一种全钢簧客车转向架

郭继祥 李会 李得花 李建锋

摘要：文章针对国外订单项目开发出一种全钢簧客车转向架，经计算、试验及用户使用证明，该转向架达到了预期设计的功能和性能。文章主要介绍了转向架主要结构、技术特点、技术参数、计算及试验情况。

关键词：窄轨转向架；强度试验；全钢簧转向架；转向架结构；客车转向架 文献标识码：A

中图分类号：U270 文章编号：1009-2374（2016）18-0005-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.003

就某出口车项目，唐山机车公司研制出一种1067mm轨距，运营速度为120km/h的全钢簧客车转向架，如图1所示。该转向架吸收了中国铁路提速客车转向架的成功经验，借鉴了运用成熟的部件结构，如转臂式轴箱弹性定位结构、Z字型牵引装置及盘型制动装置等。

1 结构特点

转向架总体设计以提高安全性、可维护性为原则、降低使用成本为导向。转向架采用高圆钢弹簧直接支承车体的结构，将二系弹簧设在侧梁外侧，以增大彈簧的横向跨距，进而提高车辆的抗侧滚性能。其一系轮对定位采用技术成熟的转臂式弹性定位结构以提高车辆动力学性能。

2 转向架主要技术参数

运营速度：120km/h

每台转向架自重：5.6t

轴重：≤14t

一系减振：螺旋圆柱钢弹簧+垂向油压减振器

二系减振：螺旋圆柱钢弹簧+垂向/横向油压减振器

轨距：1067mm

固定轴距：2200mm

轮径新轮：840mm

轮径旧轮：790mm

轴颈中心距：1625mm

轮对内测距：996mm

轴承形式：自密封圆锥滚子轴承

基础制动型式：盘型基础制动

制动盘直径：640mm

可通过最小曲线半径：100m

3 转向架结构型式

转向架采用高螺旋圆柱钢弹簧直接支承车体的结构，主要由构架装置、一系轮对轴箱定位装置、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置五部分组成。转向架结构如图2所示：

1.构架装置；2.一系轮对轴箱定位装置；3.二系悬挂装置；4.牵引装置；5.基础制动装置

3.1 构架装置

构架装置采用冲压成型的低合金高强度钢板焊接成全封闭H型箱形结构，构架装置主要由侧梁、横梁、制动吊座、横向缓冲器座、垂向止挡及牵引拉杆座等零部件组成。侧梁为U型结构，采用钢板拼焊形式，在适当位置设置加强筋板。各部位钢板厚度：下盖板20mm、腹板10mm、上盖板12mm。

横梁也采用钢板拼焊形式，贯通并延伸至两侧梁内侧腹板上，其上、下盖板分别与侧梁的上、下盖板采用对接形式连接，以保证横、侧梁连接区域的可靠性及安全性。构架用钢板均为Q345-E材质，架装置如图3所示：

1.侧梁；2.横梁；3.制动吊座；4.转臂定位座；5.垂向止档座；6.减振器安装座；7.牵引拉杆座；8.垂向止档；9.横向缓冲器座

3.2 一系悬挂及轮对轴箱定位装置

轮对轴箱定位装置作为转向架重要组成部件，对车辆运行安全性、旅客乘坐舒适性起重要作用，因此在一系定位装置采用了技术成熟的转臂式定位结构，该结构简单，对线路具有很强的适应性，易于修理和维护。转向架构架端部分别支承在每个轴箱顶部的一组钢弹簧上。为了提高车辆的乘坐舒适性，在轴箱弹簧的下面设有缓冲胶垫来隔离高频振动。此外，一系悬挂还设有垂向油压减振器，以提供垂向阻尼。其结构如图4所示：

1.轮对组成；2.制动盘；3.弹簧组成；4.油压减振器；5.转臂轴箱组成

3.3 二系悬挂装置

二系悬挂装置采用了高圆钢弹簧直接承载车体，弹簧在满足车体负荷的前提下，尽量降低垂向刚度，以提高垂向平稳性和舒适性。同时在构架上安装有垂向止挡，起到垂向空间限位和辅助支撑的作用。在钢弹簧上、下分别设有弹性胶垫来降低二系横向刚度，提高横向平稳性和舒适性，同时也提高钢弹簧组成的水平变形能力和抗疲劳能力。每台转向架中部成对设置非线性横向弹性止挡、2套垂/横向油压减震器，以吸收、衰减垂向、横向的振动。为了保证车辆的安全性和可靠性，对二系悬挂系统的稳定性进行了计算分析，计算结果表明二系悬挂系统的稳定性满足设计要求。二系悬挂装置如图5所示：

1.弹簧组成；2.垂向油压减振器；3.横向油压减振器；4.横向缓冲器及横向挡

3.4 牵引装置

车体与转向架之间的牵引与制动力的传递是通过Z字形结构布置的拉杆来实现。牵引拉杆的一端与牵引梁相连，另一端与转向架横梁上的牵引拉杆座相连，牵引支座通过四个螺栓与车体枕梁相连，这种结构简单且便于安装。牵引装置如图6所示：

1.牵引支座；2.牵引拉杆；3.牵引梁

3.5 基础制动装置

基础制动装置由4个紧凑型制动单元组成，每个制动单元包括制动缸、制动杠杆、杠杆吊座、闸片组成、闸片托组成等。每个制动单元以三点悬挂的方式安装在转向架构架上的制动吊座上。采用带有闸片间隙自动调整装置的制动缸。基础制动装置如图7所示：

1.制动管路；2.闸片拖吊；3.制动缸；4.杠杆吊座；5.制动杠杆；6.闸片托组成；7.闸片组成

图7 基础制动装置结构图

4 计算分析

为验证转向架主要受力部件的结构强度是否满足车辆安全性要求，对构架、牵引拉杆、转臂组成、中心销座等受力部件按UIC515-4标准中规定的载荷和工况进行了静、疲劳强度分析，分析结果表明，上述部件均满足UIC515-4标准要求。

5 构架静疲劳强度试验

按照标准UIC515-4规定的载荷和工况，委托铁科院机车车辆检验站对转向架构架进行了静、疲劳强度试验，疲劳试验分三个阶段完成，针对不同阶段施加不同载荷、不同载荷循环次数进行试验，动载荷循环合计1000万次。试验结束后对试验构架进行探伤检查，结果表明其静、疲劳强度均符合UIC515-4标准要求。

6 结语

该客车转向架从2011年底开始在国外线路上运行以来未收到用户的不良反馈，且因其可靠的安全性、良好的舒适性、维护方便等而得到用户的好评。

参考文献

[1] 黄成荣.《先锋号》电动车组动力转向架的研制[J].铁道机车车辆，2003，（3）.

[2] 李得花，李建锋，等.安哥拉客车转向架二系悬挂系统稳定性分析[J].铁道机车车辆，2014，（3）.

[3] 唐山轨道客车有限责任公司产品技术研究中心.出口窄轨客车转向架构架、转臂轴箱等关键部件强度计算报告[R].2014.

[4] Passenger rolling stock-Trailer bogies-Running gear-Bogie frame structure strength tests（UIC515-4）[S].1993.

[5] 铁道部产品质量监督检验中心机车车辆检验站.出口安哥拉客车转向架构架检验报告[R].2015.

作者简介：郭继祥（1984-），男，山东聊城人，中车唐山机车车辆有限公司工程师，研究方向：轨道车辆。

（责任编辑：黄银芳）