机车转向架焊接构架轻型化评定和疲劳强度分析

机车转向架焊接构架轻型化评定和疲劳强度分析
机车转向架焊接构架轻型化评定和疲劳强度分析

机车转向架焊接构架

轻型化评定和疲劳强度分析

米彩盈

(西南交通大学 机车车辆研究所 成都 610031)

摘 要 提出Bo 2Bo 轴式机车转向架焊接构架轻型化评定准则,根据构架整体结构有限元法分析结果,用边界元法分析了构架侧梁下盖板横向对接焊缝的应力分布,讨论对接焊缝因其根部未焊透引起的应力集中和降低承受拉应力的对接焊缝应力状态的可行性方案,比较理论分析与疲劳强度试验结果,边界元法能较为准确地评述焊缝区域的应力分布状态。

关键词 边界元法;疲劳裂纹;焊接结构

分类号 U260.331

随着铁道车辆技术的发展,轻型焊接结构在铁道车辆结构中所占的比重越来越大,焊接结构在特定的工作载荷作用和保证结构自振频率的前提条件下,结构重量越来越轻。在不同运行速度的铁道车辆中,要求焊接构架具有不同的疲劳寿命:对普通铁道车辆焊接构架疲劳寿命需满足使用30年,每年运行20万km [1];对高速列车焊接构架疲劳寿命需满足使用30年,每年运行30万km [2]。在我国运营的内燃机车和电力机车中,焊接构架时有疲劳破坏发生,阻碍了焊接构架轻型化的实施。

以160km/h BO 2Bo 轴式准高速内燃机车H 型焊接构架为例,用边界元法分析焊接构架侧梁下盖板横向对接焊缝在疲劳强度试验中产生疲劳裂纹的原因。构架的侧梁和牵引横梁为箱型结构,箱型梁的上、下盖板厚为20mm ,腹板厚为10mm ,制造材料为St52钢板,焊缝未进行TIG 重熔处理。

1 轻型化评定准则

机车转向架焊接构架设计及计算载荷包括垂向载荷、横向载荷和纵向载荷,横向载荷和纵向载荷的大小主要取决于垂向载荷,垂向载荷依赖于机车的轴重。垂向载荷分别作用于构架的

一、二系悬挂弹簧的安装座处,在不考虑结构刚度突变引起应力集中的情况下,BO 2Bo 轴式机车转向架焊接构架在三向复合载荷作用下承受的最大力矩和由此引起的最大应力出现在一、二系悬挂弹簧的安装座区域附近。因此,由“轴距×轴重/(构架重量×1m )"得出的无量纲值能衡量焊接构架的轻型化水平。表1给出了我国高速动力车转向架GSD1及GSD2、德国西门子公司研制的准高速内燃机车DE30C ,AM TRA K 转向架及ICE 高速动力车转向架和法国TGV 高速动力车转向架及焊接构架的一些主要技术参数和“轴距×轴重/(构架重量×1m )"的值,由此可见这六种焊接构架的轻型化程度在同一水平上。

收稿日期:1998203217 米彩盈:男,1965年生,讲师,硕士。

第34卷 第1期1999年2月 西 南 交 通 大 学 学 报J OU RNAL OF SOU THWEST J IAO TON G UN IV ERSIT Y

Vol.34 No.1Feb.1999

表1 BO 2Bo 轴式机车转向架及焊接构架主要技术参数

机车种类

高速电力机车准高速内燃机车机车代号

GSD1GSD2TGV ICE DE30C AM TRA K 轴重/t

19.51917193030轴距/m 3.0 3.0 3.0 3.0 2.9 2.7构架结构形式

口字型H 型H 型口字型H 型H 型构架重量/kg

150016301200150023002000轴距×轴重/(构架重量×1m )39.035.042.538.0

37.840.5图1 焊接构架疲劳强度试验加载示意图2 焊接构架疲劳强度试验

构架疲劳强度试验的主要目的是验证其疲劳强

度,找出强度最薄弱的区域和评价疲劳寿命。疲劳试验

加载情况如图1所示。构架疲劳强度试验按U IC

Merkblatt 61524(1994)[3](简称U IC61524)分三个阶段

实施,总载荷循环次数为1.0×107次,每阶段的试验载

荷由垂向载荷、横向载荷、纵向载荷和扭曲载荷组成,其

中垂向载荷和横向载荷由静态、准静态和动载荷组成;

且载荷循环频率相等。图1中F z 1和F z 2为垂向载荷,作用于二系弹簧座

图2 疲劳裂纹位置

处;F y 1,F y 2和F y 3为横向载荷,分别作用于二系弹

簧座处和横向止挡处;F x 1和F x 2为纵向载荷,作

用于轴箱拉杆座处;F t 1和F t 2为扭曲载荷,作用于

一系弹簧座处。

构架疲劳试验第二阶段(8.0×106次)结束

后,经无损检查(磁粉探伤法和着色渗透法)发现

在焊接构架侧梁下盖板横向对接焊缝区域发现

疲劳裂纹,裂纹沿焊缝截面厚度方向的长度约4

mm ,如图2所示。按U IC61524评定为该焊接构

架的疲劳强度不合格,需进一步改进结构设计和

焊接工艺规程,重新制造焊接构架进行疲劳强度

试验,直到8.0×106次内不出现疲劳裂纹为止。3 疲劳裂纹分析

用NASTRAN/ARIES6.0有限元软件对构架结

构强度进行有限元分析,将构架划分为32891个三维20节点六面体实体单元、28个梁单元和24个杆单元,节点总数为58936。梁单元模拟一系悬挂弹簧和轴箱拉杆,二者之间的连接用杆单元模拟。垂向载荷作用于构架侧梁的二系悬挂弹簧安装座处,横向载荷分别作用于构架二系

5

01第1期 米彩盈:机车转向架焊接构架轻型化评定和疲劳强度分析

悬挂弹簧安装座和横向止挡上,纵向载荷作用于牵引横梁上,边界约束加于杆单元的节点上。

构架焊缝的焊接接头坡口形式为K型、V型和X型,在构架试制后期,进行了焊接接头试验,由于焊接工艺制定的不合理,X型对接焊缝在焊缝根部未焊透。因此,为了分析X型对接焊缝产生疲劳裂纹的原因和焊缝缺口的应力集中情况,用边界元法分析焊缝的应力分布。3.1 三维边界元法基本原理

对于一个三维弹性体结构,在各向同性、均匀的线弹性力学研究中,由广义虎克定律导出应力、应变关系的基本方程为

σ

ij

=2μεij+λεkkδij(1)应变与位移满足关系式

ε

ij =

u ij+u ji

2

(2)

由应力描述的平衡方程为

σ

ij,i

+b j=0(3)边界条件为

Γ

1

:u i=u B i Γ2:p i=σij n j=p B i(4)式中:u i,σij和εij为位移、应力和应变;b j和p i为体力和边界载荷;n j为边界外法线的方向余弦; u B i和p B i为边界上给定的位移值和载荷分量。

计算空间域Ω的边界状态表示为:Γ=Γ1+Γ2;λ=2Gυ(1-2υ),弹性材料的切变模量G=E/[2(1+υ)],且μ=G,E为材料的弹性模量,υ为泊松比。

由式(1)~(4)导出确定弹性材料的位移平衡方程为

(λ+μ)u k,kj+μu j,kk+b j=0(5) 根据边界元理论[4],由加权余量法导出弹性结构体模型的边界积分方程式为

c ij(ξ)u i(ξ)=∫Γu3ij(ξ,x)p j(x)dΓ(x)-

∫Γp3ij(ξ,x)u j(x)dΓ(x)=∫Ωu3ij(ξ,x)b j(x)dΩ(x)(6)式中:c ij为边界面几何特征参数。对光滑边界面c ij=δij/2;当ξ=Ω时,c ij=δij。

