出口苏丹米轨客车转向架的研制

龙章华

摘要： 本文介绍了出口苏丹米轨客车转向架结构特点、主要技术参数。通过CATIA三维设计软件进行结构设计，通过仿真分析和应用考核，验证该转向架满足非洲线路运营要求。该转向架的设计建立了性能好、维护方便的无摇枕米轨转向架平台，为出口非洲和东南亚等地区米轨客车转向架设计提供参考。

Abstract： This paper introduces the structure characteristics and main technical parameters of the bogie of meter gauge passenger cars exported to Sudan. By using CATIA 3D design software for structural design and the simulation analysis and application assessment， it is verified that the bogie meet the operation requirements of Africa lines. The bogie design establishes the non-bolster meter gauge bogie platform with good performance， convenient maintenance， and provides the reference for the bogie design of the meter gauge passenger cars exported to Africa and Southeast Asia.

关键词： 米轨客车；转向架；技术参数；分析计算

Key words： meter gauge passenger cars；bogie；technical parameters；analytical calculation

中图分类号：U270.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）08-0115-02

0 引言

苏丹客车运营条件与国内相比有轨距小、线路差、气象温度高、风沙大等特点，本文重点介绍了适用于苏丹运营条件的转向架结构，技术参数及针对特殊运营条件的解决措施。本方案针对轨距小、线路差的运营条件，采用了无揺枕、无摇动台结构，提高构架等关键关键承载件的安全系数，并采用美国四级谱进行动力学校核；针对高温和风沙的运营条件，减少磨耗结构在本方案的使用，轴承采用密封结构，并增加了密封圈等非金属件的高温承受能力。

1 主要技术参数

1.1 气候条件

2 结构特点

转向架构架采用H形焊接构架（见图1）；一系采用转臂式轴箱定位、钢弹簧承载结构；二系悬挂采用无摇枕结构，空气弹簧承载；牵引方式采用Z型双牵引拉杆方式；基础制动采用轴盘制动方式。转向架设计采用了成熟、可靠的结构，并已充分考虑运行安全性、乘坐舒适性、零部件的互换性、经济性以及运用维护方便等要求。

2.1 构架

采用钢板拼焊的H形焊接构架，由侧梁、纵向梁、横梁以及辅助横梁构成（见图2）。侧梁外形为U形箱型结构，其上设有定位转臂节点安装座、轮对提吊安装座、钢弹簧安装座、空气弹簧安装座；横梁采用无缝钢管及相关铸件制作而成，其上设有制动吊座、牵引拉杆座、防过充钢丝绳座；辅助横梁为箱型结构，其上设有横向止挡座。

2.2 一系悬挂装置

为提高车辆的动力学性能，增强车辆的曲线通过能力，灵活匹配各向定位刚度，一系悬挂装置采用客车转向架广泛使用的转臂式轴箱定位方式。该方式主要由轴箱弹簧、一系转臂节点、定位转臂、夹紧箍、一系垂向减振器、缓冲垫等部分组成（见图3）。

为适应高温环境，减振器密封圈采用耐高温材料，适应温度为-20℃～200℃。

2.3 中央悬挂装置

中央悬挂装置采用无摇枕结构，主要由空气弹簧、二系横向止挡、二系横向减振器、牵引装置、防过充钢丝绳、高度阀、差压阀等部分组成（见图4）。

空气弹簧承受全部垂向载荷，为提高舒适性，空气弹簧设置附加气室，并在空气弹簧和附加气室之间安装节流阀，衰减垂向振动。

横向力由横向止挡和空气弹簧传递。横向止挡为橡胶弹性止挡，缓冲横向的冲击，横向减振器用于衰减横向振动。

纵向力由牵引装置传递，采用双牵引拉杆结构。在牵引拉杆两端及牵引体与牵引中心销连接处设置弹性节点，用于缓冲纵向冲击。

2.4 轮对轴箱装置

轮对轴箱装置主要由车轮、车轴、轴箱、轴箱盖、轴承、制动盘等部分组成。轴箱采用外置式轴箱，轴颈中心距为1670mm（见图5）。

2.5 基础制动装置

基础制动采用轴盘制动。

盘形制动夹钳采用紧凑型结构，通过3点吊挂方式吊装于构架上，安装拆卸简单（见图6）。

3 分析计算和运营考核

3.1 动力学性能分析

动力学分析采用SIMPACK软件，针对转向架结构建立了横向运动和垂向运动耦合起来的数学模型。

针对苏丹的线路特点，对主要悬挂参数进行了优化，提出一组适合该车以120km/h及以下速度安全运行的转向架悬挂参数。

在优化的悬挂参数下，车辆按照GB5599标准，结合实际运用线路特点，采用美国四级谱进行了全面的动力学评估，评估载荷工况包括空车和定员，对正常悬挂时轨道的运动稳定性、曲线通过性能和运行平稳性进行了核算，各项指标均满足要求[1]。

同时还对车辆故障工况（空气弹簧失气、二系横向减振器失效、一系垂向减振器失效）的运行安全性进行了校核，并在各项指标均满足了标准的要求的前提下，提出了相应的运行限速要求。

3.2 构架强度分析

为适应较差的线路条件，提高车辆可靠性，构架静强度和疲劳强度按照16t轴重进行校核（见图7）。

在超常载荷工况下，母材部位及焊缝位置的应力水平小于验收要求规定的数值，构架有较大的安全裕量，结构不会产生塑性变形。

构架的一阶模态为34.2Hz，有较高的刚性，没有明显的薄弱部位。

转向架构架结构设计合理，满足规范及相关标准要求。

3.3 运营考核

从2014年开通运营至今，转向架运营情况良好，具有较高的可靠性和安全性。

4 结束语

本项目采用质量轻、结构简单、性能好、维护方便的无摇枕转向架，设计时充分考虑当地环境和线路特点，优化转向架性能参数，改进零部件材质，提高结构件安全系数，为出口非洲和东南亚米轨客车转向架设计提供参考。该转向架在苏丹国家的运营维护要求有待于进一步探讨。

参考文献：

[1]胡定祥.苏丹动车组拖车车辆动力学计算报告.

[2]陈德强.构架静强度及疲劳强度计算报告.

[3]王玉发.首批出口泰国米轨客车转向架在唐厂竣工剪彩[J].铁道车辆，1990（09）.