CKD8G型内燃机车牵引缓冲系统设计

赵瑞山

[摘要}主要介绍了CKD8G型机车牵引缓冲系统的设计过程，其中包含了机车端部钢结构的设计及钩缓装置的介绍分析。

[关键词]：CKD8G 端部 应力 牵引缓冲

1.前言

CKD8G型机车是我公司2012年研发的出口客运内燃机车，最高运行速度可达120Km/h。该车采用螺纹车钩和侧缓冲器的牵引方式，与传统的国内机车牵引方式有很大的区别。为了更好的将该钩缓装置运用于机车牵引上，必须合理的设计机车端部的牵引结构，以确保机车正常运行的安全性与稳定性。

2. 端部设计

2.1 端部设计依据

端部结构是机车车体结构重要的组成部分，其作用主要是传递列车运营、撞击工况下的巨大纵向载荷，承载车体垂向载荷并连接转向架，吸收和缓冲碰撞时的部分能量，保护车体。

由于该车采用螺旋钩牵引方式，牵引工况与压缩工况下受力部位不同，传统的底架端部中间牵引梁加斜撑梁的结构无法满足压缩工况下力的传递， 所以根据这种特有的牵引方式对端部结构进行全新的设计，采用纵向三根箱型梁作为主要受力梁，分别满足牵引拉伸两种工况下的受力，具体为牵引工况下为中间牵引梁受拉伸，压缩工况下则是两侧缓受压。

2.2 结构特点

该车端部主要由中间牵引梁和两侧的侧缓梁组成。牵引工况下，中间牵引梁受拉力，因此牵引梁设计中没有后从板座，只有前从板座，并且该梁后端与旁承梁直接相连，将牵引力传递给机车的整体结构。压缩工况下，两侧的侧缓梁受压力，侧缓梁也是与以往机车端部区别最大的地方，由于该处承受机车纵向的压力，为了更好的传递压力，该梁由以往的斜撑梁变为两根纵向的箱型梁，将其与司机室后墙下方的下横梁相连，将压力传递给边梁，以免受力过于集中，更好的保护机车。

2.3 压缩和拉伸工况下应力分析

在此，压缩工况和拉伸工况是整车纵向方向的受力情况。

压缩工况下，纵向压缩载荷FYS，在侧缓冲座上，沿纵向作用2000kN的压缩载荷，最大应力产生在侧缓冲器座内侧筋板处max=276.2MPa，拉伸工况下，纵向拉伸载荷FLS，在前从板座位置的车钩中心线高度上，沿纵向作用1500kN的拉伸载荷，最大应力产生在牵引梁圆弧处max=319.3MPa，均在许用应力345MPa范围之内，而且受力传递流畅。

3 .牵引缓冲装置

3.1国内机车钩缓装置

目前，国内内燃机车主要采用102钩缓装置或电力机车采用13A型內电钩缓装置。以上两种都是车钩与缓冲器一起作用，它由车钩，缓冲器，钩尾框，从板等组成一个整体，安装于车底架端部的牵引梁内。车钩在牵引和拉伸工况下的受力都是通过后端的缓冲装置进行力的传递。

3.2 CKD8G型机车钩缓装置

CKD8G型机车采用螺旋车钩和侧缓冲器。螺纹车钩装置由牵引钩、牵引杆和链子钩构成，其组成位于车体中心线的车辆两段，安装在中间牵引梁内部，起连挂和牵引作用。缓冲装置为高分子弹性体或橡胶板，位于车钩两侧端部端板上，起缓冲作用，在调车作业、过弯道、循环制动、紧急制动等工况时，承受较大压力及压缩方向的冲击力。

3.3 技术参数

螺纹车钩及侧缓冲器技术参数：

螺纹车钩的行程58mm或65mm

螺纹车钩最小吸收能量为15 KJ.

联结器最小破坏强度850KN

牵引杆和其他传力装置至少能承受1000 KN

联结器长度，从连接环的内侧到螺纹车钩螺栓和牵引钩的连接销处，必须满足：—自由状态长度986（+10，-5）；锁紧状态长度750（+10，-10）

侧缓冲器最小吸收能量为15KJ.

