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出口阿根廷内燃动车组贯通道优化研究摘要：介绍了出口阿根廷内燃动车组贯通道结构，针对实际运行中出现的拉簧断裂故障进行了疲劳强度分析和静强度分析，分析表明拉簧材质是断裂故障的关键原因。
关键词：出口阿根廷内燃动车组贯通道拉簧故障中图分类号：文献标识码：1. 概述出口阿根廷内燃动车组项目是公司承接的阿根廷国家铁路的内燃动车项目，列车已全部交付，运行良好。
根据项目标书要求，贯通道采用折棚风挡。
其设计参照国内铁路客车用折棚风挡，能够满足防雨、防尘、隔热、隔声的运行要求。
2. 贯通道结构贯通道采用两片相同折棚风挡联结的形式，单片结构由对接装置、折棚组成、渡板装置、拉簧装置、拉杆装置、锁闭装置等构成。
通过两片折棚风挡联结，在车辆连挂处形成稳定可靠、安全舒适的贯通道。
3. 运行故障动车组运行近一年后，常出现贯通道拉簧断裂故障。
拉簧通过两端拉簧座在车体与对接框间形成有效拉压作用。
在动车组运行中，折棚风挡随车端距变化时刻在进行收缩与拉伸运动，拉簧随之进行拉压。
排除弹簧质量因素后，需对拉簧进行疲劳与静强度分析，判定拉簧是否存在设计缺陷。
可以通过曲线计算分析，确定拉簧最大伸长量后进行强度校核。
3.2拉簧最大伸长量计算计算公式：Lb=Lmax-L0 ；Lmax=A-B其中Lb—拉簧最大伸长量；Lmax—拉簧最大长度；L0—拉簧自然长度；A—拉簧座安装面间距；B—两个拉簧座总长度，为64mm；通过在不同曲线位置对比，拉簧最大伸长出现在反S曲线上。
拉簧座安装面间距为639.8mm，拉簧自然长度为360mm，计算得拉簧最大伸长量Lb为216mm。
3.3拉簧疲劳及强度校核3.3.1拉簧参数拉簧材料是碳素弹簧钢丝65Mn，要求受循环载荷作用次数在0.1～100万次，其基本参数见表1弹簧在受到拉伸载荷时，如图8所示钩环A、B点处将承受较大的弯曲应力和切应力。
对材质为60Si2Mn的拉簧进行同样强度验算，其疲劳安全系数为 S=1.35，位于许用安全系数 Sp=1.3~1.7 区间，弹簧疲劳性能有较大的提升。
1 背景铁路货车用空心轴由前苏联于1965年试制成功[1-2]，其采用45钢作材料的厚壁热轧无缝钢管制造出轴重22 t 空心车轴，安装于4轴、6轴和8轴敞车，在固定交路运送煤炭和矿石，以便经常进行监督检查。
试验列车在12年多时间共运行150万km，大约相当于加荷4亿5 000万次，未出现强度降低问题。
在此期间，前苏联继续大量制造和使用空心车轴，每年节约钢材4万～5万t，合400万～450万卢布。
试验结果表明：装用空心轴的轮对，在强度和其他一些参数方面并不逊色于装用标准实心轴的轮对。
我国原齐齐哈尔车辆厂也于1970年进行过类似试验和试制[3]，材料为40ＭnV钢。
上述实践均在速度小于100 km/h的普通货车上尝试，受当时工业制造水平和能力的制约，空心车轴并未得到推广。
20世纪末至21世纪初，随着高速客运动车组的快速发展，高速动车组空心车轴得到广泛运用。
与此同时，快捷货车的运行速度也达到160 km/h及以上（2014年7月由济南轨道交通装备有限责任公司研制的高速货车转向架在西南交通大学牵引动力国家重点实验室滚动振动试验台上跑出350 km/h的最高试验速度）。
当运行速度达到160 km/h及以上时，减轻簧下质量可有效降低轮轨作用力，减少轮轨磨损，提高车辆动力学性能，延长车辆使用寿命，且方便车轴配合部位的超声波探伤。
随着高速动车组空心车轴国产化的发展，借鉴高速动车组空心车轴生产技术、相关制造工艺、设备及检测装备，使快捷铁路货车发展空心车轴已成为可能，也为快捷货车车轴的技术发展提供现实的支撑。
