D25A型凹底平車支撐梁改造

付興鋒

（中煤集團(tuán)大屯公司鐵路管理處，江蘇徐州221611）

1 車輛簡介

D25A型凹底平車適用于裝運(yùn)大型發(fā)電機(jī)定子和變壓器等250t級長大貨物，具有自重較輕、載重大等特點(diǎn)（如圖1所示）。

圖1 D25A型凹底平車

1.1 主要結(jié)構(gòu)

該車由1個(gè)大底架、2個(gè)小底架、4個(gè)4E軸焊接導(dǎo)框式轉(zhuǎn)向架、空氣制動(dòng)裝置、手制動(dòng)裝置及車鉤緩沖裝置組成。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)及基本尺寸（如表1）

表1 凹底平車主要參數(shù)

2 存在問題及原因分析

在運(yùn)用及檢修過程中發(fā)現(xiàn)，該車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架兩端支撐梁與輪對輪緣接觸，支撐梁下蓋板存在非正常磨損，影響車輛行車安全，需進(jìn)行改造。

通過調(diào)研，D25A型凹底平車在空車狀態(tài)下、直線及曲線區(qū)段運(yùn)行時(shí)，支撐梁與車輪不干涉；在重車工況下、直線區(qū)段運(yùn)行時(shí)，支撐梁與車輪均亦不干涉；而當(dāng)重車工況下、曲線區(qū)段運(yùn)行時(shí)，部分支撐梁與車輪干涉。為此需計(jì)算分析車輛重車狀態(tài)下，車輛的重車撓度、重車工況下支撐梁與車輪間橫向間隙、極限工況下及最大尺寸偏差時(shí)車輪最大移動(dòng)距離，以確定問題產(chǎn)生的原因。

2.1 車輛重車撓度

D25A型凹底平車采用不等高兩級剛度螺旋彈簧組，外簧剛度內(nèi)簧剛度K2=由此可知車輛重車靜載荷下彈簧撓度為52.44 mm。

D25A型凹底平車重車最高運(yùn)行速度為60 km/h，車輛動(dòng)荷系數(shù)重車工況下車輛的最大撓度fmax=f1（1+Kdy）=52.44×（1+0.183）=62 mm。

2.2 重車工況下支撐梁與車輪間橫向間隙

D25A型凹底平車轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對、均衡彈簧裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等組成，構(gòu)架主要由側(cè)梁、心盤梁、橫梁等組成，支撐梁位于側(cè)梁兩端，用于安裝基礎(chǔ)制動(dòng)裝置杠桿支點(diǎn)座，與兩端車輪相鄰（如圖2所示）。

圖2 轉(zhuǎn)向架三維圖

自由狀態(tài)下,支撐梁與相鄰車輪輪緣間的橫向距離為55.3 mm，重車工況下，轉(zhuǎn)向架彈簧承載的構(gòu)架相對于非彈簧承載的車輪向下移動(dòng)，移動(dòng)距離為62 mm。此時(shí)，構(gòu)架兩端支撐梁下蓋板與相鄰車輪輪緣橫向間隙為22 mm（如圖3所示）。

2.3 極限工況下及最大尺寸偏差時(shí)車輪最大移動(dòng)距離

當(dāng)車輛在曲線區(qū)段上運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)向架1位輪對的外側(cè)車輪輪緣靠向外軌，4位輪對的內(nèi)側(cè)車輪輪緣靠向內(nèi)軌，此時(shí)為導(dǎo)框與軸箱間隙減少至最小的極限工況。根據(jù)《D25A型凹底平車技術(shù)條件》及轉(zhuǎn)向架圖紙規(guī)定：4、5、8、9、12、13位車輪處的軸箱與導(dǎo)框沿車體縱向間隙之和為11～14 mm，車輪相對轉(zhuǎn)向架中心線的制造誤差為±2 mm，未注明的組裝自由公差按Q/HC75-010-1990《組裝自由公差》執(zhí)行，故轉(zhuǎn)向架沿車體縱向的制造誤差為±8 mm。由此可得，極限工況下及最大尺寸偏差時(shí)車輪的最大移動(dòng)距離為14+2+2+8=26 mm。

2.4 分析結(jié)論

由上述分析可知，在極限工況及最大尺寸偏差時(shí)，重車工況下支撐梁下蓋板與相鄰車輪的輪緣間橫向間隙（22 mm）小于車輪的最大移動(dòng)距離（26 mm）。此時(shí)，支撐梁下蓋板與輪緣將會接觸，并產(chǎn)生非正常磨損。

3 改進(jìn)措施

由于車輛轉(zhuǎn)向架整體尺寸、車輪直徑、軸箱導(dǎo)框間隙均不易改變，無法通過減小極限工況下及最大尺寸偏差時(shí)車輪的最大移動(dòng)距離解決問題，因此只有通過減小支撐梁下蓋板寬度，增加支撐梁與相鄰車輪輪緣間橫向距離這一途徑對轉(zhuǎn)向架進(jìn)行改進(jìn)。

具體改進(jìn)措施為：將轉(zhuǎn)向架兩端的支撐梁分解，在保證支撐梁上杠桿支點(diǎn)座配合尺寸不變、支撐梁箱形結(jié)構(gòu)不變的條件下，將支撐梁下蓋板由130 mm減少至100 mm（如圖4所示），使重車工況下支撐梁下蓋板與車輪輪緣間的間隙由22 mm增加到52 mm。

當(dāng)車輛重車通過曲線區(qū)段時(shí)，在極限工況且轉(zhuǎn)向架制造誤差最大時(shí)，支撐梁下蓋板與相鄰車輪輪緣間仍具有52-26=26 mm的間隙，兩者不干涉；改進(jìn)時(shí)為保證支撐梁與構(gòu)架側(cè)梁間的連接強(qiáng)度，在支撐梁上下蓋板與側(cè)梁上下蓋板間加焊補(bǔ)強(qiáng)板。

4 結(jié)語

D25A型凹底平車支撐梁改造后，在極限工況下，車輛在運(yùn)行中支撐梁下蓋板與車輪輪緣具有適當(dāng)?shù)拈g隙，兩者間不再產(chǎn)生干涉，保證了車輛運(yùn)用的安全。