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关于优化重载铁路货车用轴箱橡胶垫和侧架轴箱橡胶垫支撑面的建议

程平霞 张勋 乔莎 闫海涛
  
文理媒体号
2024年41期
中车太原机车车辆有限公司山西太原 030002

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摘要:通过对DZ1、DZ4型转向架组装的调研和结构分析,提出优化JF-1型轴箱橡胶垫和侧架轴箱橡胶垫支撑面结构的建议,完善DZ1、DZ4型转向架组装工艺性。

关键词:铁路货车;重载;转向架;配件

2018年7月,中国铁路总公司发布《2018-2020年货运增量行动方案》,将进一步提升运输能力,降低物流成本,优化产品供给,到2020年,全国铁路货运量将达到47.9亿吨,较2017年增长30%。以扩充煤炭外运通道能力为着力点,围绕大秦、唐呼、侯月、瓦日、宁西、兰渝等六线和山西、陕西、内蒙、新疆、沿海、沿江等六区域为重点,深入挖掘运输潜力,为铁路货运增量行动提供可靠的运力保障。扩大万吨重载列车开行范围。强化车辆装备保障,将新购置一批重载货车,满足货运增量运输需要。

2014年我国生产了5000辆轴重为27t的C80E(H、F)通用敞车,其中3700辆装用了ZD1型转向架。2014年我国生产了100辆轴重为30t的C96(H)通用敞车,其中70辆装用了DZ4型转向架。C80E(H、F)和C96(H)通用敞车是27t轴重和30t轴重的主型货车,其性能对于我国铁路运输影响深远。

ZD1型转向架和ZD4型转向架的结构形式基本相同。ZD1型转向架和ZD4型转向架的轮轴、JF-1型轴箱橡胶垫(下文简称轴箱橡胶垫)、JF-1型承载鞍(下文简称承载鞍)和侧架的导框、轴箱橡胶垫八字支撑面结构完全一致。

1 问题的提出

车辆新造和检修时,在转向架落成过程中,需要先将轴箱橡胶垫、承载鞍放入侧架导框内,并通过一定的方式进行固定。然后轴箱橡胶垫、承载鞍随侧架一起落在轮轴上,使承载鞍圆弧面卡在轮轴的轴承外圈上,承载鞍上部与轴箱橡胶垫下衬板密贴,轴箱橡胶垫上衬板与侧架的支撑面密贴,完成转向架落成。

转K6型转向架在组装过程中,先将轴箱橡胶垫与承载鞍组装在一起,然后,将轴箱橡胶垫、承载鞍共同移动,与转向架组装在一起。

ZD1型、ZD4型转向架的组装过程与转K6型转向架组装过程不同。先将八字形轴箱橡胶垫从侧架下方进入侧架导框下方;在侧架导框下方时,将轴箱橡胶垫偏转约20°~30°;然后到达侧架支撑面下方时,将轴箱橡胶垫反向偏转约20°~30°;再将轴箱橡胶垫凸台进入侧架支撑面凹槽内。完成轴箱橡胶垫与侧架的组装后,再将承载鞍从侧架下方进入侧架导框,达到轴箱橡胶垫下方,最后使承载鞍凸台进轴箱橡胶垫内,完成轴箱橡胶垫、承载鞍与侧架的组装。

从以上分析可知,转K6型转向架轴箱橡胶垫、承载鞍与侧架一次完成;而DZ1型、DZ4型转向架需要轴箱橡胶垫、承载鞍与侧架两次完成。

2 现场调查情况

通过对DZ4型转向架现场测量和分析,引起DZ1、DZ4型转向架的轴箱橡胶垫、承载鞍与侧架需要两次完成的原因是:轴箱橡胶垫的尺寸>侧架导框尺寸,造成轴箱橡胶垫无法在工作状态(水平位置)通过侧架导框处。

DZ1、DZ4型侧架导框的纵向长度是3170 -1mm,承载鞍底面的长度是3090 -1mm;轴箱橡胶垫上衬板的长度是322mm,下衬板的长度是290mm。

由于轴箱橡胶垫上衬板的长度是322mm大于侧架导框的纵向长度317mm,所以DZ1型、DZ4型转向架组装时,轴箱橡胶垫无法水平从侧架导框的下部进入导框,达到组装位置。目前,DZ1、DZ4型转向架组装时,无法将轴箱橡胶垫、承载鞍一起与侧架进行组装;轴箱橡胶垫在侧架导框下方时,先将轴箱橡胶垫倾斜约15°~20°,再将轴箱橡胶垫移动至侧架八字支撑面下方,然后将轴箱橡胶垫反方向倾斜约15°~20°,使轴箱橡胶垫基本为水平位置,最后再组装承载鞍。

3 建议优化轴箱橡胶垫和侧架八字型轴箱支撑面的结构

笔者对12辆C96敞车(车号为9300097、9300098、9300111、9300112、9300129、9300130、9300133、9300134、9300141、9300142、9300143、9300144)DZ4型转向架48件侧架的八字面支撑面长度a和同一侧架两八字面支撑面的距离b进行了测量;八字面支撑面长度a平均为81.2mm,最大为86.5mm,最小为77m;两八字面支撑面的距离b平均为308.1mm,最大值为313.7mm,最小值为301.6mm。

现在对侧架、轴箱橡胶垫和承载鞍之间的关系进行分析。轴箱橡胶垫上方通过上衬板连接侧架八字形支撑面,轴箱橡胶垫下方通过下衬板连接承载鞍八字形支撑面,传递、减缓由车体传来的载荷和钢轨传来的振动。由现场调查情况可知,侧架八字面支撑面在最小的情况下,轴箱橡胶垫、侧架的性能是满足车辆的要求的。

建议:

3.1优化轴箱橡胶垫的结构。将上衬板的尺寸由322mm变为309mm,与承载鞍底面的长度相同。

3.2优化侧架八字型轴箱支撑面的结构。将侧架支撑面进行优化,将侧架橡胶垫支撑面的长度a增加10mm,两侧架橡胶垫支撑面的距离由240mm变为248mm。这样,在轴箱橡胶垫上衬板变小的情况下,轴箱橡胶垫与侧架轴箱橡胶垫支撑面的配合面积基本保持一致,只是配合面的中心向内侧进行了偏移。

对轴箱橡胶垫和侧架的轴箱橡胶垫支撑面进行优化后,既满足车辆的技术要求,又能提高转向架的工艺性,在转向架组装时,轴箱橡胶垫与承载鞍一起,在组装状态通过侧架导框到达组装位置,完成转向架的组装工作。本文提出的只是优化方案初步的想法,需要相关单位进行仿真计算、验证等一系列工作,以优化转向架工艺性能。

参考文献:

[1]刘振明,段仕会,梁昊,等.一种轴箱橡胶垫,货车转向架以及铁路货车:CN201910333507.1[P].

[2]孙明道,刘凤伟,姜瑞金,等.铁路货车转向架轴箱弹性悬挂减振装置.CN201310115723.1

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