2 材料车轴材质的选择应保证车轴具有足够的强度及良好的韧性，保证车轴具有足够的疲劳强度，使车轴具有较高的可靠性和使用寿命。
目前，国内外车轴材质主要采用中碳钢和低碳合金钢。
随着含碳量的增加，车轴的强快捷铁路货车用空心车轴可行性研究摘 要：合理设计空心轴，可在保证车轴强度和刚度的前提下实现车轴轻量化，降低轮轨作用力。
出口刚果载重50t棚车的研制作者：马俊峰来源：《科技创新与生产力》 2015年第6期马俊峰（太原轨道交通装备有限责任公司，山西太原 030009）摘要：介绍了出口刚果载重50 t棚车的主要性能参数与结构，进行车体静强度分析结果和车辆曲线通过校核计算，并分析了该车型的研制目标和主要技术特点。
关键词：棚车；窄轨；应力中图分类号：U270.331 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.06.107收稿日期：２０15－01－14；修回日期：２０15－04－18作者简介：马俊峰（1968-），男，山西宁武人，高级工程师，主要从事铁路车辆设计及产品检验研究，E-mail：Yuyg121@。
根据中国中工国际工程有限责任公司招标计划，太原轨道交通装备有限责任公司承接刚果棚车的研制和制造。
该棚车在轨距为1 067 mm的铁路网运营，用于港口马塔迪至首都金沙萨线路上及与其相连接的线路上行驶。
2013年7月，完成载重50 t棚车研制任务，已通过公司级技术鉴定。
1 出口刚果载重50 t棚车研制目标1）轴重18 t，载重50 t。
2）最高运行速度100 km/h。
3）车辆的设计、制造和检验符合国际铁路联盟规程（UIC）的规定。
4）制动系统按照UIC标准要求设计。
2 出口刚果载重50 t棚车用途和性能2.1 车辆用途该车供轨距为1 067 mm的窄轨铁路使用，主要用于装运免受日晒、雨雪侵袭的成件、包装、袋装货物及各种箱装、零担货物。
2.2 主要技术参数车辆载重50 t，自重22 t，轴重18 t，容积83 m3，比容为1.66 m3/t，换长1.3，自重系数0.44，通过最小曲线半径80 m，最高运行速度100 km/h，车辆长度14 440 mm，车辆定距9 600 mm，车体内长、宽、高为13 502 mm×2 414 mm×2 269 mm，门孔尺寸（高×宽）2 000 mm×2 065 mm，车辆最大宽度2 992 mm，车辆最大高度（空车）3 837 mm，车钩中心线距轨面高（空车）880 mm，固定轴距1 728 mm。
冷热工艺机车车辆工艺第5期2020年10月文章编号:1007-6034(2020)05-0012-02DOI:10.14032/j.issn.1007-6034.2020.05.005 20t轴重采轨转向架关键技术分析张建新，武进雄(中车石家庄车辆有限公司，河北石家庄051430)摘要：介绍了20t轴重米轨转向架的主要技术参数和结构，并针对该产品在研制过程中的关键技术、难点进行了分析研究，提出了相应的解决措施。
关键词：轴重；采轨转向架；关键技术；摇枕；压吨试验中图分类号：U270.33；TG164.2文献标识码：B中车石家庄车辆有限公司受国际市场某铁路公司的委托,依据双方签约的产品研发相关技术协议，目前已完成技术方案设计、计算、样机试制、试验等工作。
1米轨转向架主要技术参数20t轴重米轨转向架主要技术参数如下：轨距：1000mm;轴重:20t；自重:3.78t；最高运行速度：100km/h；通过最小曲线半径：150m；固定轴距：1750mm；车轮直径：851mm;轴颈中心距：1575mm；心盘面距轨面自由高：659mm；下心盘直径：4>3O5mm；侧架上平面至轨面的距离：781mm；基础制动倍率：6.3；限界：符合客户提供限界之规定⑴。
