曾道人无错9肖|曾道人必中九肖|
 
当前位置: 首页 » 技术资料

铁路货车车体抛丸台车的设计

文章出处:www.lcuend.tw人气:2466发表时间:2018/7/11

  摘要:根据抛丸工序对车体抛丸台车的设计要求, 对设计方案的选择、要解决的问题、结构设计进行了分析和总结, 并介绍了构架强度有限元分析的方法。通过采取有效措施, 使车体抛丸台车完全满足使用要求, 并达到了优化的效果。

  1 问题的提出

  中车贵阳车辆有限公司铁路货车厂修的品种有敞车、棚车、平车、罐车、漏斗车、长大货物车?#21462;?#21378;修的工序为:入厂检查→车体、转向架、车钩缓冲装置、制动装置的分解→车体抛丸除锈→分别检修和组装车体、转向架、车钩缓冲装置、制动装置→整车油漆→用油漆喷车辆标记→制动试验→整车检查。其中车体抛丸除锈工序是将车体 (已与转向架等部件分离) 送入抛丸室, 用抛丸机对车体各面抛打钢丸, 起到车体表面除锈的作用, 这道工序必须使用专用台车进行车体转运, 专用台车是根据抛丸工序的要求设计制造的, 也称为车体抛丸台车, 现对该台车的设计进行分析。

  此前, 用于抛丸工序的台车是采用报废的转8A型或转K2型转向架 (见图1) [1], 因抛丸台车不需要基础制动装置, ?#35797;?#20351;?#20204;?#24050;将其拆除。

图1 报废的转K2型转向架 (已拆除基础制动装置)

  图1 报废的转K2型转向架 (已拆除基础制动装置)

  在使用过程中, 发现了以下问题: (1) 为了改善抛丸效果, 对抛丸室进行了技术改造, 改造后的情况是车体移至抛丸室的固定位置时, 在车体侧面、底部安排了抛头, 从各方向对车体抛丸。为了抛到车体底部, 要将车体抬高; (2) 台车的移动除了靠卷扬机牵引外, 有的场合是用人工推动, 而报废的台车质量?#29616;? 比较费力; (3) 由于报废的转8A型或转K2型转向架?#31181;?#21450;承载鞍等零件外面没有设防护罩, 历经长时间的抛丸后, 铁砂会打进这些精密部位, 造成这些零件的损坏, 日积月累, 推动台车很费劲; (4) 台车轴距较长, 为1 750 mm, 总长为2 650 mm, 台车所占轨道长度较长; (5) 转8A型转向架长度方向的最外端是车轮, 造成台车之间车轮的碰撞, 为了解决这一问题, 在侧架外侧加焊了防撞型钢板, 但增加了台车的长度尺寸, 使存车位置更加紧张。

  分析上述问题, 认为直接采用报废的转向架效果不理想, 决定重新设计制造车体抛丸台车。在设计时, 要满足以下要求: (1) 车体落在台车上时定位可靠、方便; (2) 解决将车体抬高的问题; (3) 用人工推动时省力、方便; (4) 方便用卷扬机牵引; (5) 尽量减少占轨道的长度; (6) 防止钢丸击打轴?#26800;?#37096;位; (7) 防止在使用过程中构架相关部位被钢丸长期击打造成壁厚减薄; (8) 制造简便、节省费用。

  2 方案设计

  2.1 支撑方式的选择

  分析铁路货车车体结构[2], 参考类似的车体检修制造装备的定位方式, 车体抛丸台车可以采取以下?#38050;种?#25745;方式:支撑侧梁、上旁承、中梁和上心盘, 对这?#38050;?#26041;式做了方案设计, 并进行分析和比较。

  (1) 支撑侧梁方案 (见图2) 。?#21019;?#26041;案设计后做出的台车, 用厂修车做了试验, 效果不理想。主要问题是:在车辆纵向没有定位装置, 不易固定;不同车型2个侧梁间的距离不一致;有的车型没有侧梁, 如部分罐车、漏斗车?#21462;?/P>

