冶金铁水车焊接式转向架和铸造式转向架的对比分析

杨荧

摘要：转向架是冶金铁水车的关键部件，选择正确结构的转向架直接关乎整个车辆的使用、安全及维护等各个方面。本文将钢厂现有的焊接式和铸造式两种转向架做了对比分析，以期对铁水车转向架的选型提供参考。

关键词：焊接式 铸造式 转向架 铁水车

1.背景

与铁路车辆不同，在钢铁厂内运行的铁水车对转向架有着特殊的要求，如重载和转弯半径小等。铸造摇枕侧架式即三大件式转向架自上个世纪50年代一直沿用至今，随着车辆载重持续增加，这种转向架的弊端日趋明显且一直未能解决。

本着将铁路车辆的成熟技术引入冶金运输车辆，进而形成冶金运输车辆技术升级的理念，自2008年起，我公司召集钢铁设计院及生产厂家共同开展了对冶金铁水车焊接式转向架的研发，目前已取得成功，并在南方各大钢铁厂推广应用。

2. 两种转向架主要性能对比

2.1 轮轨间作用力

车辆轮轨间作用力的大小直接决定了车轮与钢轨磨耗大小，也就决定了车轮与钢轨的使用寿命。对于大轴重的铁水车而言，其本身轴重就高，车轮与钢轨的磨耗量也远大于普通车辆，因此选择合适的转向架来尽可能的降低车辆轮轨间作用力就显得格外重要。

焊接式转向架采用焊接一体式刚性构架，由于采用轴箱弹簧悬挂（见图一），其簧下质量仅为一条轮对和两个轴箱的重量，从而大大减小了轮轨间作用力。

铸造式转向架采用的是中央弹簧承载方式（见图二），其簧下质量为两个轮对、两个铸钢侧架和四个承载鞍的重量，其簧下质量比焊接式转向架大2倍还多，因此铸造式转向架的轮轨间作用力相对比焊接式转向架要大的多。

2.2小曲线通过性能

钢铁厂由于场地及环境的限制，线路中小曲线比较多，常年运行下来，这种环境对轮轨的磨耗及车辆运行的安全性影响非常大。因此，尤其对于大轴重的铁水车而言，选择合适的转向架也非常关键。

车辆的曲线通过性能由车辆和转向架的结构尺寸、转向架弹簧悬挂减振性能以及转向架的回转阻力矩来决定。在车辆和转向架的结构尺寸同等的条件下，如何优化转向架弹簧悬挂减振性能就显的尤为重要。对于铁水车转向架彈簧悬挂来说，选择合理的弹簧刚度，适当增加弹簧挠度，则可以有效改善车辆的曲线通过性能。

由于焊接式转向架采用了轴箱弹簧悬挂装置，轴箱弹簧作为一系悬挂，这使得轴箱弹簧的选择和设计，纵、横向定位刚度的选取，导框与轴箱之间游动间隙的优化更为容易，进而在保证车辆的直线运行稳定性的条件下，有效地改善了车辆的小曲线通过性能。由于适当增加了一系悬挂的垂向静挠度，不但有效改善了车辆运行的平稳性及稳定性，同时还降低了轮轨间的作用力，使钢轨和道床得到了有效地保护，提高了轨道的使用寿命。

铸造式转向架一是因减震弹簧布置在摇枕和侧架之间，受空间所限，增加弹簧挠度不易实现;二是轮对与侧架的联结采用了承载鞍，而承载鞍与侧架的关系为钢性联结，这非常不利于轮对在小曲线上的运行。而焊接式转向架采用的是轴箱弹簧悬挂装置，轴箱与构架的关系为弹性联结，轮对具有良好的横向运动性能，可以有效减小轮对与钢轨在曲线上的运行冲角，从而改善了车辆的小曲线通过性能。

2.3 回转阻力矩

转向架的回转阻力矩对车辆的曲线通过性能影响也比较大，为减小转向架的回转阻力矩，一是改善上、下心盘间的润滑可以取得比较好的效果。二是采用滚子轴式旁承，变滑动摩擦为滚动摩擦，可以明显的减小转向架的回转阻力矩，从而改善车辆的曲线通过性能。

3. 结论

综上所述，对于大轴重的铁水车采用焊接构架式转向架在结构上比铸造式转向架具有轮轨间作用力小、小曲线通过性能好和回转阻力矩小等优点。

参考文献：

[1]、严隽耄，傅茂海  车辆工程（第三版）[M] .北京：中国铁道出版社， 2008

[2]、况作尧  冶金企业铁路特种车辆运用与检修[M] .北京：中国铁道出版社，2011