出口非洲活動(dòng)側(cè)墻多用途平車研制

陶斌 劉映安 楊清帆 楊發(fā)先 劉艷 羅褔貴

摘要：介紹了出口非洲活動(dòng)側(cè)墻多用途平車的主要用途、特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)、主要結(jié)構(gòu)、計(jì)算及試驗(yàn)情況。

Abstract： The main purpose， characteristics， technical parameters， main structure， calculation and test conditions of the multipurpose flat wagon with movable side-wall for exported to Africa are introduced.

關(guān)鍵詞：活動(dòng)側(cè)墻;多用途平車;結(jié)構(gòu);技術(shù)參數(shù);試驗(yàn)

Key words： movable side-wall;multi-purpose flat wagon;structure;technical parameters;test

中圖分類號(hào)：S776.36+1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）07-0014-02

0 ?引言

出口非洲活動(dòng)側(cè)墻多用途平車是中車眉山車輛有限公司（以下簡稱眉山公司）根據(jù)與非洲客戶簽訂的采購合同及技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)制造的，該車主要用于在客戶1067mm軌距的鐵路線上運(yùn)行。其技術(shù)規(guī)范主要包括：①車輛設(shè)計(jì)、制造遵循中國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);②車輛適載貨物包括袋裝、箱裝、散裝、托盤裝貨物;③車輛設(shè)計(jì)速度為100km/h;④車體鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按照TB1335-1996進(jìn)行考核，車體強(qiáng)度滿足集載要求。

1 ?主要特點(diǎn)

①兩側(cè)增設(shè)可翻轉(zhuǎn)的活動(dòng)式側(cè)墻，補(bǔ)強(qiáng)了國內(nèi)同類型共用平車無法裝運(yùn)散裝貨物的短板，進(jìn)一步豐富了該車的裝載工況，適載貨物廣泛，滿足箱裝、袋裝、散裝、托盤貨物及集載貨物的運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)一車多用。②活動(dòng)側(cè)墻開創(chuàng)性的運(yùn)用兩級鎖閉機(jī)構(gòu)，保證側(cè)墻鎖閉的可靠性。其中鎖鐵式鎖閉機(jī)構(gòu)從側(cè)墻根部實(shí)施鎖閉，有效提升活動(dòng)側(cè)墻抗外漲能力，頂部搭扣式鎖閉裝置，從頂部鎖閉使各側(cè)墻連貫成一體，提升整個(gè)側(cè)墻剛度。③采用伸縮式鎖閉裝置，不影響裝運(yùn)均布或其它集載貨物。④創(chuàng)新性的在國產(chǎn)120閥制動(dòng)系統(tǒng)中配裝手動(dòng)空重車調(diào)整裝置，滿足用戶操作習(xí)慣。采用120型主動(dòng)潤滑控制閥，使車輛檢修周期提高至4年，縮短車輛檢修時(shí)間，延長車輛使用時(shí)間，增加運(yùn)營利潤。⑤該車設(shè)計(jì)速度為100km/h，試驗(yàn)運(yùn)行速度可達(dá)90km/h，相比同類型1067mm軌距的鐵路車輛，車輛運(yùn)行速度大幅提升。

2 ?主要技術(shù)參數(shù)

軸重/t ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 20

自重/t ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 20

載重/t （均載） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 60

車輛設(shè)計(jì)速度/（km·h-1） ? ? ? ? ? ? ? ?100

集載

3m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?15t

4m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?20t

5m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?30t

裝載集裝箱時(shí)：

1個(gè)1AA、1A、1AX（40ft） 1×30.48t

2個(gè)1CC、1C、1CX（20ft） 2×30t

車輛長度/mm 13630

車輛定距/mm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?8800

最大寬度/mm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2800

地板面距軌面高/mm ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1100

內(nèi)長/mm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?12690

內(nèi)寬/mm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2540

內(nèi)高/mm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?700

車鉤中心距軌面高/mm ? ? ? ? ? ? ? ?890±10

通過最小曲線半徑/m ? 200

限界 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? 符合用戶要求

3 ?主要結(jié)構(gòu)

該車主要由車體、集裝箱鎖閉裝置、制動(dòng)裝置、車鉤緩沖裝置和轉(zhuǎn)向架等組成，如圖1所示。

3.1 車體

車體為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，由底架、固定端墻、活動(dòng)側(cè)墻等部分組成。