图2 支撑侧梁方案

  图2 支撑侧梁方案

  (2) 支撑上旁承方案 (见图3) 。此前有车体检修工艺装?#38050;?#30340;移动台车采用此方式。这种方式的主要问题是如果横向和纵向的定位距离过大, 在移车时车体固定?#32531;? 如果距离过小, 车体落台车时比较费劲。

  (3) 支撑中梁方案 (见图4) 。采用这种方式, 用中梁内侧面的定位过于精确, 且纵向挡板与中梁内部结构的关系不易观察, 所以, 车体落台车时比较费劲。

图3 支撑上旁承方案

  图3 支撑上旁承方案

  (4) 支撑上心盘方案 (见图5) 。这种方式与标准转向架相同, 为了简化结构, 将下心盘改为平板, 如在厂内慢速运行, 没有问题。落车时将中心销插入上心盘的孔中, 定位可靠。在车体垫高铸件两侧有辅助支撑, 支撑在枕?#21512;?#37096;、上旁?#24515;?#20391;, 起到旁承的作用。

图4 支撑中梁方案  图5 支撑上心盘方案

  图4 支撑中梁方案  图5 支撑上心盘方案

  比较以上4种方式, 采用标准转向架的方式为最优, 故决定采用支撑上心盘方案。

  2.2 ?#31181;?#30340;选择

  在设计时, 考虑过2种方案, 一是采用小?#26412;?#36710;轮, 重新设计车轴、轴承座和选用轴承, ;二是采用报废的转向架?#31181;?#21644;承载鞍。经分析认为:用人力推台车时, 推大车轮更方便, 且采用报废件比重新设计制作新零件更节省, 所以决定采用报废的转向架?#31181;?#21644;承载鞍。

  2.3 构架方式的选择

  构架方式有2种方案可选择, 一是采用报废的摇枕、侧架, 另一种是重新设计焊接构架。采用报废的摇枕、侧架方案, 台车的质量太大, 造成人推台车时费力, 比较后, 决定重新设计制造焊接构架, 如图6所?#23613;?/P>

图6 构架

  图6 构架

  2.4 确定设计方案

  综合以上的分析结论, 对各部结构进行了完善, 确定了设计方案 (见图7) , 与图5的初步方案相比, 做了以下改进: (1) 改用报废的转向架?#31181;?#21644;承载鞍; (2) 改进了构架的结构; (3) 改进了车体垫高铸件的结构:延长枕?#21512;?#37096;的2个辅助支撑的距离; (4) 在构架外侧增加了耐磨钢板; (5) 增加了用于卷扬机牵引的牵引?#22330;?/P>

  铝粉罐车车体落在车体抛丸台车上的情况如图8所?#23613;?/P>

图7 确定的设计方案  图8 铝粉罐车车体落在车体抛丸台车上

  图7 确定的设计方案  图8 铝粉罐车车体落在车体抛丸台车上

  3 设计中解决的几个问题

  3.1 解决外侧板遭受钢丸击打的问题

  在进行车体抛丸时, 受钢丸击打最?#29616;?#30340;是构架外侧板。随着使用时间的延长, 外侧板不断减薄, 构架承载能力下降, 对安全造成隐患。为此, 查找了耐磨钢板的牌号, 决定采用厚度为6 mm的NM450钢板安装在构架外侧板的外侧, 采用从上往下插入的方式, 用挡板及螺栓挡住, 可方便更换。

  3.2 解决轴承遭受钢丸击打的问题

  标准转向架的承载鞍及轴端结构是开放的, 如果用于抛丸工序, 是不能防止钢丸进入轴?#26800;?#38646;件的。重新设计的车体抛丸台车在承载鞍及轴端结构外增加了防护罩, 防护罩下部采用开放结构, 使得罩内的异物不会存留。

  3.3 牵引方式

  在构架两侧各焊接1个牵引钩 (采用报废的货车零件) , 可通过卷扬机实现台车的牵引。

  3.4 解决台车之间的碰撞问题

  车体抛丸台车存放时都是在轨道上串联排列的, 为了避免台车之间的碰撞, 将构架的长度尺寸延长至超过车轮外径, 并在构架的端部焊?#31995;?#26495;, 对车?#21046;?#21040;了保护作用, 车体抛丸台车在轨道上的存?#25243;?#24577;如图9所?#23613;?/P>