2米轨转向架主要结构20t轴重转向架属于三大件式转向架，由轮对及轴承装置、侧架组成、中央弹簧及减振系统、摇枕组成、旁承、基础制动装置、挡键和心盘磨耗板等部件组成，如图1所示。
2.1轮对及轴承装置采用带有注油孔的整体辗钢车轮，直径为851 mm,踏面符合Dwg.No.MM2-2029图样尺寸要求，收稿日期：2019-08-12作者简介：张建新(1977-)，男，工程师，本科。
1—滚动轴承;2—承载鞍;3—轮对;4—减振系统；5—侧架组成；6—摇枕组成;7—基础制动装置；8—中央弹簧;9一旁承；10—心盘磨耗板。
图120t轴重米轨转向架结构图材质为符合AAR M-107《碳素钢车轮》规范中的C 级钢；车轴材质为50钢，符合AAR M-101(热处理碳素钢车轴》规范中的F级钢，轮对内侧距为927 mm；轴承装置采用符合AAR标准要求的E型双列圆锥滚子轴承。
14t轴重新型米轨棚车的研制
冯仁锦
【期刊名称】《铁道车辆》
【年(卷),期】2005(043)003
【摘要】对14 t轴重新型米轨棚车的研制过程、基本结构、性能特点进行了描述,利用I-deas软件对其车体钢结构进行了结构优化设计,解决了310冷弯帽形钢中梁在结构与焊接方面存在的问题.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】冯仁锦
【作者单位】中国南车集团眉山车辆厂,技术中心,四川,眉山,620032
【正文语种】中文
【中图分类】U272.1
【相关文献】
1.出口肯尼亚20t轴重米轨铁路货车转向架研制 [J], 姚海;吴帅
2.出口苏丹米轨棚车研制 [J], 赵寿鑫;邓成尧;徐祖银;刘映安;谷美娜
3.Px型米轨棚车的研制 [J], 朱森
4.出口缅甸12t轴重米轨货车转向架研制 [J], 李松;蒋理;罗汉江;袁亮;薛海莲;
5.米轨铁路20 t轴重货车转向架的研制 [J], 武进雄; 梁涛; 张海丽; 许秀峰
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敞车所谓敞车是指具有端壁、侧壁、地板而无车顶，向上敞开的货车，主要供运送煤炭、矿石、矿建物资、木材、钢材等大宗货物用，也可用来运送重量不大的机械设备。
若在所装运的货物上蒙盖防水帆布或其他遮篷物后，可代替棚车承运怕雨淋的货物。
因此敞车具有很大的通用性，在货车组成中数量最多，目前全路共有敞车约30万辆，约占货车总数的50％以上。
主型通用敞车有C61、C62、C62A、C62B、C64K、C7 0、C70B、C70H、C76H(大秦线编组列车）等。
敞车按卸货方式不同可分为两类：—类是适用于人工或机械装卸作业的通用敞车；另一类是适用于大型工矿企业、站场、码头之间成列固定编组运输，用翻车机卸货的敞车。
中国铁路在20世纪50年代初期，中国自己设计了铆接结构、载重为30t的C1型敞车，以后又制造了一批结构与C1型类似的载重40t 的C6型。
1952年在C1型的基础上设计了载重50t的C50型敞车，从1953年试制投产后，一直生产到1976年。
1958年后，设计生产了载重为60t 的C60型。
1959年，在总结C60型的基础上设计了C13型。
1965年设计C65型，1966年投入批量生产。
在此期间，在C62型的基础上设计了C62M型敞车，并大批生产。
1979年，为了节省木材，又在C62M的基础上，设计了载重60t、容积71.6m3、构造速度为100km/h 的全钢C62A型敞车。
C62A最大特点是采用了滚动轴承轮对，提高了运行速度。
19 84年以后，改用耐候钢焊接结构，改称C62A（N）型敞车。
1988年大秦铁路一期工程开通后，专门制造了可以运用于翻车机自动卸煤的C63型敞车，后经过改进，定型为C63A型。