3.1.1 底架

底架由中梁、側(cè)梁、枕梁、中央橫梁、橫梁、端梁、小橫梁和鋼地板等組焊而成。采用鍛鋼上心盤;沖擊座、前后從板座材質(zhì)為C級鋼。中梁為型鋼切魚腹組焊成箱形結(jié)構(gòu);側(cè)梁為型鋼切成魚腹制成，中、側(cè)梁全長無拼接。側(cè)梁上設(shè)有繩拴、側(cè)門折頁座，緩沖板簧等;枕梁由上蓋板、下蓋板和腹板組焊成變截面箱形梁;端部橫梁、中央橫梁由上蓋板、下蓋板和腹板組焊成工字形結(jié)構(gòu);端梁為鋼板冷彎成L形梁;小橫梁為鋼板冷彎成槽形結(jié)構(gòu);底架上鋪設(shè)花紋鋼地板。

3.1.2 固定端墻

底架兩端各設(shè)有固定端墻，由鋼板和冷彎矩形鋼管制成的上端梁及端柱組焊而成，設(shè)有扶梯、扶手等附屬件，為便于捆扎，端墻內(nèi)側(cè)設(shè)置有捆扎環(huán)。

3.1.3 活動(dòng)側(cè)墻

根據(jù)客戶反映，該車存在的主要問題為側(cè)墻變形大， 柱插損壞較多。通過故障分析，其根本原因?yàn)樵撥嚮顒?dòng)側(cè)墻及鎖閉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。主要分析如下：客戶現(xiàn)有車輛的活動(dòng)側(cè)墻采用鋼板壓制而成，無梁柱支撐，剛度不足，裝載散裝貨物時(shí)，在側(cè)壓力的作用下側(cè)墻變形大;柱插損壞主要是吊裝集裝箱時(shí)磕碰導(dǎo)致，其原因?yàn)椴鹧b柱插過程繁瑣，操作人員未將柱插拆下就進(jìn)行吊裝作業(yè)，因集裝箱距離柱插間隙過小，致使出現(xiàn)柱插損壞情況出現(xiàn)。

為徹底解決上述車輛損傷情況，該車活動(dòng)側(cè)墻采用框架式結(jié)構(gòu)，由鋼板與冷彎矩形鋼管組焊而成，增強(qiáng)整體剛度，具有貨物側(cè)擋功能;活動(dòng)側(cè)墻鎖閉采用二級鎖閉裝置，分別在底部、頂部進(jìn)行鎖閉，其中底部鎖閉采用鎖鐵式鎖閉機(jī)構(gòu)，從側(cè)墻根部實(shí)施鎖閉，保證鎖閉可靠性;另外各活動(dòng)側(cè)墻之間頂部增設(shè)搭扣式鎖閉機(jī)構(gòu)，使各個(gè)活動(dòng)側(cè)墻練成一個(gè)整體，提升整個(gè)側(cè)墻的抗彎剛度。

3.2 集裝箱鎖閉裝置

該車配裝伸縮式鎖閉裝置，由鎖桿、鎖體、擋圈、手柄等部件組成。該鎖閉裝置在出口貨車車輛上廣泛應(yīng)用，可靠耐用，根據(jù)裝載情況，分為“裝箱位”、“鎖箱位”、“存放位”三種工作狀態(tài)。當(dāng)處于“存放位”時(shí)，車內(nèi)地板平整無異物，車輛的適載性更優(yōu)。

3.3 制動(dòng)裝置

制動(dòng)裝置主要由120型主動(dòng)潤滑貨車空氣控制閥，直徑254mm×254mm整體旋壓密封式制動(dòng)缸、不銹鋼嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸、250型閘調(diào)器、手動(dòng)空重車調(diào)整裝置等組成。采用不銹鋼制動(dòng)管系及不銹鋼法蘭，采用編織制動(dòng)軟管總成。手制動(dòng)裝置采用垂直輪式鏈條式手制動(dòng)機(jī)，取消調(diào)力功能。

