轴重 2918 t) ,部 分 采 用 G轴 (轴 重 3517 t) ,货 车 的 平 均载 重 已 达 到 8