又设计制造了用于重载运输的CX1型敞车和CX2型低动力作用大型敞车。
这几种敞车都采用了可以旋转的车钩，在进入翻车机后，车厢可旋转180度而自动将煤卸下。
1998年，设计制造了载重76t，有效容积为82m3 的C76C型全钢浴盆运煤专用敞车；与美国合作研制了铝合金浴盆运煤专用敞车。
货车基本型号表何谓“关门车”铁路上,列车中因装载的货物按规定必须停止制动机作用的车辆,制动机临时发生故障的车辆,准许将截断塞门关闭,停止该车辆制动机作用,并须同时拉动缓解阀,排出副风缸内的风,以免因支管漏风而再次制动,这种停止制动机作用的车辆称为"关门车". （1）编入货物列车中的“关门车”数超过现车总数6%时，闸瓦压力的计算、制动效能证明书的填发，有列检作业的列车，由列检人员负责；无列检作业的列车，有运转车长执乘的，由运转车长负责，无运转车长执乘的，由车站人员负责。
（2）混合列车中乘坐旅客的车辆不准关门(运行中制动机故障，按旅客列车办理)；其它车辆中的“关门车”按1款办理。
（3）每百吨列车重量闸瓦压力不得低于该区段最低标准,为280KN。
（4）主要列检所所在站，编组始发列车中不得有故障关门车。
（5）更换机车乘务组时，制动效能证明书由到达司机交出发司机。
(6) 机车后3位内不得编挂关门车,车列中间不得连续编挂2辆关门车.车种基本型号车种基本型号棚车P 长大货物车D敞车C 毒品车W平车N 家畜车J罐车G 水泥车U保温车B 粮食车L集装箱车X 特种车T矿石车K 守车S每种货车的车号编码都有特定的范围，如下表所示。
货车车号编码表车种车号范围车种车号范围棚车3000000-3499999 保温车7000000-723199 9敞车4000000-4899999 毒品车8000000-800999 9平车5000000-5099999 家畜车8010000-803999 9集装箱车5200000-5249999 水泥车8040000-805999 9矿石车5500000-5531999 粮食车8060000-806499 9长大货物车5600000-5699999 特种车8065000-80749 99罐车6000000-6309999 守车9000000-9049999 一个完整的货车标记包括基本型号、辅助型号和车号。
出口阿根廷22t轴重准轨通用敞车的研制
阐述了出口阿根廷的22t轴重的准轨通用敞车的主要特点、技术参数、主要结构，介绍了该车静强度、疲劳及动力学分析计算和相关试验情况。
标签：通用敞车；技术参数；结构；计算分析；试验
出口阿根廷的22t轴重准轨通用敞车是济南轨道交通装备有限责任公司（以下简称济南公司）为阿根廷贝尔格拉诺货运线路改造项目研制生产配装控制型转向架的通用型敞车。
该车于2015年3月完成车辆设计；同年4月完成设计方案及技术分析文件确认；2015年5月完成样车试制、试验。
1 主要用途
22t轴重准轨通用敞车用于在阿根廷轨距1435mm铁路干线上运行，主要用于装运煤炭、矿石、建材、机械设备、钢材及木材等货物；同时具备单车运输2个20ft标准集装箱或1个40ft标准集装箱的能力。
2 主要技术参数
3 主要结构
出口阿根廷的22t轴重准轨通用敞车主要由车体、制动装置、车钩缓冲装置、转向架等部分组成（图1）。
3.1 车体
车体为整体框架式承载全钢焊接结构，主要由底架、侧墙、端墙、车门等组成。
主要型钢和板材均采用Q450NQR1高强度耐侯钢。
底架采用全钢焊接结构，由中梁、枕梁、侧梁、端梁、横梁、小横梁、纵向梁、地板等组焊而成。
中梁采用材质为YQ450NQR1的热轧310乙字型钢。
枕梁、横梁组成为板材组焊变截面箱型结构；枕梁端部设有顶车垫板。
