出口澳大利亞60英尺集裝箱平車的研制

孟越

（中車太原機(jī)車車輛有限公司科技管理部，太原030009）

1 引言

60英尺（約18m）集裝箱平車是中車太原機(jī)車車輛有限公司為澳大利亞客戶生產(chǎn)的集裝箱專用平車。該車在澳大利亞鐵路網(wǎng)準(zhǔn)軌或1600mm寬軌線路上運(yùn)行，主要運(yùn)輸國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，可以同時(shí)裝運(yùn)3個(gè)20英尺（約6m）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱或1個(gè)20英尺和1個(gè)40英尺國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，也可單獨(dú)裝運(yùn)1個(gè)40英尺或1個(gè)48英尺集裝箱。該車于2013年12月完成總體方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了車體有限元強(qiáng)度計(jì)算和制動(dòng)計(jì)算及動(dòng)力學(xué)計(jì)算，2014年6月完成了樣車試制，并進(jìn)行了澳方要求的各項(xiàng)型式試驗(yàn)。

2 60英尺集裝箱平車的主要技術(shù)參數(shù)(表1)

限界符合澳大利亞ROA Plate C限界的規(guī)定

3 60英尺集裝箱平車的主要結(jié)構(gòu)

60英尺集裝箱平車為底架承載的全鋼焊接結(jié)構(gòu)，主要由底架組成、底架附屬件、制動(dòng)裝置、車鉤緩沖裝置、標(biāo)記、集裝箱鎖閉裝置和轉(zhuǎn)向架等組成(圖1)。

3.1 底架組成

底架主要由中梁、牽枕、小橫梁、大橫梁、門擋和護(hù)欄等組焊而成。中梁由材質(zhì)為Q345GNH的鋼板組焊成箱形魚腹結(jié)構(gòu)。牽枕由牽引梁、枕梁、端梁和上心盤等組成。牽引梁由材質(zhì)為Q345D的上、下蓋板、下翼板和材質(zhì)為Q345GNH的雙腹板及前后從板座等組焊而成；端梁、枕梁由材質(zhì)為Q345GNH的鋼板組成。橫梁由材質(zhì)為Q345GNH的鋼板、箱鎖支架等組焊成變截面箱形結(jié)構(gòu)。當(dāng)橫梁上的集裝箱鎖閉裝置不使用時(shí)，可存放在其上箱鎖支架上。在底架兩端中央各設(shè)置一個(gè)集裝箱引導(dǎo)裝置。護(hù)欄與各梁端部間通過(guò)螺栓連接，便于拆卸維護(hù)。在底架上設(shè)有16個(gè)可安裝澳大利亞TFA型自動(dòng)旋鎖裝置鎖座。[1]

表1 主要技術(shù)參數(shù)

3.2 制動(dòng)裝置

采用120型控制閥、254 mm×254mm整體旋壓密封式制動(dòng)缸、ST2-250型閘調(diào)器、KZW-A型空重車自調(diào)裝置、11升、17升和40升嵌入式風(fēng)缸、排風(fēng)式折角塞門、組合式集塵器、排風(fēng)防塵堵及編織制動(dòng)軟管總成。主管采用螺紋連接，支管采用3/4"和1/2"的尼龍軟管連接，管路采用球面密封式活接頭、卡套式快裝接頭、帶螺紋的法蘭接頭等配件，基礎(chǔ)制動(dòng)采用前、后制動(dòng)杠桿、轉(zhuǎn)換杠桿及上拉桿等連接。

圖1 60英尺集裝箱平車結(jié)構(gòu)圖

手制動(dòng)采用雙側(cè)安裝FSW型手制動(dòng)機(jī)。

3.3 車鉤緩沖裝置

為最大限度降低集裝箱承載面高度，采用自行研制開(kāi)發(fā)的TT-E736型上作用車鉤、MT-2型緩沖器及配套的鑄造鉤尾框和合金鋼鉤尾銷等，解鉤裝置采用兩段分體式。

3.4 轉(zhuǎn)向架

采用25t軸重準(zhǔn)軌或1600mm寬軌輕型轉(zhuǎn)向架。準(zhǔn)軌轉(zhuǎn)向架自重約4.2t（寬軌約4.3t），固定軸距為1728mm，旁承中心距為1270mm。采用控制型結(jié)構(gòu)，主要由搖枕、側(cè)架、斜楔減振裝置、輪對(duì)組成和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等組成。