为了求边界积分方程的数值解,需将结构体模型的边界Γ离散为N B个边界单元,每个单元内的坐标x、面力p和位移u用相应的节点值x n,p n和u n及插值函数矩阵的乘积φ表示为

x=φT x n u=φT u n p=φT p n(7) 将空间域Ω离散为N个单元,综合式(6)和(7)导出每个边界点都满足的矩阵方程式

Aδ=F(8)式中:A为系数矩阵;δ为待求边界位移和载荷矩阵;F为作用载荷和体积力综合项矩阵。

由矩阵方程式(8)即可求得未知节点位移和节点力,方程(8)为边界元法的基本方程。3.2 边界元法计算方法

对焊接构架整体结构强度进行分析时,不考虑焊缝缺口对结构应力分布的影响,将焊缝接头形状简化为结合线;用边界元法确定焊接接头缺口的应力分布时,将焊缝缺口的形状用缺口线描述;焊缝缺口疲劳强度评定采用主应力法[5]。对焊接构架整体结构实施有限元网格离散601 西 南 交 通 大 学 学 报 第34卷

时,应将焊缝的缺口线和焊缝结合线取在同一位置,整体结构有限元分析结果作为焊缝接头边界元法分析的边界条件。横向对接焊缝缺口离散网格如图3所示。

3.3 计算结果与分析

出现疲劳裂纹区域的有关实测峰值应力、边界元法确定的焊缝缺口线和结构有限元法确定的焊缝结合线应力分布结果在构架侧梁下盖板横向对接焊缝的分布如图4所示。曲线1

图3 横向对接焊缝缺口

边界元法离散网格图4 焊缝应力分布理论值和试验值比较

有限元法确定的主应力;曲线2为疲劳试验确定的主应力;曲线3为边界元法确定的主应力;曲线4为许用应力(该曲线表示的许用应力值为不同循环特性所对应的数值,来源于St52钢的Moore 2K ommers 2Jasper 图)[6]。焊缝区域的应力在整体结构有限元分析结果中不超过其许用应力,由于焊缝根部未焊透引起的应力集中和侧梁上、下盖板与腹板受力不均匀,引起侧梁下盖板横向对接焊缝及热影响区应力分布的不均匀性,其应力峰值超过许用应力,且接近优质焊缝的屈服极限σS =327.3MPa 。

分析疲劳试验结果得出该区域的主应力循环特性r 在0.434~0.611的范围内,对于优质焊缝,与其相对应的许用应力范围为181.58~205.51MPa ,如图4所示的曲线4。从图4中的曲线2,3和4可以看出,焊缝区域多数点的主应力均超过其相应的许用应力,且疲劳试验结果与边界元法的分析结果相吻合,大于整体结构弹性有限元分析结果(曲线1)。由于对接焊缝根部存在未焊透缺陷,在焊缝区域的应力集中系数高达1.5~

2.3倍。

3.4 降低横向对接焊缝应力的方法

在侧梁下盖板横向对接焊缝出现疲劳裂纹的构架中,为了降低侧梁下盖板横向对接焊缝承受的拉应力和剪应力,采用了在侧梁下盖板上纵向配筋措施。大量的试验研究表明[7]:提高承受拉应力和剪应力区域疲劳寿命的有效措施是尽量减少该区域的焊缝数量。因此,构架疲劳实验后,在改进的侧梁结构中,采用了将侧梁下盖板厚度在原板厚度基础上增加2mm 代替原来的配筋方案,侧梁截面形心位置(与配筋方案相比)降低了3.5mm 。构架整体结构有限元强度分析结果指出:该区域的主应力降低了22.7%;在横向对接焊缝区域的最大VON MISES 等效应力为108.2MPa ;用边界元法分析的最大等效应力为126.3MPa (去除对接焊缝加强高,不考虑焊缝可能存在的焊接缺陷),其主应力均小于与其相对应的许用应力;构架的扭转刚度降低了10.1%,在由于线路的轨道不平顺产生的扭曲载荷作用下,侧梁应力分布更趋于均匀化。

701第1期 米彩盈:机车转向架焊接构架轻型化评定和疲劳强度分析

801 西 南 交 通 大 学 学 报 第34卷

4 结 论

(1)在整体结构有限元分析的基础上,边界元法是确定焊缝疲劳强度储备的有效方法;

(2)从理论上分析了降低构架侧梁横向对接焊缝拉应力的可行性方案,通过改变箱型梁截面形心位置能有效地降低侧梁下盖板横向对接焊缝的应力分布;

(3)“轴距×轴重/(构架重量×1m)"这一无量纲值能准确地反映焊接构架的轻型化水平,该值越大表明构架的轻型化水平越高。

参 考 文 献

1 Internationaler Eisenverband.U IC51524.1993Eisenbahnfahrzeuge für den Trans port von Fahrg sten: Laufdrehgestelle und Laufwerk2Festigkeitsprüfung am Rahmen von Drehgestellen,Y ork:Internationaler Eisenverband,1992:5~22

2 Kretschmer R https://www.360docs.net/doc/1f18374477.html,stkollektive für Hochgeschwindigkeits2Drehgestelle,ein Schritt zur Verfeinerung der Lastannahmen.ZEV2G las.Ann.1983;107(4):103~112

3 Internationaler Eisenverband.U IC61524.1994Triebfahrzeuge:Drehgestelle und Laufwerke2 Festigkeitsprüfung an Strukturen von Drehgestellrahmen,Y ork:Internationaler Eisenverband,1993:7~27

4 杜庆华.边界积分方程方法———边界元法.力学基础与工程应用.北京:高等教育出版社,1989:50~73

5 Radaj D.G estaltung und Berechnung von Schweisskonstruktionen2Ermüdungsfestigkeit.Düsseldorf: DVS2Verlag.1985:252~259

6 Forschungs2und Versuchsamt des Internationalen Eisenverbandes.Fra ge B12/RP1721982.

Standardisierung der Gütterwagen.Utrecht:Banth Verlag.1982:A9.3

7 Gurney T R.Fatigue of welded structures.London:Combridge university press,1979:98~115 Lightening Asse ssment and Fatigue Strength Analysis

for the Welded Frame of Locomotive Bogie s

M i Caiyi ng

(Inst.of Rail Vehicles,S outhwest Jiaotong University,Chengdu610031,China) Abstract The rule for assessing the lightening of welded frame of Bo2Bo locomotive

bogie is proposed.Based on the analysis result of the frameπs whole structure with finite

element method,the stress distribution in the lateral butt2weld on the bottom cover

plate of the side beam of the frame is analyzed with boundary element method.The

stress concentration due to the incomplete penetration root of the weld is discussed,and

a feasible scheme to reduce the stress in the tensile butt2weld is presented.A comparison

between the results of the theoretical analysis and fatigue intensity tests shows that the

stress distribution in the weld region can be calculated accurately with boundary element

method.