3.4 車鉤緩沖裝置

車鉤緩沖裝置采用E級鋼13B型下作用車鉤、鍛造鉤尾框、MT-3型緩沖器等。

3.5 轉(zhuǎn)向架

轉(zhuǎn)向架為鑄鋼三大件式控制型轉(zhuǎn)向架，采用常摩擦減振裝置和常接觸長行程彈性旁承，主要由輪對、側(cè)架、搖枕、滾動(dòng)軸承裝置、導(dǎo)框頂面磨耗板、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、中央懸掛裝置等零部件組成。

4 ?考核標(biāo)準(zhǔn)

①車體強(qiáng)度、剛度評定參照TB/T 1335-1996《鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行，其中縱向載荷符合以下要求：第一工況縱向拉伸力為1125kN，壓縮力為1400kN，第二工況縱向壓縮力為2250kN。②車輛動(dòng)力學(xué)性能仿真分析參照GB/T 5599《鐵道車輛動(dòng)力學(xué)性能評定和試驗(yàn)鑒定規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行。③車體疲勞壽命評估參照AAR M-1001《貨車設(shè)計(jì)制造規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行。

5 ?分析計(jì)算情況

5.1 靜強(qiáng)度計(jì)算分析

為了驗(yàn)證車輛的強(qiáng)度和剛度，參照TB/T 1335-1996《鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范》的要求，委托西南交通大學(xué)完成了有限元計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明車體鋼結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度及剛度均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.2 析動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析

為驗(yàn)證車輛的動(dòng)力學(xué)性能，根據(jù)GB/T 5599要求委托西南交通大學(xué)完成了動(dòng)力學(xué)性能計(jì)算，結(jié)果表明，該車在100km/h設(shè)計(jì)速度范圍內(nèi)，動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.3 疲勞計(jì)算分析

為驗(yàn)證車體疲勞，按運(yùn)行里程500萬公里考慮，參照AAR M-1001《貨車設(shè)計(jì)制造規(guī)范》委托北京交通大學(xué)完成了疲勞壽命分析。分析結(jié)果表明該車體結(jié)構(gòu)的疲勞壽命滿足要求。

5.4 制動(dòng)計(jì)算

根據(jù)TB/T 1407-1998《列車牽引計(jì)算規(guī)程》，四川制動(dòng)科技股份完成了制動(dòng)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，該車90km/h制動(dòng)初速情況下，制動(dòng)距離不超過800m。

5.5 限界校核

根據(jù)技術(shù)規(guī)格書的要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，綜合考慮鐵路車輛制造公差，眉山公司對該車的輪廓尺寸完成了計(jì)算校核，結(jié)果表明車輛輪廓滿足限界要求。

5.6 曲線通過性分析

為驗(yàn)證該車的曲線通過能力，根據(jù)技術(shù)規(guī)格書和標(biāo)準(zhǔn)要求，眉山公司完成了曲線通過計(jì)算分析。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在80m水平圓曲線上運(yùn)行時(shí)，車鉤在正常、壓縮或牽引三種狀態(tài)下，車輛各部均有足夠的間隙，不會(huì)發(fā)生干涉，車輛能滿足通過80m水平圓曲線的要求。

6 ?試驗(yàn)情況

6.1 車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)

該車在眉山公司產(chǎn)品性能試驗(yàn)室完成了靜強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)參照TB/T1335-1996標(biāo)準(zhǔn)及合同技術(shù)規(guī)范要求。試驗(yàn)內(nèi)容包括縱向載荷、垂向載荷、扭轉(zhuǎn)載荷、集重載荷、集裝箱工況、車體垂向剛度等工況。試驗(yàn)結(jié)果顯示：各工況下所有測點(diǎn)合成應(yīng)力均小于各自部件所對應(yīng)的屈服強(qiáng)度或極限強(qiáng)度，滿足要求。

6.2 限界試驗(yàn)

為驗(yàn)證車輛通過限界的情況，進(jìn)行了限界通過性驗(yàn)證及集裝箱超限檢測。試驗(yàn)結(jié)果表明車輛外形尺寸符合限界規(guī)定，集裝箱超限檢測合格。

6.3 曲線模擬試驗(yàn)

為驗(yàn)證車輛曲線通過性能，進(jìn)行了模擬曲線試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明在80m曲線上，車輛與車輛、車輛自身零部件之間留有安全間隙，滿足要求。

7 ?結(jié)束語

該多用途平車在用戶所在地完成各型試驗(yàn)后投入線路運(yùn)用，目前狀態(tài)良好。

參考文獻(xiàn)：

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