图9 车体抛丸台车在轨道上的存?#25243;?#24577;

  图9 车体抛丸台车在轨道上的存?#25243;?#24577;

  4 构架强度分析

  车体抛丸台车的主要部件为报废的?#31181;?#32452;件 (包括承载鞍) 和焊接构架, 由于要抛丸的车体均为空车, 载荷远小于?#24230;?#36816;行的铁路货车, 所以, 报废?#31181;?#32452;件的强度没有问题, 构架为重新设计制造, 需要对其进行强度分析。

  应用NX软件 (10.0中文版) 的设计仿真模块对构架进行静力学分析[3], 过程如下:

  (1) 在NX软件 (10.0中文版) 的建模模块中设计构架各零件后进行装配;

  (2) 进入设计仿真模块, 用NX NASTRAN DE-SIGN求解器进行结构分析, 选择“单元迭代求解器”, 新建算例:Solution 1;

  (3) 确定构架各零件的材质为Steel-Rolled (卷板, 软件中的可选材质, 与Q235A相当) ;

  (4) 采用3D四面体网格对构架各零件进行网格划分, 勾选“尝试自由?#25104;?#32593;格划分”, 单元大小的选择与零部件复杂程度和计算机性能有关, 数字越小, 计算越精确, 但运算时间越长, 数字过小, 就会运行不通或得不出结果;

  (5) 选择“仿真对象类型”为“面对面粘连”, 指定“面对”的公差为0.2 mm;

  (6) 确定“约束类型”为“固定约束”, 指定4个导框顶面;

  (7) 确定“载荷类型”为“力”, 力的作用面为车体垫高铸件安装面, 力的幅值为100 000 N, 力的方向为指向车体垫高铸件安装面。力的大小在空车质量的基础上加一定的富余量, 按2个车体抛丸台车共承载20 t计算, 1个车体抛丸台车承载10 t。构架约束与载荷示意图如图10所示;

  (8) 求解, 计算后得到的应力云图如图11所示, 最大应力为93.71 MPa, 没有超过材料的屈服应力。最大变形为0.8 mm。计算结果?#24471;?#26377;足够的安全裕量。

图1 0 构架约束与载荷  图1 1 构架应力云图

  图1 0 构架约束与载荷  图1 1 构架应力云图

  5 结语

  根据最终确定的最佳方案, 设计制造了样车, 试用后效果良好, 随后进行了批量制造, 共制造了120辆, 全部替换此前使用的报废转向架制作的台车。

  使用后?#20174;?#36739;好, 具有以下优点: (1) 每个台车占轨道的长度由原来的2 650 mm缩小为2 150mm, 减少了500 mm。120辆台车?#37319;?#21344;轨道60 m, 缓解了轨道紧张的矛盾; (2) 每个台车的质量由原来的4 200 kg减少为3 200 kg, 减少了1 000 kg, 推动台车较为省力; (3) 对报废?#31181;?#36827;行检修、重新组装后, 保证每个?#31181;?#37117;能灵活推动; (4) 用防护装置将轴承及承载鞍等部件保护起来, 杜绝了抛丸铁砂打入轴承, 造成推动台车费劲的情况; (5) 在构架侧板外增加了可更换的耐磨钢板, 解决了构架侧板被钢丸长期击打造成的壁厚减薄问题, 避免了安全隐患; (6) 设计时, 将构架长度方向的最外端超出车轮, 对车?#21046;?#21040;了保护作用; (7) 新制构架质量仅为730 kg, 节省了制造费用。

曾道人无错9肖
北京单场单双什么意思 幸运飞艇软件计划安卓版下载 超级大乐透拖胆玩法 福彩3d六码复式组六多少钱 赛车pk10技巧论坛 时时彩输了6万怎么回本 分分彩计划软件 手机版 分分彩技巧 个人经验 项目管理软件 绿色 重庆老时时彩开奖软件