K ey w ords boundary element method;fatigue crack;welded structures

机车转向架构架强度的有限元分析

机车转向架构架强度的有限元分析 作者:郁炜江海兵 构架是机车转向架最关键的零部件之一,也是转向架其它各零部件的安装基础,在机车的牵引运行中起传递牵引力、制动力、横向力及垂向力的作用,因此,机车转向架构架的可靠性对机车的性能和安全性有重大影响。传统的转向架构架强度的可靠性评价大多通过物理样机的某些试验,再通过金属探伤、磁电探伤等方法来检验…,成本高,开发周期长。所以,使用有限元的理论对转向架构架建模,并利用有限元分析软件对其进行应力分析和强度计算来确保机车转向架构架的可靠性有重大意义,本文在此进行了尝试。 目前,国外几家著名的公司研制的有限元分析软件如MSC、ANSYS、I-DEARS等在国内许多设计中得到了较为广泛的应用。MsC公司提供的有限元软件在有限元建模、结构分析(静态、瞬态动力学)、热、电磁场、流体问题等及其耦合问题、接触、强非线性、碰撞等方面都有独到的处理方法,本文详细介绍了其中的前后处理软件MSC/PATRAN和结构分析软件MSC/NASTRAN在机车转向架构架强度计算与分析中的应用。 1 有限元强度计算模型的建立 机车转向架构架一般为箱型梁结构,有限元计算模型可以采用薄板单元按照设计图纸上的实际尺寸建模,并根据构架各部分是否承受载荷确定网格的疏密程度,在MSC/PATRAN 软件中生成有限元计算网格模型。文中选择一例已通过物理样机测试实验、强度合格的机车转向架构架进行分析。它是由两根侧梁、一根横梁和两根端梁组焊成的"日"字形结构,整个构架计算模型共有20 225个薄板单元和27 848个节点,如图1。

2有限元强度计算的载荷和边界条件 在机车转向架构架的有限元计算分析过程中,施加约束和载荷的原则是在构架主动施力处施加载荷,被动受力处施加约束: 机车运行时,作用在构架上的载荷可以归纳为静载和动载两大类。静载荷在运行过程中具有确定不变的数值和方向,包括机车上部重量、转向架自重以及安装在转向架上各种装置的重量、电传动内燃机车与电力机车的牵引电机的重量、液力传动内燃机车的中问齿轮箱重量等;动载荷是在运行过程中方向和大小都随时间变化的载荷,包括由于车体振动产生的附加垂向动载荷、机车牵引运行时作用在构架上的纵向力、机车通过曲线时作用在构架上的侧向力、牵引电机作用于构架的振动载荷以及工作时的反扭矩或电阻制动反扭矩、齿轮箱工作时的反扭矩、制动力、由于线路及其它原因使构架产生的扭曲力等。机车转向架载荷的大小和方向根据具体的设计要求和实际情况确定。本文研究对象的计算载荷值如表1所示。

转向架结构及常见故障分析

第一节:转向架的作用 转向架是承载车体重量和传递走行动力的导向部件,是大型养路机械的重要组成部分,其主要作用如下: 1)承载车体重量 转向架作为一个独立的走行装置,它直接支撑车体,承受和传递车架以上各部分(车体,车架,动力传递装置及作业装置等)的重量; 2)传递走行动力 把轮轨接触处产生的轮轴牵引力,以及通过曲线时轮轨之间的横向作用力传至转向架构架,经过减震环节再传向车体,同时,转向架引导车辆在线路上运行; 3)曲线通过 转向架可相对车体回转,其固定轴距也较小,故能使车辆顺利通过半径较小的曲线,并大大减少车辆的运行阻力。 4)提高车辆的运行平稳性 转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装,使之具有良好的减振特性,以缓和车辆和线路之间的相互作用,减小振动和冲击,使车体在各振动方向上的位移量减小,提高车辆运行平稳性和安全性。 5)保证必要的粘着力和制动力

充分利用轮轨之间的粘着,传递牵引力和制动力,放大制动缸所产生的制动力,使车辆具有良好的制动效果,以保证在规定的距离之内停车。 6)便于检修 转向架是车辆的一个独立部件,在转向架于车体之间尽可能减少联接件。易于从车辆底架下推进,推出,便于检修,有利于劳动条件的改善和检修质量的提高。

第二节转向架的主要技术要求 转向架是大型养路机械的主要组成部分之一,它用来传递车辆的各种载荷,并利用轮轨间的粘着作用保证牵引力的产生。转向架结构性能的好坏,直接影响大型路养机械的牵引能力、运行品质、轮轨磨耗和运行安全。 转向架应具有的技术要求是: (1)强度和刚度 转向架各部分必须保证足够的强度和刚度,特别是转向架构架对刚度的要求较高,因为它是转向架的基础,若刚度不足,会影响转向架各部分之间的相对位置。 (2)运行横向稳定性 在直线地段运行,应有良好的横向稳定性,也即大型养路机械达到最高运行时速时,绝不容许发生蛇行失稳。若发生剧烈蛇行,会产生很大的横向轮轨作用力,造成车轴轴承过热及对线路的破坏,同时影响横向运行品质和运行安全。 (3)运行平稳性 运行平稳性表示人所感觉到的运行品质,即通常说的舒适度。运行平稳性就表示舒适度,容易使人疲劳,降低机组人员作业的熟练程度。因此,对于大型养路机械转向架的垂向与横向振动,都有明确的限度要求。

铁道车辆转向架的分类

2.2铁道车辆转向架的分类 按转向架的轴数、类型及轴箱定位方式分类 由于车辆用途运行条件差异,制造维修方法的制约和经济条件等具体因素的影响,对转向架的性能结构参数和采用的材料及工艺等要求就要差别,因而出现了多种形式的转向架。我国国内目前使用的客车转向架、货车转向架就有几十种,各种转向架主要区别于转向架的轴数和类型,弹簧悬挂系统的结构与参数,垂向载荷的传递方式,轮对支撑方式,轴向定位方式,基础制动装置的类型安装,以及构架、侧架结构形式等诸多方面。 2.2.1按转向架的轴数、类型、及轴箱定位方式分类 (1) 轴数与类型 车辆所用的轴型基本上可分为B、C、D、E、F、G六种。轴直径越粗,容许轴重越大,但是大容许轴重要受线路和桥梁的强度标准的限制,一般货车采用B、D、E、F、G五种轴型,客车采用C、D两种轴型,随着我国铁路的发展,其趋势是发展重载和快速运输,因此新型货车主要运用E型轴,新型客车主要运用D 型轴按轴数分类,转向架有二轴、三轴和多轴,转向架的轴数一般根据车辆总重和每根车轴容许的轴重确定,我国大多数客货车采用二轴转向架,一些大吨位货车及公务车等采用三轴转向架,在长大重载货车上用多轴转向架或转向架群。 (2) 轴向定位方式 ①固定定位:轴箱与转向架铸成一体,或是轴箱与侧架用螺栓及其他紧固件连接成为一个整体,使得轴箱和侧架之间不能任何相对运动。如图2.10a所示 ②导框式定位:轴向上有导槽,构架上有导框,构架的导框插入轴箱的导槽内,这种结构可以容许轴箱与构架之间沿着在垂向有较大的相对位移,但在前后、左右方向仅能在容许的范围内,有相对较小的位移。如图2.10b所示 ③干摩擦导柱式定位:安装在构架上的导柱及坐落在轴向弹簧托板上的支持环均装有磨耗套,导柱插入支持环,发生上下运动,两磨耗套之间是干摩擦。它的作用原理是轴箱橡胶垫产生不同方向的剪切变形,实现弹性定位作用。如图 2.10c所示 ④油导筒式定位:把安装在构架上的轴箱导柱和坐落在轴向弹簧托板上的导筒分别做成油缸和活塞的形式,导柱插入导筒,导柱上下移动时,油液可进出导柱的内腔,产生减振作用,它的作用原理是,当构架与轴箱之间产生水平方向的相对运动时,利用导柱与导筒传递纵向力和横向力,再通过轴箱橡胶垫传递轴箱体,使橡胶垫产生不同方向剪切变形,实现弹性定位作用。如图2.10d所示 ⑤拉板是定位:用特种弹簧材料制成的薄型定位片,一端与轴箱连接,另一端通过橡胶节点与构架连接,利用拉板在纵横方向的不同刚度来约束构架与轴