搖枕、側(cè)架采用B+級(jí)鑄鋼。搖枕與下心盤鑄造為一體式結(jié)構(gòu)，下心盤內(nèi)安裝鍛造錳鋼心盤磨耗盤。搖枕彈簧采用一級(jí)剛度；裝用AAR E級(jí)6"×11"雙列圓錐滾子軸承、LZW車軸及符合AAR M107/208 B級(jí)輾鋼車輪；采用常摩擦阻尼的楔塊式減振裝置，減振彈簧和斜楔被裝在搖枕之內(nèi)，并與搖枕作為一個(gè)整體相對(duì)于側(cè)架作上、下阻尼運(yùn)動(dòng)；采用Stucki彈性旁承、杠桿制動(dòng)裝置、AAR H4型高摩合成閘瓦。

4 技術(shù)特點(diǎn)

①車體鋼結(jié)構(gòu)采用全鋼板焊接的骨架式中梁承載結(jié)構(gòu)，輕量化和可靠性相結(jié)合，在確保結(jié)構(gòu)可靠性和運(yùn)用安全性的前提下，顯著減輕了車輛自重和列車牽引重量，提高了運(yùn)營(yíng)效益。②集裝箱承載面距軌面的高度為比普通集裝箱平車低100mm以上，降低了車輛重心高度，提高了車輛運(yùn)行品質(zhì)。③裝箱種類多。該車可裝運(yùn)2個(gè)30英尺集裝箱或1個(gè)20英尺和1個(gè)40英尺國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，也可單獨(dú)裝運(yùn)1個(gè)40英尺或1個(gè)48英尺集裝箱。④集裝箱鎖采用澳大利亞TFA型自動(dòng)旋鎖。該鎖在集裝箱起箱、落箱時(shí)無(wú)須人工操縱，方便、快捷；在運(yùn)輸集裝箱過(guò)程中自動(dòng)旋鎖緊扣集裝箱，安全、可靠。[2]⑤采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的仰頸式車鉤，鉤頭水平中心線比鉤身水平中心線高35mm，在滿足車鉤連掛高度的基礎(chǔ)上降低了集裝箱承載面高度以及車輛空、重車重心高度；在車鉤鉤頭下部設(shè)置了下延式防脫臺(tái)，避免因連掛車鉤高度相差較大而導(dǎo)致的車輛分離故障，提高了列車連掛的可靠性。⑥采用兩段分體式車鉤提桿，便于制造和組裝，并可實(shí)現(xiàn)雙側(cè)提鉤的功能，且消除了因車鉤提桿擺動(dòng)帶來(lái)的車鉤分離隱患，提高了車輛運(yùn)用安全可靠性。⑦主管采用帶有放氣功能的球芯折角塞門和防塵堵，可避免制動(dòng)軟管內(nèi)因存有壓力空氣而傷人。⑧配裝25t軸重準(zhǔn)軌輕型或1600mm寬軌轉(zhuǎn)向架，顯著降低了整車自重，提高了運(yùn)營(yíng)效益，滿足兩種軌距線路上運(yùn)營(yíng)，適用性強(qiáng)。

5 計(jì)算分析情況

5.1 車體靜強(qiáng)度分析

采用有限元分析程序ANSYS對(duì)車體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析。載荷條件和評(píng)估方法依據(jù)AAR M-1001有關(guān)規(guī)定確定，分析結(jié)果表明，該車車體的靜強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

5.2 動(dòng)力學(xué)性能

計(jì)算分析結(jié)果表明：該車動(dòng)力學(xué)性能符合AAR M-976和GB/T5599-1985《鐵道車輛動(dòng)力學(xué)性能評(píng)定和試驗(yàn)鑒定規(guī)范》的要求，滿足115km/h的運(yùn)行要求。

6 結(jié)語(yǔ)

2014年6月，完成了樣車試制，并進(jìn)行扭轉(zhuǎn)、擺動(dòng)等試驗(yàn)合格后已小批量出口到澳大利亞，通過(guò)近幾年的運(yùn)用，表明該車型運(yùn)用狀態(tài)良好，得到了用戶的好評(píng)和肯定。