铁路快捷货车转向架关键技术研究

铁路快捷货车转向架关键技术研究

熊潞菲

中国铁路呼和浩特局集团有限公司集宁车辆段   内蒙古乌兰察布  012000

摘要：通过对铁路快捷货车转向架技术路线、标准体系、动力学、新型材料和工程化能力建设、自发电及转向架安全监测技术、检修运维技术研究，全面掌握满足轨道交通货运快速化需求的转向架关键技术，形成自主创新、自主知识产权的铁路快捷货车转向架系列产品，建立适应我国国情的技术和标准体系以及试验和制造平台，为我国发展快捷铁路运输，建立便捷、安全、经济、高效的现代物流体系，奠定了坚实的技术基础。

关键词：铁路快捷货车；转向架；关键技术；研究

1转向架智能化产线建设基本原则

宣贯战略，拓展空间。充分利用公司媒介，宣贯“以机代人”战略；引导和鼓励员工参与，为“以机代人”出谋划策，并落实到设计、制造、服务、管理等全过程，以及既有产业和新产业等全领域，全面发掘应用空间。统筹规划，分步实施。本着科学、严谨的态度，在充分调研的基础上，做好“以机代人”项目的统筹规划，一是要立足当下、着眼未来；二是确保技术可行性和经济可行性相统一；三是制订计划，分步实施。外联内引，协同共享。加强与掌握先进技术的企业及科研院所合作，并寻求各级政府的政策支持；充分利用中国中车的相关资源，推进铁路货车制造技术的协同共享，引领行业持续发展。瘦身健体，提升素质。对因“以机代人”产生的岗位新技能要求，制定专项激励办法，为“以机代人”有序推进创造条件。采取外部培训和内部培养相结合，培育“以机代人”应用的创新型人才；加强职业技能人才的培养，全面提升技能人员素质。

2标准体系研究与应用

2.1车轮、车轴和轴承的材料、设计及试验标准

2.1.1材料标准

采用TB/T1013—2011《碳素钢铸钢车轮》、TB/T2235—2016《铁道车辆滚动轴承》、TB/T2817—2018《铁路货车用辗钢车轮》、TB/T2945—1999《铁道车辆用LZ50钢车轴及钢坯技术条件》、Q/CR592—2017《铁路货车轴承用渗碳轴承钢》、Q/CR593—2017《铁路货车轴承用高碳铬轴承钢》。2.1.2设计标准采用GB/T4662—2012《滚动轴承额定静载荷》、GB/T6391—2010《滚动轴承额定动载荷和额定寿命》、GB/T37454—2019《铁路车辆非动力车轴设计方法》、TB/T3463—2016《铁道车辆车轮强度评定方法》；

2.1.3试验标准

采用TB/T3017.1—2016《机车车辆轴承台架试验方法第1部分：轴箱滚动轴承》、TJ/CL275A—2016《动车组车轮暂行技术条件》、TJ/CL446—2016《铁路货车LZ45CrV钢车轴暂行技术条件》、TJ/CL447—2016《铁路货车用CL65、CL70辗钢整体车轮暂行技术条件》、TJ/CL519—2016《动车组用D2辗钢整体车轮暂行技术条件》、TJ/CL520—2016《动车组用DZ2车轴暂行技术条件》、TJ/CL521—2016《动车组轮对组成用（DZ2车轴）暂行技术条件》，这些标准能满足160km/h快捷货车运用要求。目前，按照上述关于车轮、车轴和轴承的材料、设计及试验标准，我国完成了铁路快捷货车技术方案设计、仿真计算及校核、样件试制、试验等各项工作，并验证了系列标准的适应性。

