D2G型凹底平车轴箱改进

2018-06-21哈尔滨双通铸锻有限责任公司黑龙江150056王广亮

金属加工(冷加工) 2018年6期

■ 哈尔滨双通铸锻有限责任公司（黑龙江 150056）王广亮

D2G型凹底平车是我公司1997年研制的长大货物车，目前运用数量共有28辆。由于该车采用的轴箱为底部封闭的耳式轴箱，导致车辆运用中红外线轴温设备（THDS）无法对该车进行轴温检测，存在一定的安全隐患。因此，需要对D2G型凹底平车轴箱结构进行改进，以满足车辆轴温检测的要求。

1. D2G型凹底平车及其原轴箱结构

（1）车辆基本结构：D2G型凹底平车由一个大底架、两个小底架、两个A型4E轴构架式转向架、两个B型4E轴构架式转向架、空气制动装置、手制动装置和车钩缓冲装置等部分组成（见图1）。

（2）车辆基本参数：载重210t，自重148.547t，实际轴质量22.4t，构造速度80km/h，通过最小曲线半径180m。

（3）原轴箱结构：原轴箱为底部封闭的耳式轴箱（见图2），底部铸有3条纵筋及6个拉筋支撑两侧弹簧承台；中部轴孔为长圆孔，与轴承配合的上弧面为鞍面结构，弧面轴向有两条弧形推力挡肩；两侧弹簧承台与轴箱导框间有4条斜拉筋连接。

2. 轴箱改进分析

（1）红外线轴温设备（THDS）轴温检测要求。红外线轴温设备（THDS）有内探头和外探头两个探测点，内外探头的测量边界如图3所示。

设备安装尺寸及公差：内探头中心离轨内侧（265±5）mm，沿轨道方向倾斜45°，外探头轴向内倾3°。

图1 D2G型凹底平车

图2 D2G型凹底平车原轴箱

图3 测量边界

（2）轴箱改进要求。根据红外线轴温设备（THDS）轴温检测要求，以保证轴温检测探头红外线光束能够照射到轴承外圈一定范围内为需求，来考虑轴箱结构尺寸及强度要求，轴箱底部开孔后只能满足内探头轴温检测。

（3）轴箱底部开孔尺寸确定。①轴箱底部沿轴向开孔尺寸确定：综合考虑轮轨间隙、轮轴制造组装偏差、轴箱与轴承制造组装偏差、轴温检测设备组装偏差及运用磨耗限度等因素（见图4），按照轴箱中心与红外线轴温设备内探头光束边缘轴向单侧最大偏差值，来确定轴箱底部沿轴向开孔尺寸。具体计算如下。

轮轨单侧最大偏移量L1：当标准轨距取最大值1 441mm、轮缘内侧距取最小值1 350mm和轮缘厚度取最薄限度22mm时，轮轨单侧最大偏移量L1＝[1 441－（1 350＋22×2）]/2＝23.5（mm）。

轴箱与轴承轴向单侧最大偏移量L2：当轴箱鞍面推力挡肩距取最大原型值164.5mm、轴箱推力挡肩两侧总允许磨耗为1mm和轴承外环宽度值取160mm时，轴箱与轴承轴向单侧最大偏移量L2＝（164.5－160）/2＋1＝3.25（mm）。

红外线轴温设备内探头中心与轴承中心轴向最大偏移量L3：当红外线轴温设备内探头中心距取最大值[1 441＋（265＋5）×2]＝1 981（mm），轴承轴向中心距取最小值（1 956－1）＝1 955（mm）时，红外线轴温设备内探头中心与轴承中心轴向最大偏移量L3＝（1 981－1 955）/2＝13（mm）。

轴承外圈部位红外线轴温设备内探头光束照射半径R＝18mm。

轴箱中心与红外线轴温设备内探头光束边缘轴向单侧最大偏差值L：L＝L1＋L2＋L3＋R＝23.5＋3.25＋13＋18＝57.75（mm）。

轴箱轴向开口最小总宽度2L＝57.75×2＝115.5（mm）。

由上述计算得知，轴箱底部轴向开孔尺寸不小于115.5mm，就能满足红外线轴温设备内探头检测需要。因此，轴箱底部沿轴向开孔尺寸最终统一确定为130mm。

轴箱底部沿轨道方向开孔尺寸确定：红外线轴温设备内探头光束沿轨道方向照射角度为45°，根据红外线轴温检测设备研制单位康拓公司提供的，当轴中心距弹簧承台底面尺寸≤200mm时，在轴箱底部沿轨道方向，在轴中心与弹簧承台底面连线对称78°范围内开孔，即能保证红外线轴温检测的要求，初步确定在轴箱底部沿轨道方向，在轴中心与弹簧承台底面连线对称80°范围内开孔（见图5）。