某型地铁车辆转向架构架强度及模态

第5期(总第174期) 2012年10月机械工程与自动化 MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATIONNo.5 Oct. 文章编号:1672-6413(2012)05-0024-0 3某型地铁车辆转向架构架强度及模态分析 杜子学,徐道雷,刘建勋 (重庆交通大学,重庆 400074 )摘要:通过CATIA软件建立某型地铁车辆转向架构架的三维实体模型,采用HyperWorks建立了该型地铁转向架构架结构强度分析的有限元模型,参照铁路相关标准,计算得到其强度分析应力结果,验证了该构架结构设计的合理性。通过模态分析,获得该构架的各阶模态频率及模态振型,为构架的动态特性设计提供参考。关键词:构架;强度分析;模态分析;转向架中图分类号:U260.331 文献标识码:A 收稿日期:2012-03-13;修回日期:2012-05-2 5作者简介:杜子学(1962-) ,男,河北邯郸人,教授,博士,研究方向为现代车辆设计方法与理论、载运工具运行品质、交通安全。0 引言 地铁转向架是地铁车辆的重要组成部件,是支承车体并负担车辆沿着轨道走行的支承走行装置,其结构是否合理直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。地铁转向架构架在运动过程中不但要承受车体传递的载荷、 牵引电机部分载荷,而且需要传递牵引力、车钩冲击力、制动力和车辆通过曲线时的横向载荷 等各种垂向、纵向、横向力[1] 。因此,其结构安全是转 向架结构强度设计的首要目标。 1 地铁车辆转向架构架结构强度分析 1.1 构架结构分析有限元建模 本文研究的地铁车辆转向架属于无摇枕转向架,具有结构简单、零部件少、重量轻、噪声低、维修工作量少等优点。该转向架主要由构架、轮对轴箱装置、轴箱定位装置、二系悬挂及牵引装置、空气弹簧、横向油压减震器和横向橡胶缓冲止挡、基础制动装置以及传动装置等组成。其构架主要由侧梁、横梁、纵梁、托板、弹簧支座等组成,构架的主要连接形式为焊接。该转向架构架三维建模采用CATIA软件完成,如图1所示。将几何模型转换为ig es格式后导入有限元软件Hyp ermesh中进行前处理,经过修补缺失的几何信息及几何简化后,对各焊接薄板抽取中面,划分二维壳单元网格,各支座采用六面体网格模拟。构架材料为16 MnR,其弹性模量E=2.09×105  MPa,密度ρ=7.9× 103  kg /m3,泊松比v=0.28,屈服极限为396MPa,强度极限为566MPa,许用应力为345MPa 。边界条件的正确与否对有限元计算结果影响重 大。在空气弹簧座处施加弹性边界元约束,而与六面 体单元相连接的是板壳单元,两者自由度不同,所以约 束这8个支座X、Y、Z平动方向的三个自由度[2] 。构架有限元分析模型如图2所示。 图1 构架三维模型 图2 构架有限元分析模型 构架所受载荷计算参照TB1335-1996《 铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》 。该型地铁转向架构架载荷计算参数见表1。 表1 构架载荷计算参数 垂向静载荷Ps包括自重、载重和整车重量,Ps= 342kN。垂向动载荷Pd由垂向静载荷乘以垂向动载

转向架的作用及组成

. 一、转向架的作用及组成 作用: 1.采用转向架是为了增加车辆载重,长度,容积,提高运行速度,满足铁路运输发展。 2.在正常运行条件下,车体能可靠的坐落在转向架上,通过轴承装置是车轮沿钢轨的 滚动转化为车体沿轨道线路运行的平动。 3.支承车体,承受并传递从车体至轮对之间的各种载荷及作用力,并使轴重均匀分配。 4.保证车辆运行安全,灵活的沿直线线路运行和顺利通过曲线。 5.转向架结构要便于弹簧减震装置的安装,使之具有良好的减震特性,以缓和车辆和 线路之间的相互作用,减小振动和冲击,减小应力,提高车辆运行平稳性和安全性。 6.充分利用轮轨之间的黏着,传递牵引力和制动力,放大制动缸所产生的制动力,是 车辆具有良好的制动效果。 7.转向架为车辆一个独立部件,便于转向架的拆装,单独制造和检修。 组成 1、轮对轴箱装置 2、弹性悬挂装置(两系悬挂,弹簧减振装置) 3、构架 4、基础制动装置 5、转向架支撑车体的装置 6、牵引电机与齿轮变速传动装置

. 二、转向架的分类 1.轴数与类型 按轴数分为二轴、三轴、多轴转向架 按轴型分B、C、D、E型轴转向架 2.轴箱定位方式:约束轮对于构架之间相对运动的机构,称轴箱定位装置 形式有:①固定定位 ②导框式定位 ③摩擦导框式定位 ④油导桶式定位 ⑤拉板式定位 ⑥拉杆式定位 ⑦转臂式定位 ⑧橡胶弹簧定位 3、按弹簧悬挂装置分类 一系弹簧悬挂:车体主轮对之间,只设有一条弹簧减振装置 二系悬挂 4、对心盘集中承载的转向架,根据摇枕悬挂装置中的弹簧的横向跨距的不同,悬挂形式分为: 1.内侧悬挂:弹长度<车长度(横向)

2.外侧悬挂:> 3.中心悬挂:= 中央弹簧横向跨距大小,对于车体在弹簧上的稳定性效果显著,增加其跨距可以增加车体倾覆的复原力矩,提高车体在弹簧上的稳定性,各种型号转向架的主要区别: 橡胶弹簧定位:南京地铁使用 转臂式定位:广州地铁 四、按垂向载荷的分类方式 (一)车体与转向架之间的载荷传递 1.心盘集中承载 2.非心盘集中承载 3.心盘部分承载 (二)转向架中央悬挂装置的载荷传递 1.具有摇动台装置的转向架(缓解横向振动) 2.无摇动台装置的转向架(内有空气弹簧,符合轻量化要求) (三)构架与轴箱之间的载荷传递 1、转向架侧架直接置于轴向轮对上,无轴箱弹簧装置 2、支悬于均衡弹簧之上 3、由轴箱顶部弹簧支撑