侧缓冲器初压力大于10KN

侧缓冲器的长度为650mm

侧缓冲器行程为110mm

侧缓冲器中心距为1860mm

螺纹车钩的水平中心线距轨面高度 1020.5mm～1044.5mm

侧缓冲器的水平中心线距轨面高度1020.5mm～1044.5mm

两缓冲器中心间距2×930（±5）mm

车钩衔接线中心线间距离： <21000 mm

3.4 车钩组成

钩后缓冲系统主要是在机车起动时，对车钩拉力进行缓冲，一减少对前从板座的冲击力，保护机车结构。牵引挂钩通过钩尾销与钩后缓冲系统连接在一起，链子组成通过钩头销与牵引挂钩连接。连挂作业时，首先应将链子组成的长度调节至最大长度，推动两车，使两车辆间的侧缓冲器相互接触，将链子组成的另一端挂入对面的牵引挂钩内，旋转链子组成上的手柄，直至链子组成在两车辆间拉紧为止，完成连挂作业。

3.5 侧缓冲器组成

缓冲器整体用螺栓将其连接座与端部端板连接，其内部的缓冲弹性体用来调节受冲击时的行程，使车辆在起动，制动以及过曲线时有适当的压缩，将冲击能量进行释放，减小冲击，提高车辆的稳定和安全。机车连挂作业时，缓冲盘是直接受力的地方，应当有足够的接触面积，以避免机车在转弯时，缓冲盘相互勾结。

3.6小结

CKD8G型机车已交付客户使用，机车在正常运行条件下，端部的牵引缓冲结构合理，强度能够满足机车拉伸和压缩工况下的正常使用。螺纹车钩及侧缓冲器在使用中安全可靠，能够保证车辆的安全运行，同时机车的牵引性能良好，能够满足客户要求，连挂作业时车辆具有良好的曲线通过能力，最小通过曲线半径R100m。

4.结论

我国国内现有机车，大多采用传统的牵引缓冲系统，而随着公司的长久发展和不同的客户需求，未来产品的多样化也是必然趋势。此次，CKD8G型机车牵引缓冲系统的设计，也意味着公司产品的多样性和研发方面又向前迈进了一步，为占领市场做出了积极贡献。该车端部的设计，也为今后类似产品的设计生产提供借鉴。endprint

[摘要}主要介绍了CKD8G型机车牵引缓冲系统的设计过程，其中包含了机车端部钢结构的设计及钩缓装置的介绍分析。

[关键词]：CKD8G 端部 应力 牵引缓冲

1.前言

CKD8G型机车是我公司2012年研发的出口客运内燃机车，最高运行速度可达120Km/h。该车采用螺纹车钩和侧缓冲器的牵引方式，与传统的国内机车牵引方式有很大的区别。为了更好的将该钩缓装置运用于机车牵引上，必须合理的设计机车端部的牵引结构，以确保机车正常运行的安全性与稳定性。

2. 端部设计

2.1 端部设计依据

端部结构是机车车体结构重要的组成部分，其作用主要是传递列车运营、撞击工况下的巨大纵向载荷，承载车体垂向载荷并连接转向架，吸收和缓冲碰撞时的部分能量，保护车体。

由于该车采用螺旋钩牵引方式，牵引工况与压缩工况下受力部位不同，传统的底架端部中间牵引梁加斜撑梁的结构无法满足压缩工况下力的传递， 所以根据这种特有的牵引方式对端部结构进行全新的设计，采用纵向三根箱型梁作为主要受力梁，分别满足牵引拉伸两种工况下的受力，具体为牵引工况下为中间牵引梁受拉伸，压缩工况下则是两侧缓受压。

2.2 结构特点

该车端部主要由中间牵引梁和两侧的侧缓梁组成。牵引工况下，中间牵引梁受拉力，因此牵引梁设计中没有后从板座，只有前从板座，并且该梁后端与旁承梁直接相连，将牵引力传递给机车的整体结构。压缩工况下，两侧的侧缓梁受压力，侧缓梁也是与以往机车端部区别最大的地方，由于该处承受机车纵向的压力，为了更好的传递压力，该梁由以往的斜撑梁变为两根纵向的箱型梁，将其与司机室后墙下方的下横梁相连，将压力传递给边梁，以免受力过于集中，更好的保护机车。

2.3 压缩和拉伸工况下应力分析

在此，压缩工况和拉伸工况是整车纵向方向的受力情况。

压缩工况下，纵向压缩载荷FYS，在侧缓冲座上，沿纵向作用2000kN的压缩载荷，最大应力产生在侧缓冲器座内侧筋板处max=276.2MPa，拉伸工况下，纵向拉伸载荷FLS，在前从板座位置的车钩中心线高度上，沿纵向作用1500kN的拉伸载荷，最大应力产生在牵引梁圆弧处max=319.3MPa，均在许用应力345MPa范围之内，而且受力传递流畅。

3 .牵引缓冲装置

3.1国内机车钩缓装置

目前，国内内燃机车主要采用102钩缓装置或电力机车采用13A型內电钩缓装置。以上两种都是车钩与缓冲器一起作用，它由车钩，缓冲器，钩尾框，从板等组成一个整体，安装于车底架端部的牵引梁内。车钩在牵引和拉伸工况下的受力都是通过后端的缓冲装置进行力的传递。

3.2 CKD8G型机车钩缓装置

CKD8G型机车采用螺旋车钩和侧缓冲器。螺纹车钩装置由牵引钩、牵引杆和链子钩构成，其组成位于车体中心线的车辆两段，安装在中间牵引梁内部，起连挂和牵引作用。缓冲装置为高分子弹性体或橡胶板，位于车钩两侧端部端板上，起缓冲作用，在调车作业、过弯道、循环制动、紧急制动等工况时，承受较大压力及压缩方向的冲击力。

3.3 技术参数

螺纹车钩及侧缓冲器技术参数：

螺纹车钩的行程58mm或65mm

螺纹车钩最小吸收能量为15 KJ.