采用240×80×8mm的冷弯槽型下侧梁。
侧梁外侧靠近枕梁处设有4个吊耳，满足重车（含转向架）整体起吊。
底架上铺6mm厚耐候钢地板。
侧墙为板柱式结构，由上侧梁、侧柱、上侧板、侧柱连铁、斜撑、侧柱加强板及侧柱内补强座等组焊而成。
上侧梁采用冷弯矩形钢管，侧柱采用帽形冷弯结构。
端墙由上端缘、角柱、横带及端板等组焊而成。
上端梁、角柱采用采用160mm×100mm×5mm的冷弯矩形钢管，横带采用断面高度为150mm的帽型冷弯型钢。
车体两侧的侧墙上各设一对侧开式侧开门及6扇上翻式下侧门。
3.2 制动装置
制动装置由空气制动装置和手制动装置两部分组成。
采用符合AAR标准的空气制动装置。
空气制动装置满足主管压力70psi（483kpa）的要求。
主要由DB-60型控制阀、保持阀、双室风缸（副风缸和紧急风缸）、EL-60型空重车阀、均衡风缸、组合式集尘器及截断塞门、10”×12”制动缸、KRD-482双向闸调器、球芯折角塞门、软管连接器等组成。
手制动装置采用手轮直径560mm的B型NSW 型手制动机。
全车制动倍率7，空车制动率在15%-32%之间，重车制动率在8.5%-10%之间，手制动制动率大于10%。
符合AAR S401-1981《制动设计要求》。
3.3 车钩缓冲装置
采用E级钢13B型下作用车钩及配套使用的13B型锻造钩尾框，合金钢钩尾销，MT-2型缓冲器。
3.4 转向架
采用1435mm轨距22t轴重的铸钢三大件控制型转向架（图2），主要由轮对组成、侧架组成、减振装置、摇枕组成、基础制动装置、弹簧悬挂装置、轴承、承载鞍、旁承等零部件组成。
该转向架采用宽斜楔，中央弹簧为两级刚度，采用常接触弹性旁承；摇枕、侧架采用B+级钢；采用符合AAR M-934标准的6″X11″E级双列圆锥滚子轴承；采用辗钢整体车轮，车轮材质为CL60，车轴材质为LZW钢；采用下拉杆制动方式、组合式制动梁、符合AAR M-926规定的AAR H4高摩合成闸瓦。
图2 阿根廷准轨控制型转向架
4 主要特点
（1）车体采用低自重、高可靠性的轻量化技术。
车辆冷弯型钢使用率占型钢品种的80%以上，通过设计合理的断面形状，优化结构重量，提高了强度储备。
通过三维设计、有限元分析计算、疲劳寿命分析预测优化结构，实现了车体轻量化设计目标。
（2）车辆满足集装箱运输工况，对集装箱角件可能覆盖的敞车地板区域进行对称性补强，提升了敞车地板对集装箱重箱角件区域的抗磕碰能力。
（3）车辆采用技术成熟的铸钢三大件式低动力作用控制型转向架，结构简单，检修方便。
（4）转向架摇枕采用双固定杠杆支点座方案，可实现转向架摇枕检修无区分互换，检修方便。
5 计算分析
5.1 车体静强度计算
济南公司利用Hypermesh 12.0和Ansys 14.5等分析软件，按照TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及鉴定规范》（以下简称“规范”）结合《阿根廷准轨通用敞车技术条件》（以下简称“技术条件”）的要求，对车体结构进行了有限元分析计。
车体结构进行了基本工况以及冲击、顶车、叉车、集装箱、均布集中载荷、对称集中载荷等的计算分析。
计算结果表明：车体结构各部位在各静强度工况下的V on Mises应力均小于对应材料的许用应力，因此车体结构的静强度满足《规范》考核标准的要求。
由于阿根廷NEFA标准中准轨车辆在第二压缩工况（3114KN）及冲击工况（3892KN）与《规范》的载荷存在差异；济南公司按照阿根廷NEFA标准进行了第二压缩工况及沖击工况校核性分析计算。
分析结果显示：在3114KN压缩和3892KN冲击组合工况下，底架上最大应力分别为284.2MPa、337.4MPa，均位于枕梁下盖板处。