转向架构架疲劳计算方法的分析

转向架构架疲劳计算方法分析 1112A.Cera ,G.Mancini ,V.Leonardi ,L.Bertini Trenitalia S.p.A, Florence,1Italy ; Pisa University - Mech. Engng. Dept., Pisa,2 Italy 摘要 本文主要进行了转向架构架强度评定的关键分析,尤其着重于焊接节点。特别分析了针对不同焊接节点的疲劳分析技术。疲劳分析技术中包含的两种方法(疲劳极限和Goodman 曲线)是由欧洲标准EN 13749提出的。通过分析,我们可以知晓方法的准确性和可行性,从而选择最合适的转向架构架分析方法。通过成熟的商业有限元软件(ANSYS ),我们可以对挑选的标准的可靠性和安全性进行严格地比较。本文研究调查了疲劳分析方法,关注了其中有限元方法的使用。 一、引言 欧洲标准EN 13749,作为欧洲标准化进程的产物,于2005年4月由欧洲标准委员会CEN 提出。规范制定的目的在于定义完整的转向架设计过程。其中包括设计步骤、评定方法、验证以及加工质量要求。 EN 13749编撰了静态和疲劳下载荷的假设和计算。同时标准也定义了转向架构架静态和疲劳阻抗的测试方法。在转向架的章节中,标准针对疲劳预测特别定义了一系列的载荷工况和作用在构架上的不同类型的力。 随着新的数值计算方法的发展(有限元方法),疲劳完整性评估已经发展到较高的水平,尤其是在精确度和细节仿真方面。 即使在近期有了更新,标准仍未解决和定义某些重要部分。仍需要研究的问题主要有两点。首先缺少用于焊接节点的有限元仿真和疲劳评定方法。其次尚未定义多轴应力状态下(特别在铁路应用)疲劳强度评估的标准计算方法。 由于上述未解决的问题,同样的转向架设计用不同的疲劳分析方法可能得到不一样的结果。 从2006年起,意大利铁路(意大利国有铁路运营商)的工程部门和比萨大学机械工程部展开了关于转向架疲劳行为的公共研究项目。项目旨在通过使用有限元仿真建立经证实的、适用于疲劳完整性评估的方法。 在疲劳强度分析技术中,主要采用如下的选择和核对方法:

转向架构架强度试验标准对比.

文章编号:1002-7602(2011)09-0012- 06转向架构架强度试验标准对比 刘德刚1,刘宏友2,李庆升1 (1.南车青岛四方机车车辆股份有限公司国家工程实验室,山东青岛266111; 2.青岛四方车辆研究所有限公司技术研究部,山东青岛266031 )摘要:从试验内容、试验载荷、试验工况组合和试验结果评定等方面对比了UIC、EN和JIS关于转向架构架强度试验的标准, 并针对我国进行转向架构架强度试验给出了一些建议。关键词:构架;静强度试验;疲劳试验;UIC515;UIC615;EN 13749;对比中图分类号:U270.331+ .8文献标识码:B 转向架构架是车辆系统上一个至关重要的承载部 件,疲劳破坏是其主要的失效形式,抗疲劳强度设计是转向架的设计重点。针对构架的静强度和疲劳强度,国外高速铁路发达国家有设计规范和试验规范,用以指导构架的设计和生产,保障其强度特别是疲劳强度的可靠性。 我国铁路经过6次大规模提速,车辆运行速度有了大规模的提高,转向架构架承受的动态载荷越来越剧烈, 其疲劳可靠性是摆在每位从事铁道车辆疲劳强度研究人员面前的一个重要课题。作为其疲劳强度研究的一个重要方面,本文将对国外高速铁路发达国家的试验标准进行对比研究。这些标准包括:

UIC 515—4—1993《铁路客车—拖车转向架—传动齿轮转向架构架结构强度试验》(以下称UIC515—4);UIC 615—4—2003《动力单元—转向架和走行装置—转向架构架的结构强度试验》(以下称UIC615—4);EN 13749—2005《铁路应用—转向架结构要求的规定方法》(以下称EN13749);JISE 4207—2004《铁路车辆—转向架—转向架构架设计通则》(以下称JISE4207);JISE 4208—2004《铁路车辆—转向架—载荷试验方法》(以下称JISE4208)。UIC515—4、UIC 615—4均是单一叙述转向架构架静强度和疲劳强度试验的标准,其中,UIC515—4针对无动力转向架,而UIC 615—4针对有动力的机车和动车转向架。 EN 13749是关于转向架构架强度设计、计算、试验和生产制造的标准,在其附录C、D中叙述了试验载荷计算方法,附录F叙述了静强度试验方法,附录G 收稿日期:2011-02- 21-,男。叙述了疲劳试验方法。该标准根据用途和特点将转向架划分为7种类型,其中类型B—I和B—II转向架的试验方法适用于客车、动车和拖车,本文的对比也是基于这2类转向架。 JISE4207、JISE

法国TGV高速列车焊接转向架构架的设计

法国TG V高速列车焊接 转向架构架的设计 Jacques Raison等(法) 提 要 介绍了法国TG V高速列车焊接转向架构架的受力情况和设计原理,并对构架进行了尺寸验证。 主题词 高速列车 转向架 构架 法国 分类号 U270.33 Abstract The design principles and loading conditions of the welded bogie frame on TG V high speed train in France are described.The dimensions of the frame are inspected. K ey w ords high speed train;bogie;frame;France Serial N o. U270.33 为普及并掌握高速列车技术,需在以下两方面改进转向架构架的设计与制造:首先是减轻构架重量以降低线路的负荷;其次是控制质量,以便在满足安全性及舒适度的前提下优化构架结构,达到节省维修保养费用的目的。转向架构架设计方面的改进经历了3个阶段。 第1阶段对转向架构架寿命期内工作的受力情况有了更深的了解。通过线路上的若干次试验,测收稿日期:1999—03—26出了转向架各连接部件产生于构架 的各种负荷、应力和加速度。 第2阶段应用了计算机的现代 化计算手段。通过一些合适的软 件,用有限元法可计算出很小尺寸 上每点的应力。单元网格尺寸与应 变仪尺寸相近,因此可在计算与试 验之间建立一种对应关系,构成数 学公式。 第3阶段获得了与生产构架使 用的材料和各种焊接方式的疲劳极 限相匹配的应力值(计算和/或实 测)。 1 转向架构架 转向架构架的主要作用是通过 悬挂装置、减振装置和传动装置,连 接轮对与车体,并传递牵引力及制 动力。 列车性能(特别是车速和载重) 的不断提高,要求降低自重,提高安 全性和舒适度以及降低维修费用, 这些因素促使法国国营铁路不断改 进机车车辆的基本部件。 加速度/(km?h-1)?s-1313减速度/(km?h-1)?s-1  常用: 317  非常: 417转向架  单拉杆式无摇枕,单元制动,固定轴距 2100mm 主电动机  三相鼠笼式异步电动机,205kW、1100V、140A、2295r/min 驱动装置  平行轴齿形联轴器(W N式),齿数比7179(109/14) 控制  VVVF逆变控制(1M控制),3点 式,含轴重移动补偿控制 制动  ATC装置连动电气指令式电空并 用制动,迟入方式(含再生、保安、 对雪制动装置) 电动空压机  C22500LB型: 2500l/min  交流电机驱动: 17kW 辅助电源  170kW DC/DC变换器  碱蓄电池DC100V250Ah 空调  4818kW、集中型、逆变控制、全自 动电机 列车无线  感应无线2重系收发式(IR)  空间波无线(SR) ATC CS2ATC装置 监控器  牵引、制动指令直列传输、故障监 控及车上检查装置综合的车辆信 息监控管理装置(TIS) 注 对雪制动装置———降雪时给予指令 后,EP阀输出40kPa~60kPa空气压力,牵引、 惰行中闸缸保持低压,使闸瓦轻压车轮踏面, 防止制动效果恶化。 陈宝印 张维国 校