2.2构架、摇枕及转臂考核标准及试验方法

对比分析TB/T1335—1996《铁道车辆强度设计及鉴定规范》、TB/T3549.1—2019《机车车辆强度设计及试验鉴定规范转向架第1部分：转向架构架》、UIC系列规程、EN13749：2011《铁路设备轮对和转向架规定转向架构架结构要求的方法》、JIS等标准，吸取我国高铁转向架的研发和试验经验，结合货车转向架结构特点，快捷货车转向架构架、摇枕、转臂等关键结构件的静强度及疲劳性能的考核标准宜采用TB/T3549.1—2019，试验条件、试验方法和评定方法等可借鉴高铁转向架相关标准。对于采用构架、转臂结构的铁路快捷货车转向架，可将构架、转臂组装后共同进行考核；对于采用构架、摇枕、转臂结构的铁路快捷货车转向架，可将构架、摇枕、转臂组装后共同进行考核。目前，按照上述试验标准、工况及评定方法，我国完成了160km/h快捷货车转向架的构架、摇枕及转臂的相关试验。

2.3橡胶元件、钢弹簧相关标准

中车齐车公司通过对转向架一系、二系悬挂系统等的橡胶元件技术研究，结合我国铁路货车核心橡胶元件技术管理现状及高铁转向架核心部件技术要求，形成了系列橡胶元件的工程图纸和专用技术条件，满足我国快捷货车转向架技术参数、安全性和可靠性要求，满足批量生产和装车要求。钢弹簧满足Q/CR660—2018《铁路货车转向架圆柱螺旋弹簧》要求，采用60Si2CrVAT弹簧钢，垂向疲劳寿命不低于3×106次。试验方法按TB/T2211—2010《机车车辆悬挂装置钢制螺旋弹簧》的规定执行，试验结果满足TB/T2211—2010要求；牵引装置结构件试验参考TB/T3549.1—2019要求执行，试验结果显示，超常载荷工况应力小于材料许用应力，运行载荷工况应力的峰值和谷值均在疲劳极限范围之内。

3动力学仿真、试验研究

3.1线路适应性仿真

采用西南交通大学提出的车辆-轨道耦合动力学理论进行线路适应性仿真分析。将车辆系统和轨道系统视为一个相互作用、相互耦合的大系统，分析了车辆道岔、钢轨焊缝不平顺、车轮扁疤不平顺、车轮擦伤不平顺、车轮周期性不圆和不平顺、随机不平顺等激扰的动力响应，分析结果表明，装用快捷货车转向架的铁路货车以160km/h的速度运行时，轮轨各项动态安全性能指标均满足行车要求。

3.2线路动力学仿真

依据GB/T5599—1985要求对转向架配装全侧开快捷棚车、塞拉门快捷棚车、4×20ft集装箱快捷平车的不同方案进行动力学仿真研究，结果显示：配装于棚车、运行速度大于300km/h时，配装于平车、运行速度大于230km/h时，车辆蛇行运动临界速度满足时速160km的运行要求，且安全裕量较大；在160km/h速度范围内，车辆的横向平稳性指标、垂向平稳性指标均小于3.5，达到优级；车体最大横向加速度小于0.5g，最大垂向加速度小于0.7g，满足GB/T5599—1985要求；轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率均满足GB/T5599—1985要求，且有一定的安全裕量。

3.3车辆滚动、振动试验

针对基于一系转臂技术平台研制的铁路快捷货车转向架，进行了220km/h快捷货车转向架配装于集装箱平车的滚动、振动试验，试验速度达到300km/h，试验结果表明，各项性能指标达到优级；还进行了160km/h快捷货车转向架配装于棚车的滚动试验，试验结果显示，最高试验速度达到280km/h时车辆未失稳。

4结语

为适应我国发展铁路快捷货物运输需要，做好铁路快捷货车及关键技术储备，2000—2014年，中车齐齐哈尔车辆有限公司先后4次在中国国家铁路集团有限公司（原铁道部）立项、1次在国家科技部立项开展了我国铁路快捷货车及其转向架关键技术研究工作。

参考文献

[1]邹建美,余志清,姚毅,冯成礼.快捷货车转向架组装工艺研究[J].内燃机与配件,2021,(07):42-43.

[2]王爱民,铁路快捷货车车体及转向架技术研究.四川省,中车眉山车辆有限公司,2020-05-12.

[3]韩正彦.快捷货车转向架动力学性能及疲劳分析[D].大连交通大学,2019.

[4]程伟民,赵亚栋,周建宏.快捷货车转向架轴箱加工工艺研究[J].民营科技,2016,(12):29-30.