联结器最小破坏强度850KN

牵引杆和其他传力装置至少能承受1000 KN

联结器长度，从连接环的内侧到螺纹车钩螺栓和牵引钩的连接销处，必须满足：—自由状态长度986（+10，-5）；锁紧状态长度750（+10，-10）

侧缓冲器最小吸收能量为15KJ.

侧缓冲器初压力大于10KN

侧缓冲器的长度为650mm

侧缓冲器行程为110mm

侧缓冲器中心距为1860mm

螺纹车钩的水平中心线距轨面高度 1020.5mm～1044.5mm

侧缓冲器的水平中心线距轨面高度1020.5mm～1044.5mm

两缓冲器中心间距2×930（±5）mm

车钩衔接线中心线间距离： <21000 mm

3.4 车钩组成

钩后缓冲系统主要是在机车起动时，对车钩拉力进行缓冲，一减少对前从板座的冲击力，保护机车结构。牵引挂钩通过钩尾销与钩后缓冲系统连接在一起，链子组成通过钩头销与牵引挂钩连接。连挂作业时，首先应将链子组成的长度调节至最大长度，推动两车，使两车辆间的侧缓冲器相互接触，将链子组成的另一端挂入对面的牵引挂钩内，旋转链子组成上的手柄，直至链子组成在两车辆间拉紧为止，完成连挂作业。

3.5 侧缓冲器组成

缓冲器整体用螺栓将其连接座与端部端板连接，其内部的缓冲弹性体用来调节受冲击时的行程，使车辆在起动，制动以及过曲线时有适当的压缩，将冲击能量进行释放，减小冲击，提高车辆的稳定和安全。机车连挂作业时，缓冲盘是直接受力的地方，应当有足够的接触面积，以避免机车在转弯时，缓冲盘相互勾结。

3.6小结

CKD8G型机车已交付客户使用，机车在正常运行条件下，端部的牵引缓冲结构合理，强度能够满足机车拉伸和压缩工况下的正常使用。螺纹车钩及侧缓冲器在使用中安全可靠，能够保证车辆的安全运行，同时机车的牵引性能良好，能够满足客户要求，连挂作业时车辆具有良好的曲线通过能力，最小通过曲线半径R100m。

4.结论

我国国内现有机车，大多采用传统的牵引缓冲系统，而随着公司的长久发展和不同的客户需求，未来产品的多样化也是必然趋势。此次，CKD8G型机车牵引缓冲系统的设计，也意味着公司产品的多样性和研发方面又向前迈进了一步，为占领市场做出了积极贡献。该车端部的设计，也为今后类似产品的设计生产提供借鉴。endprint

[摘要}主要介绍了CKD8G型机车牵引缓冲系统的设计过程，其中包含了机车端部钢结构的设计及钩缓装置的介绍分析。

[关键词]：CKD8G 端部 应力 牵引缓冲

1.前言

CKD8G型机车是我公司2012年研发的出口客运内燃机车，最高运行速度可达120Km/h。该车采用螺纹车钩和侧缓冲器的牵引方式，与传统的国内机车牵引方式有很大的区别。为了更好的将该钩缓装置运用于机车牵引上，必须合理的设计机车端部的牵引结构，以确保机车正常运行的安全性与稳定性。

2. 端部设计

2.1 端部设计依据

端部结构是机车车体结构重要的组成部分，其作用主要是传递列车运营、撞击工况下的巨大纵向载荷，承载车体垂向载荷并连接转向架，吸收和缓冲碰撞时的部分能量，保护车体。

由于该车采用螺旋钩牵引方式，牵引工况与压缩工况下受力部位不同，传统的底架端部中间牵引梁加斜撑梁的结构无法满足压缩工况下力的传递， 所以根据这种特有的牵引方式对端部结构进行全新的设计，采用纵向三根箱型梁作为主要受力梁，分别满足牵引拉伸两种工况下的受力，具体为牵引工况下为中间牵引梁受拉伸，压缩工况下则是两侧缓受压。