转向架构架技术设计强度计算分析

2006年用户年会论文 转向架构架技术设计强度计算分析 张开林 肖守纳 [西南交通大学机车车辆研究所] 转向架构架的强度计算依据UIC 515VE 标准,并参照《高速试验列车技术条件》有关规范进行的。 1. 构架计算模型: 构架结构为中间加横梁的柜形结构,由两根侧梁、横梁、牵引横梁及前后端梁组成,构架结构示意图见图1。 构架的强度计算采用ANSYS 5.31软件完成。针对构架结构特点对构架计算模型均采用板单元进行离散。构架有限元分析计算模型的节点数为22921个,单元总数24845个,计算模型质量为3414.5kg,构架结构模型离散图见图2。 2. 计算载荷及计算工况 2.1构架基本载荷 垂向静载荷 (1) 其中:Fz-构架一侧垂向静载荷(kN) Mc-动力车总质量(t) Mb-转向架质量(t) (2) 其中: -左侧电机座垂向静载荷(kN) -电机质量(t) 模拟营运横向载荷 (3) 其中:Fy-构架模拟营运横向载荷(kN) Fz-构架一侧垂向静载荷(kN) 最大可能横向载荷 (4) g m m F b c z )2(4 1 ?= g m F d z 10 7' =)5.0(5.0g m F F b z y ?+=) 1210(0.2max g m F c y +='z F d m

2006年用户年会论文 其中:Fymax-构架最大可能横向载荷(kN) 模拟运营纵向载荷 机车以250km/h 的速度运行时的牵引力。 模拟纵向冲击载荷 (KN) (5) 由基本参数计算各载荷值如下: 2.2构架载荷组合工况 根据上述基本载荷对构架的计算工况进行组合,其组合工况见表一。 对于作用在侧梁上的垂直÷向载荷按面力考虑; 对于作用在电机座上的垂向载荷按面力考虑; 对于纵向载荷,按线载荷作用于相应的位置; b s m g F ?=3KN F KN F KN F KN F KN F KN F s y x y y z 0.721,5.120,5.746.245,2.169,3.218max max ======

基于确保疲劳强度和减轻重量的转向架构架设计-外文资料翻译

Bogie frame design in consideration of fatigue strength and weight reduction B H Parkand K Y Lee School of Mechanical Engineering,Yonsei University,Seoul,Republic of Korea The manuscript was received on 8 April 2005 and was accepted after revision for publication on 25 November 2005. DOI: 10.1243/09544097F01405 Abstract: In the development of a bogie, the fatigue strength of a bogie frame is an important design criterion. In addition, weight reduction is required in order to save energy and material .In this study, the fatigue analysis of a bogie frame by using the finite-element method is performed for various loading conditions according to the UIC standards and it is attempted to minimize the weight of the bogie frame by artificial neural network and genetic algorithm. Keywords: bogie, strength, fatigue analysis, neural network, optimization. 1 INTRODUCTION A bogie in a train is a very important structural component loaded by various forces in the rail way vehicle motion. The motion of a railway vehicle is affect by the geometry of the track, the interaction between wheels and rails, the suspension, and the inertias of component part s. In the meantime, the weight of a bogie structure should be as light as possible at higher running speed. Therefore, the strength of the bogie should be carefully calculated and analysed by the international standards such as UIC [1] and JIS [2], in order to obtain a reasonable design scheme. In the past design process, the steps of many experiments, field tests, and prototypes to improve and obtain a reasonable design required much time and high costs. In the computer-aided engineering (CAE) product design step, however,the practical use of finite- element (FE) analysis can reduce the costs and time. The FE analysis of the bogie frame was studied several times [3,4]. In addition, the bogie has a large proportion of the total weight of a vehicle. Savings of energy and material are currently design drivers towards lightweight vehicle constructions. In

转向架结构原理及基本部件

转向架结构原理及基本部件 1.转向架的作用 采用转向架可增加车辆的载重、长度和容积 转向架相对车体可自由回转,使较长的车辆能自由通过小半径曲线,减少运行阻力与噪声,提高运行速度 安装了弹簧减振装置,保证车辆具有良好的动力性能和运行品质 支承车体,承受并传递从车体至轮轨的各种载荷及作用力,使各轴重均匀分配 安装了制动装置,传递制动力,满足运行安全要求 安装了牵引电机及减速装置,提供动力,驱动轮对(或车轮),使车辆沿着轨道运行 转向架为车辆的一个独立部件,便于转向架的互换和制造、维修 2.转向架的组成及功能 轮对轴箱装置 弹簧悬挂装置 构架或侧架 基础制动装置 电机及齿轮箱装置 附件---传感器、撒砂装置、空气管路等 轮缘润滑装置 2.1轮对轴箱装置 轮对分为动力轮对和非动力轮对,动力轮对组成包括:车轮、车轴、轴箱组成、齿轮箱和牵引电机;非动力轮对包括:车轮、车轴、轴箱组成及动车驱动装置。 其作用: 轮对:引导车辆沿钢轨的运动,传递车辆的重量外,以及轮轨之间的各种作用力 轴箱与轴承装置:联系构架和轮对的活动关节,使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的平动 2.2弹性悬挂装置

减少线路不平顺和轮对运动对车体各种动态影响 2.2.1轴箱悬挂装置(也称一系悬挂装置)-在轮对与构架之间 由三个主要零部件组成:二个圆锥形弹性橡胶弹簧单元及一个基座型轴箱。一系悬挂有三个主要功能: 1.保护转向架及车辆以防从轨道上传递过多的振动荷载 2.保护车辆在指定的轨道状况下操作时不会出轨 3.达到良好的曲线性能,同时保证转向架在整个工作速度范围内的动态稳定 性。 弹簧单元安装在轴箱上,一系悬挂的纵向及横向运动由弹簧单元高径向刚度控制。起吊止挡和缓冲挡相结合限制轮对垂向偏转。橡胶弹簧具有一定的减振性能,因此不需要安装一系垂向减振器。 2.2.1 中央悬挂装置(也称二系悬挂装置)-构架与车体(摇枕)之间 二系悬挂装置由空气弹簧、高度阀及减振器等零部件组成。 二系悬挂的作用: 1.保证乘客及车体的乘坐舒适度良好 2.保证车辆轮廓在指定的、所有车辆的动态状况下保持不变。 2.3构架或侧架 转向架的基础,把转向架各零、部件组成一个整体 承受、传递各作用力及载荷 满足各零、部件的结构形状及组装的要求 2.4基础制动装置 包括带停放制动缸、手柄、闸线。 传递和放大制动缸的制动力,使闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力(即制动力)

货车转向架设计的几点思路

货车转向架设计思路 1转向架主要参数的选择与确定 1.1轴重 它主要与车辆的载重要求、线路强度,桥梁载重等级和钢轨重量等因素有关。选择轴重后可确定车轴、车轮和轴承型号。 1.2 轮型及轮径(D、E轮,φ840) 1.3通过最小曲线半径(与用户线路条件有关) 1.4最大运营速度(用户或设计要求) 1.5转向架弹簧垂向静挠度(分空重车两种状态) 一般要求尽量加大空车的静挠度,因刚度越大,自振频率越高,响应大;反之响应就小。对于一个自由度点头振动的转向架,其频率: P= 1 1 1 1M K P L 式中L1——构架长度P1——约为0.25L1 K1——一台转向架的垂向刚度(kN/m) M1——一台转向架的质量(t) 1.6弹簧定位刚度:(与斜楔角度,摩擦系数, 弹簧刚度等有关) 1.7转向架制动倍率(与车辆的整体制动要求有关) 2.转向架主要尺寸的选择与确定 3.1固定轴距 固定轴距定的小,可以减少转向架的自重,减少侧向力,降低点头振动的振幅。减轻轮缘与钢轨内侧的磨耗,可以灵活地通过曲线;但固定轴距定的太小,更换内侧闸瓦困难,检修不便,且使蛇行运动波长减少,蛇行临界速度减小。目前线路允许每延米

