铁路客车转向架结构特点及改进优化方案 论文.docx
刘坤 刘春洋
[摘 要]近年来，客车转向架结构设计改进问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了客车提速转向架结构改进建议，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就新型客车提速转向架的优缺点展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]客车转向架；结构；设计改进；工艺优化
中图分类号：U270.331 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0111-01
1 前言
209T 型转向架最大的特点是采用了纵向牵引拉杆装置，用以代替传统纵向摇枕档。209T 型转向架具有良好的横向振动性能，采用这种转向架的车辆，横向平稳性指标一般在2.25 左右。但由于一系和二系弹簧（即轴箱弹簧和摇枕弹簧） 采用的都是圆柱螺旋弹簧，受到空重车车钩高度允许变化范围的限制，弹簧的静挠度不可能设计过大（即弹簧垂向刚度值不能设计太小）。对于载重量比较大的车辆，例如允许超员较多的硬座车及装载较多的行李车等，弹簧只能设计得较硬这就使车辆的垂直平稳性指标比横向大，一般在2.5 以上。
2 209T转向架的优缺点
2.1 转向架的优点
①采用焊接结构的H 型构架，强度大、结构简单、检修方便。②采用长摇枕吊杆，摇枕俩端上翘，可以采用自由度和静挠度高的枕簧，配合油压减振器改善转向架的垂向动力性能。③弹簧托梁为铸钢结构，耐腐蚀，检修工作量小，而且可以增加摇动台的横向刚度。枕簧采用超外侧悬挂，有利于提高车辆运行的横向平稳性。④设有横向缓冲器，可以限制并减小或缓和过大的横向振动。⑤采用干摩擦导柱式弹性定位装置，定位严密、转动灵活，能抑制轮对蛇形运动，保持轮对轴箱装置纵、横向定位作用。⑥下旁承在构架侧梁外侧，横向运动过程中可减小车体的侧滚振动，提高运行平稳性。⑦采用纵向牵引拉杆代替纵向摇枕挡，改善了纵向力的传递，同时缓和了纵向冲击，可提高纵向平稳性。⑧装设有车钩高度调整装置，调整范围可达30mm，调整车钩高度作业方便。⑨用于不同车型时，只需更换摇枕弹簧和轴箱弹簧，其他配件均可通用。⑩除心盘、中心销在构架中心位置，其他大部分配件均在构架外侧，便于库列检及检车乘务员检修作业。
2.2 转向架的缺点
在运用中需要检查的配件全部在构架外侧，在列车检查中使检车员在站台外侧无法通行，特别是高站台时，作业比较困难。
3 客车组转向架构架的加工工艺分析
3.1 加工流程概况
在本文研究中，选取了我国东部某著名客车车辆生产企业进行分析，以客车组转向架构架的加工经验为基础，展开相应的分析。而在整个加工过程中，需要对加工阶段进行简要的划分，才能够让加工工作更为科学化与系统化，整个客车组转向架构架技工的流程概况，共有三个板块，其中第一个板块为工艺分析阶段。该阶段也可以视为加工的准备阶段，包括了结构分析、工装设计以及设备选择等。第二个板块为工艺流程确定，即设计较为详细的加工工艺。第三个板块是实际的加工工艺应用，通常根据实际加工的具体情况需采取不同的应对措施。在确定了加工准备、工艺流程设计以及工艺实施三个阶段的内容之后，才能够更好地完成下一步的后续加工工作。
3.2 加工准备
加工准备阶段主要是进行客车组转向架构架方面的相关结构分析以及材料设备选择等一系列工作，并为后续加工流程的完成打下良好的基础。首先，转向架构架的结构分析。通常构架结构呈现“H”型行，结构材料与交接模式为焊接钢结构，包括了纵梁、横梁、以及焊接附件等，在合格的构架中，焊接钢结构通过一次装夹加工的方式完成焊接组装，构架结构具有较为良好的加工性能。其次，要对工装设计标准进行简单的规划，比如四个工艺基准孔的孔径大小为100mm，并且定位基准块位于同一个平面上，在设计时需要考虑到实际加工中的装夹时间，尽量设计使用液压压紧的方式进行加工。最后，在设备选择方面，主要是根據企业自身的加工需求以及加工水平基础，选择最合适的相应设备。比如在该企业中选用的便是设备便是一日产的交换工作台，该设备属于目前客车转向架构架加工中较为先进的一个型号，先进的设备可为加工水平的提高打下较好基础。
3.3 加工工装分析
根据机床的结构特点，加工工裝也有它的特殊性。首先工装需要悬挂，要考虑变形问题，强度、刚度都要满足；其次工装一面要与机床固定弯板连接，并有定位、夹紧功能；最后就是工装本身对工件的定位压紧功能。结合加工工艺流程，确定制作一次加工工装和二次加工工装，其中一次加工工装为反装加工，设有可调支撑、辅助支撑、压紧装置；二次加工工装为正装加工，以已加工的定位座面定Z轴、定位座内档侧面定Y轴、定位座U型槽立面定X轴，设有定位装置、压紧装置。在工装的设计制作时要求工装基础板上平面及背面与设备的定位面平行，以便工装与工件一起吊装到设备上时保证工件的X、Y方向与设备的X、Y轴平行。
使用方法是先将工装平放在四个调好的安装座上，再将工件安装在工装上，找正压紧工件，最后将工装和工件一起吊挂到机床的固定弯板上。需要注意的是，工装设计、制作时要考虑使用时的两点要求，一是装夹工件后的找正问题，一是工装与工件一起吊装到设备上时保证工件的X、Y、Z方向上的找正线与设备的X、Y、Z轴平行。
3.4 构架制造过程应重点关注项点
由于构架总成结构复杂，工艺流程长，制造过程中的影响因素众多，构架制造过程中应重点关注以下几点：1）为保证组装的精准度、降低组装难度，在板材件下料时需预留一定量的加工余量，在组装前用精密加工机床加工至要求尺寸。2）侧梁焊接、构架焊接及热处理过程应重点控制收缩、变形量，防止产生较大的变形量导致工件报废。3）构架总成应最后进行整体加工以便保证各重要尺寸，加工过程应一次装夹，以提高加工精度。如先加工各部位尺寸再组装、组焊构架，其生产难度将会大大增加，难以实现。4）构架上焊接的制动单元吊座、牵引拉杆座等有组装尺寸要求的附件，在零件生产时应先进行粗加工并预留出足够的加工余量，以便最后整体精加工。
4 结语
总之，加强对客车转向架结构设计改进问题的研究分析，对于其良好设计效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的客车转向架结构设计过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
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