以上工况均满足NEFA 标准和《规范》的要求。
5.2 车体刚度计算
在车辆垂向静载荷（敞车考虑1.15倍的雨雪增载）的作用下进行整车刚度计算分析（图3），车辆中梁挠度为3.83mm，侧梁挠度为3.40mm，满足《规范》的挠跨比要求。
车辆在集装箱工况、集载工况的刚度也均满足《规范》的要求。
5.3 疲劳寿命分析
为提高产品可靠性，济南公司对车体进行了疲劳寿命分析。
分析采用Ansys 14.5软件，以TB/T1335-1996《规范》结合AAR M 1001-2011第7章“新造货车疲劳设计”中的敞车载荷谱（垂向心盘浮沉载荷谱、纵向车钩载荷谱及车体扭转载荷谱）为依据，选用与车体结构焊接接头和焊接细节相当的疲劳S-N曲线，采用疲劳损伤理论估算车体在这些载荷下的疲劳损伤。
计算结果表明：该车车体钢结构各部位的疲劳寿命均大于500万km的设计寿命要求。
5.4 动力学分析
以GB5599-85《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》（以下简称GB/T5599）为依据，利用SIMPACK 9.5软件对该车进行了蛇行稳定性、直线运行品质及安全性、曲线通过时的安全性等性能在空车和重车时的动力学性能分析结果如下：
（1）阿根廷转向架蛇行失稳临界速度空车为133km/h，重车为115km/h，运行稳定性均满足车辆试验速度高于设计速度110%的要求。
（2）车辆在Ⅴ级谱上，运行速度在110km/h范围以内各项运行评判指标均满足GB5599-85的要求。
（3）车辆通过90m、150m和300m半径曲线时计算的各项指标均满足GB5599-85的要求。
6 试验
6.1 车辆静强度试验
参照《规范》及技术条件，济南公司对样车进行了静强度试验。
试验内容包括：纵向载荷、垂向载荷、顶车载荷、扭转载荷、散装货物侧压力、集装箱载荷、集中载荷、垂向弯曲刚度等。
经过试验，济南公司对试验数据与有限元分析结果进行了对比分析，结果显示，相同节点的试验和计算误差在2%以内，属于可接受的偏差。
证明该车的有限元分析是正确的和可以接受的。
6.2 单车试验
车辆按照单车试验大纲进行了单车试验，项点包括：充气、泄露、缓解感度、制动缸泄露、制动安定性、紧急制动、手动缓解等。
實验结果表明，制动系统各项性能均满足设计要求。
6.3 模拟曲线通过试验
济南公司在试验车间对该车在90m曲线上的弹簧压死的情况下进行试验。
试验结果显示，转向架与车体间没有发生干涉，车辆间的软管没有造成拉扯和打结现象，表明该车曲线通过能力满足设计要求。
6.4 闸瓦压力试验
济南公司对该车进行了静态闸瓦压力试验。
试验结果表明：空重车静态制动率、手制动系统重车静态制动率均满足AAR S401-1981的规定。
6.5 冲击试验
冲击试验按照《规范》及试验大纲的要求进行，由于阿根廷没有驼峰编组的工况，要求试验车钩力不小于2250KN。
在进行车钩力最大值为2500KN的试验后对车辆进行检测，未发现裂纹和焊缝开焊等永久破坏，表明该车满足设计要求。
7 结束语
济南公司研制生产的出口阿根廷的22t轴重准轨通用敞车样车通过了相关计算分析及试验的验证，证明其各项性能均满足设计要求。
参考文献
[1]济南轨道交通装备有限责任公司.阿根廷准轨通用敞车静强度、刚度及疲劳分析报告[R].2015.
[2] 济南轨道交通装备有限责任公司.阿根廷准轨通用敞车动力学分析报告[R].2015.
[3] AAR研究试验部报告R-387.关于制定疲劳设计使用的缺陷-品质判据的AAR指南的说明.2015.
[4]济南轨道交通装备有限责任公司.阿根廷准轨通用敞车冲击试验报告[R].2015.
[5]济南轨道交通装备有限责任公司.阿根廷准轨通用敞车静强度试验报告[R].2015.。