2.2 结构特点

该车端部主要由中间牵引梁和两侧的侧缓梁组成。牵引工况下，中间牵引梁受拉力，因此牵引梁设计中没有后从板座，只有前从板座，并且该梁后端与旁承梁直接相连，将牵引力传递给机车的整体结构。压缩工况下，两侧的侧缓梁受压力，侧缓梁也是与以往机车端部区别最大的地方，由于该处承受机车纵向的压力，为了更好的传递压力，该梁由以往的斜撑梁变为两根纵向的箱型梁，将其与司机室后墙下方的下横梁相连，将压力传递给边梁，以免受力过于集中，更好的保护机车。

2.3 压缩和拉伸工况下应力分析

在此，压缩工况和拉伸工况是整车纵向方向的受力情况。

压缩工况下，纵向压缩载荷FYS，在侧缓冲座上，沿纵向作用2000kN的压缩载荷，最大应力产生在侧缓冲器座内侧筋板处max=276.2MPa，拉伸工况下，纵向拉伸载荷FLS，在前从板座位置的车钩中心线高度上，沿纵向作用1500kN的拉伸载荷，最大应力产生在牵引梁圆弧处max=319.3MPa，均在许用应力345MPa范围之内，而且受力传递流畅。

3 .牵引缓冲装置

3.1国内机车钩缓装置

目前，国内内燃机车主要采用102钩缓装置或电力机车采用13A型內电钩缓装置。以上两种都是车钩与缓冲器一起作用，它由车钩，缓冲器，钩尾框，从板等组成一个整体，安装于车底架端部的牵引梁内。车钩在牵引和拉伸工况下的受力都是通过后端的缓冲装置进行力的传递。

3.2 CKD8G型机车钩缓装置

CKD8G型机车采用螺旋车钩和侧缓冲器。螺纹车钩装置由牵引钩、牵引杆和链子钩构成，其组成位于车体中心线的车辆两段，安装在中间牵引梁内部，起连挂和牵引作用。缓冲装置为高分子弹性体或橡胶板，位于车钩两侧端部端板上，起缓冲作用，在调车作业、过弯道、循环制动、紧急制动等工况时，承受较大压力及压缩方向的冲击力。

3.3 技术参数

螺纹车钩及侧缓冲器技术参数：

螺纹车钩的行程58mm或65mm

螺纹车钩最小吸收能量为15 KJ.

联结器最小破坏强度850KN

牵引杆和其他传力装置至少能承受1000 KN

联结器长度，从连接环的内侧到螺纹车钩螺栓和牵引钩的连接销处，必须满足：—自由状态长度986（+10，-5）；锁紧状态长度750（+10，-10）

侧缓冲器最小吸收能量为15KJ.

侧缓冲器初压力大于10KN

侧缓冲器的长度为650mm

侧缓冲器行程为110mm

侧缓冲器中心距为1860mm

螺纹车钩的水平中心线距轨面高度 1020.5mm～1044.5mm

侧缓冲器的水平中心线距轨面高度1020.5mm～1044.5mm

两缓冲器中心间距2×930（±5）mm

车钩衔接线中心线间距离： <21000 mm

3.4 车钩组成

钩后缓冲系统主要是在机车起动时，对车钩拉力进行缓冲，一减少对前从板座的冲击力，保护机车结构。牵引挂钩通过钩尾销与钩后缓冲系统连接在一起，链子组成通过钩头销与牵引挂钩连接。连挂作业时，首先应将链子组成的长度调节至最大长度，推动两车，使两车辆间的侧缓冲器相互接触，将链子组成的另一端挂入对面的牵引挂钩内，旋转链子组成上的手柄，直至链子组成在两车辆间拉紧为止，完成连挂作业。

3.5 侧缓冲器组成

缓冲器整体用螺栓将其连接座与端部端板连接，其内部的缓冲弹性体用来调节受冲击时的行程，使车辆在起动，制动以及过曲线时有适当的压缩，将冲击能量进行释放，减小冲击，提高车辆的稳定和安全。机车连挂作业时，缓冲盘是直接受力的地方，应当有足够的接触面积，以避免机车在转弯时，缓冲盘相互勾结。

3.6小结

CKD8G型机车已交付客户使用，机车在正常运行条件下，端部的牵引缓冲结构合理，强度能够满足机车拉伸和压缩工况下的正常使用。螺纹车钩及侧缓冲器在使用中安全可靠，能够保证车辆的安全运行，同时机车的牵引性能良好，能够满足客户要求，连挂作业时车辆具有良好的曲线通过能力，最小通过曲线半径R100m。

4.结论

我国国内现有机车，大多采用传统的牵引缓冲系统，而随着公司的长久发展和不同的客户需求，未来产品的多样化也是必然趋势。此次，CKD8G型机车牵引缓冲系统的设计，也意味着公司产品的多样性和研发方面又向前迈进了一步，为占领市场做出了积极贡献。该车端部的设计，也为今后类似产品的设计生产提供借鉴。endprint