载荷按65KN计算,故货车固定轴距通常在1580——1850mm间。 2.2轴颈中心距(与轴型有关) 2.3旁承中心距(一般定为1520mm,对于采用弹性旁承的转向架该值影响转向架的回转阻力大小) 2.4下心盘直径 心盘直径的不断加大,主要是为了扩大承载面积。心盘载荷:按AAR标准推荐:单位面积压力为7Mpa,我国D轴心盘载荷为380KN,单位面积压力为7.3Mpa,E轴心盘载荷为455KN(下心盘直径为?356和?375),单位面积压力为6.0Mpa和5.25Mpa。为使心盘压力不超过7Mpa,可采用大心盘结构(国外已把心盘直径加到600mm ,甚至达1000mm)。 2.5下心盘面到轨面距离(看是否含心盘磨耗盘) 分自由高和空车高两种状态 2.6下心盘面旁承上平面距离(自由状态) 如是弹性旁承分自由和压缩两种状态 2.7侧架上平面到轨面距离(自由状态) 2.8轴箱下平面至轨面高(与限界有关) 3.构架型式的选择: 3.1三大件式转向架 由一个摇枕和两个侧架组成的三大件式转向架,其主要优点是结构简单,制造,检修方便,均载性较好;其缺点是两轮对有“菱形”变位,轮缘与钢轨冲角较大,蛇行运动加剧; 3.2焊接构架式转向架 由一个心盘梁(或称横梁),两个侧梁组成的称为构架式转向架,其优点是定位刚度大,几乎无“菱形”变位,故有较高的二次蛇行临

动车转向架构架疲劳强度分析

动车转向架构架疲劳强度分析 发表时间:2018-05-16T16:48:49.663Z 来源:《基层建设》2018年第3期作者:刘明伟刘永杰孙进发 [导读] 摘要:随着动车工程的不断进步与发展,研究动车转向架构架疲劳强度极为关键。 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000 摘要:随着动车工程的不断进步与发展,研究动车转向架构架疲劳强度极为关键。本文首先对相关内容做了概述,分析了构架结构和制造过程中的相关工艺,在探讨质量控制模式构建的基础上,结合相关实践经验,分别从构架制作等多个角度与方面就构架制作工艺运用遇到的难点和解决办法做了深入研究,望对相关工作的开展有所裨益。 关键词:动车转向架;构架;疲劳强度;分析 1前言 随着动车转向架应用条件的不断变化,对其构架疲劳强度分析提出了新的要求,因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨,以期用以指导相关工作的开展与实践,并取得理想效果。基于此,本文从介绍架构制造相关内容着手本课题的研究。 2构架结构和制造过程中的相关工艺探究 2.1以地铁车辆为代表的“结合型”构架 2.1.1结构特点 (1)H型结构,横梁和侧梁大件组合。(2)侧梁为U型结构。(3)轴箱弹簧座为8处阶梯平面结构,通过一系橡胶弹簧与轮对轴箱组成联接。(4)横梁结构复杂,连接转向架其他系统。 2.1.2工艺特点 结合对地铁车辆结构特点的分析,可以进一步归纳出其工艺特点,分为三个部分:一是工序具有一定的分散性。针对较为关键的位置还需要对其进行整体加工;二是要实施“一面两销”定位统一工艺基准;三是对三坐标进行全尺寸检测。 2.1.3工艺流程 首先,需要做的就是实施一次划线;其次,进行正反实施精加工;然后对其他相关一系列的工序进行有效实施;最后,才能实施全尺寸检测。 2.2以动车组为代表的“转臂式”构架 2.2.1结构特点 对转臂式构架进行分析,其结构特点主要以动车组为代表进行探究,进一步提出该结构特点分为四个部分:一是H型结构组成的大件是由横梁和侧梁组成;二是侧梁属于U型结构;三是使用转臂式轴箱体以及轴箱弹簧将其架构和轮进行连接;四是横梁在结构上具有复杂性它不仅是转向架实施牵引的骨架,同时,也在一定程度上是驱动装置的骨架。 2.2.2工艺特点 (1)工序分散,关键部位整体加工。(2)“一面两销”定位,使工艺基准统一。(3)典型部位粗、精加工进行。(4)三座标全尺寸检测。 2.2.3工艺流程 首先,需要实施一次划线,其次,要实施粗加工,然后对其他相关一系列的工序进行正反加工,最后,才能实施全尺寸检测工作。 2.2.4结构对比 “转臂式”结构的构架最复杂且性能最好。鉴于结构的复杂性和生产效率要求,使加工技术必须不断地创新和改进。因此,以下重點探讨“转臂式”结构构架上典型部位的加工技术。 3质量控制模式的构建 3.1质量管理项目划分。以ISO9000标准质量体系为总体原则,细化并增加生产环节的程序文件,如《不符合产品管理程序》《采购产品首件鉴定控制程序》《自制件首件控制程序》等。 对于同一种转向架构架,在项目启动前期,编制质量目标控制计划,在质量目标控制计划中,建立必要的检查,控制和例行试验的总体计划方案,设置过程控制质量门、生产过程中的各个监督点、控制点,可以明确相关过程、特别是关键和特殊过程控制方法、质量标准、检验方法、检验文件和检验频次。 3.2采购产品质量控制。物资供应部门负责对原材料和组装件的采购,对供应商质量管理主要包括供应商资质审核、质量合同谈判、研发制造过程控制、首件检验等,(对于不合格品,有相应的程序文件规定了详细的处置方法)、过程审核、数据分析和现场监造、质量业绩评价。 对于钢板、钢管、锻铸件,要求供应商提供符合标准的相应合格证明,入厂检也要根据设计部门出具的采购技术条件抽样进行理化试验和成分检测。 对于焊接填充材料的入厂检,由焊接实验室将焊材按照其执行标准进行各项检验,合格后出具合格报告方可进入焊接工序。 3.3人员资质控制。对焊接操作工而言,实行严格的焊工资质考试和准入制度,不仅要求焊工具备相应等级欧洲证书,正式上岗之前,还要进行施焊所属部位的工作试件考核,全部通过才允许上岗,在岗期间,也会有随机的焊工考试。这种随机的考核和严厉的准入制度,保证焊工随时具备有焊接出高水平焊缝的能力。而在管理制度上,工资奖金均和焊工的考试成绩相挂钩。 4构架制作工艺运用遇到的难点和解决办法 4.1构架制作工艺在使用时遇到的难点 构架主要有两个构成部分,所以构架制作工艺在使用时候主要容易遇到两个方面的难点:一方面,测面梁各部分的零件焊接时有困难,主要就是上面的盖板、下面的盖板、内部立板和外部立板之间,需要采用人工焊接操作,如果操作失误,相互之间连接点紧密程度有时候会出现问题,甚至导致变形,这样的话难以保证构架功能的实现,机车容易出现故障;另一方面,横梁各部分焊接过程中会遇到困难,尤其是电机的卡条与垫板两者与构架主体连接的时候,要求非常精细,这需要上一点内容的保证,如果侧面梁出现问题,那么横梁也会出现问题,遇到的主要问题就是如何保障各部分位置的正确性和精准度,而又保证误差在规定范围内,这样才能保证构架功能的整体

3E轴焊接构架式转向架

3E 轴焊接构架式转向架 1.主要结构与基本尺寸 1.1 主要结构 该转向架是在三E 轴焊接转向架基础上改制的,其心盘采用 了加大直径的平面心盘。具体结构变化是通过对构架的加强及优 化,使其不仅能满足挂运时25t 轴重的要求,而且能在施工作业 时正常轴载为26.8t 及瞬时轴载达到33.4t (活动载荷)或发生偏 载的条件下,均能保证构架不会发生塑性变形,同时加装驱动机 构,使转向架在施工作业时可牵引主机和机动平车低速自行。 该转向架主要由构架、轴箱弹簧均衡装置、驱动机构、驱动 机构吊挂装置、主动轮对、RE 2B 型轮对及353130B 轴承、基础制 动装置及可调式间隙钢旁承等组成。 1.1.1 构架 该构架由两个侧梁、一个心盘梁、两根横梁及斜楔座、导框、 均衡梁导框、双滑槽等组焊而成。是一个整体结构, 钢板材质主 要采用Q345qE(σp0.2≥345MPa)。 侧梁是由厚25mm 上、下盖板,厚12mm 双腹板等组焊而成的 箱型结构。心盘梁是由厚25mm 上、下盖板,厚16mm 双腹板等组 焊而成箱型结构。横梁也是由厚25mm 上、下盖板,厚12mm 双腹 板等组焊而成的箱型结构。 斜楔座、导框、均衡梁导框、双滑槽的材质均为ZG230-450 铸钢。

1.1.2 轴箱弹簧均衡装置 轴箱弹簧均衡装置由轴箱及座在轴箱两翼上的外内圆不等高 钢弹簧、轴箱外侧的减振磨耗板、斜楔、均衡梁、弹簧座等组成。

1.1.3 驱动机构 该机构由一级减速器及QJM 型液压驱动径向球塞马达等组 成。一级减速器由减速箱上壳体、减速箱下壳体,大齿轮、圆锥滚 子轴承32944、小齿轮、小齿轮轴、圆锥滚动轴承30314、圆锥滚 子轴承33020、拨叉定位顶杆组成等组成。 轴承33020

货车转向架焊接式构架生产工艺分析

(7)检查轴承压装曲线,应注意压装力和终止压装力是否符合技术条件的要求。 (8)仔细做好轴承压装过程中的各种记录,并保存好记录和压装曲线。 5 影响轴承压装质量的因素 (1)压装力和终止压装力的大小以及选用过盈量的大小是影响压装质量的重要因素,可根据轮对轴颈尺寸和轴承内圈的尺寸适当选配。测量器具应定期检查,测量时应注意力集中,以确保测量的每一个尺寸都正确。 (2)压装曲线的拐点前端产生抖动和终止压装力不符合要求,主要是部分轴颈表面粗糙、轴承内圈和轴颈表面不平、倒锥、摩擦力相对较大造成的。防止措施为压装前对轴颈仔细检查,粗糙度不好时,应予研磨,并均匀涂抹蓖麻油,不要有遗漏处。设备液压站、压装油缸漏油,也可造成该现象,应立即停机,检修设备,状态良好后,方可继续工作。 (3)轮对轴颈尺寸局部超差,造成过盈量大,压装时将产生抖动。避免方法是对轴颈部分多测量几处,检查上工序记录,进行修复,使之达到技术要求。 (4)压装机引伸套和轮对中心不在同一水平线,有时也会出现抖动现象。应经常检查轮对顶起装置,使设备保持良好状态。止挡环偏斜轴肩时,也会产生该现象。 6 结论 韩国轮对轴承压装技术及工艺经过实际运用,产品质量良好,具有较好的适用性和操作性,安全可靠,适合大批量生产,降低了成本,在出口车辆轮对轴承压装方面取得了较好的经验。 (收稿日期:1999-05-05) 货车转向架焊接式构架生产工艺分析 张俊秀 (齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司 161002 齐齐哈尔) 摘 要 通过对货车转向架焊接式构架生产工艺的分析,提出了较合理的工艺流程及工艺措施,从而避免或减少了构架在焊接、热处理、组装过程中的变形,确保了焊接式构架的精度。 关键词 货车 转向架 焊接式构架 工艺 变形  随着高速重载铁路运输的发展,对转向架焊接式构架的设计精度要求也越来越高。然而,由于构架是全焊接方式,焊接后必然产生较大的构架焊接变形,使组装过程中出现组装间隙,从而影响组装精度。另外,在用热处理方法消除钢板残余应力和焊接应力过程中,也都将产生一定量的变形,这对确保构架设计精度造成了很大的困难。因此通过合理的工艺手段来保证构架精度就显得尤其重要。 焊接式构架转向架核心部分是构架,要想生产出高标准的焊接构架,第一必须要有合理的工艺流程;第二对影响质量的关键工序必须要有合理的工艺方法和措施来保证。下面以齐齐哈尔铁路车辆作者简介:张俊秀,1989年毕业于大连铁道学院机械制造专业,曾负责转向架生产工艺,工程师。(集团)有限责任公司生产的25t轴重日字型焊接式构架为例对生产工艺进行分析。 1 构架主要参数 25t轴重日字型构架主要技术参数如下(参见图1和图2): (1)导框立面(A面)与弹簧承面(B面)垂直度误差为1m m。 (2)导框弹簧承面(B面)位置度误差:同一侧为1m m,对角为2m m,8个弹簧承面为3mm;8个弹簧承面与下心盘安装面的位置度误差为3mm。 (3)构架的C面位置度误差:同一侧为1mm,对角为2m m,4个面为3m m;4个面与下心盘安装面的位置度误差为3mm。 24机 车 车 辆 工 艺 2000年2月

落下孔车使用维护说明书

南车长江车辆有限公司技术文件 Technical Document of CS R Yangtze Co.,Ltd. DK23型落下孔车 使用维护说明书 ZCH152SM 南车长江车辆有限公司产品研究所 二〇一四年三月

文件代号:ZCH152SM完成日期2014年03月27日 版本号:V1密级(商)机密▲4年 项目合同号:文件总页数16 项目名称:DK23型落下孔车使用维护说明书 项目负责人:余有刚 项目组成员:刘文亮、王首雄、史春江、凌斌、向彪文、石峰、张群 项目负责部门:产品研究所 项目参与部门:工艺研究所、技术管理部、售后服务部 内容摘要: 详细说明了DK23型落下孔车主要用途、主要特点、主要技术参数与基本尺寸、基本结构与配置、使用要求、运用条件、故障判断及排除方法、使用寿命与检修周期及质量保证期等方面的内容。 发布范围: 签名年月日签名年月日描图余有刚2014.03.16工艺马世银2014.03.21拟制余有刚2014.03.16标准化彭万祥2014.03.22校核王首雄2014.03.18审核刘文亮2014.03.26主管余有刚2014.03.20批准刘凤伟2014.03.27

目录 1概述 (1) 1.1用途 (1) 1.2主要特点 (1) 1.3主要性能参数 (1) 1.4基本尺寸 (2) 1.5基本结构 (3) 2使用要求 (5) 2.1整备 (5) 2.2承载框架使用说明 (6) 2.3液压旁承装置工作原理及操作使用说明 (7) 2.4货物的装卸操作说明 (8) 2.5制动装置使用说明 (9) 2.6手制动机使用与维护说明 (9) 2.7转向架使用说明 (9) 2.8管理 (10) 2.9使用注意事项 (10) 2.10维护与保养 (10) 3运用条件 (11) 4故障判断及排除方法 (13) 5随车资料和主要备件 (13) 6寿命与检修周期及质量保证期 (15)

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