第６期（總第１８７期）
２０１４年１２月
機械工程與自動化
ｎｏ．６
ｄｅｃ．
文章編號
鐵路起重機轉向架構架選型方案效能對比研究
趙衛，傅茂海，高新翼，謝耿昌
（西南交通大學機械．ｔ－程學院，四川成都 ６１００３１）
摘要：根據鐵道車輛強度設計及試驗鑑定規範》和起重機設計規範》，採用有限單元法對鐵路起重機轉向架兩種構架結構方案進行強度、模態分析。計算結果表明兩種方案
構架的強度、剛度均滿足要求，但因其結構侷限，方案２中的轉向架結構還需進一步改進。
關鍵詞：轉向架構架；鐵路起重機；強度分析；模態分析
中圖分類號
文獻標識碼：ａ
０ 引言
為了滿足當前鐵路運輸和事故救援的需要，按照
鐵道車輛強度設計及試驗鑑定規範》和ｇｂ／ｔ３８１ｌ一２００８（（起重機設計規範》等標準，提出了新型鐵路起重機的走行裝置設計方案，利用ａｎｓｙｓ軟體對不同結構型式的轉向架構架設計方案進行分析，在確保執行品質和提高承載能力的前提下，分析其各自的優缺點，為鐵路起重機轉向架構架的設計提供參考依據。
１轉向架方案選型設計１．１設計要求
為滿足現代鐵路運輸的需要，新型鐵路救援起重機應滿足以下基本技術要求：
（１）軌距（ｒａｍ）：
１４３５；
和旁承共同承載，制動系統採用單元整合制動方式，鉤
緩裝置位於轉向架牽引梁上。該方案容易滿足車鉤中心線高度的要求，列車縱向力通過車鉤一緩衝器一構架一心盤（或牽引銷）一車體傳遞，但心盤（或牽引銷）承受的縱向力較大。
ｉｎ幾ｎｎ
１２、ｊ
／（２）設計速度
（３）最大起重量每軸承載能力車鉤中心高度限界：滿足要求；（７）強度：滿足要求；
（８）動力學效能：滿足要求；（９）活載：滿足中活載要求；（１０）具有曲線自動調平功能。
１．２設計方案
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圖１轉向架結構方案１
１一構架；２一鉤緩裝置；３一懸掛裝置；４一軸箱裝置；
５一從動輪對；６一基礎制動裝置；７一油壓減振器；８一主動輪對
方案２主要也由構架、主動和從動輪對、閉鎖油缸
裝置、軸箱懸掛裝置、牽引裝置和基礎制動裝置等部分組成。但該方案中由於鉤緩裝置在車體底架上，且轉向架上設定了均衡梁裝置，要滿足車鉤高度８８０ ｍｍ的要求，不但車體牽引樑要製造成「刀把梁」，還需要降
根據設計要求，本文提出了兩種轉向架結構設計方案 ］，如圖１、圖２所示。
方案１為整體構架式四軸轉向架，主要由構架、主動和從動輪對、閉鎖油缸裝置、軸箱懸掛裝置、牽引裝置和基礎制動裝置等部分組成。採用心盤牽引，心盤
收稿日期修回日期
低構架的重心高度，把平直的箱型側梁改為ｕ型梁，這樣的結構有可能與單元整合制動裝置空間交叉干涉，使其整體結構不滿足限界的要求，列車縱向力直接通過車體牽引梁傳遞，心盤（或牽引銷）所受縱向力較小。
方案１中鉤緩裝置位於構架牽引梁上，這樣就保證了車鉤高度，牽引梁結構較簡單，更利於傳遞牽引力
作者簡介；趙衛（１９８７一），男，重慶銅梁人，在讀碩士研究生，主要從事機車車輛設計及理論研究。
２０１４年第６期機械工程與自動化１０９
（４）壓油的汙染；伺服電機上的編碼器實時將滑塊兩端的
（５）位移反饋給數控系統，能夠實現絕對同步；連桿機構具
則有補償力為：
有在非工進行程快速、低折彎力輸出和在工進行程低速、大折彎力輸出的非線性特性，加工效率高。
通過將折彎負載力在連桿元件（即驅動臂、擺臂、
ｆ３ｙ月一
（８）長連桿和小連桿）內部傳導而產生的分力作為補償力
一方面，省去了單獨的補償動力源；另一方面，補償力結合式（６）～式（９）可知，兩側補償載荷的大小與
的大小與折彎負載力成比例，具有極強的自適應能力偏載載荷的位置呈線性關係，靠近偏置載荷的一側補和抗偏載能力。
償力大，遠離偏置載荷的一側補償力小。通過上述分參考文獻：
析可知，本次技術方案可有效適用於偏載或半載的加
［１１田萬英，高建和，潘志華．折彎機壓力不均勻分布研究
工情況。ｅｊ］．鍛壓裝備與製造技術
４結論及展望
［２］潘殿生，潘志華，阮康平，等．數值模擬在折彎機機械補償
本文充分利用機構學、理論力學、彈性力學的研究裝置設計中的應用［ｊ］．鍛壓裝備與製造技術，２０１０（２）：
５８—６ｏ．
成果，創新地設計了一種具有撓度自適應補償功能的
［３］張志兵，余健，陸聞海．數控折彎機兩種補償機構的比較
全電伺服數控折彎機，該折彎機構思巧妙，綠色環保，
［ｊ］．鍛壓裝備與製造技術
高效節能，附加值高，極具產業化價值。
［４］武銳，高建和，方開榮．折彎機機械補償技術研究［ｊ］．機
採用普通伺服電機作為動力源，通過連桿元件的
械製造與自動化
增力作用提供所需要的折彎力，功率消耗低，消除了液
（上接第１０６頁）
參考文獻：
動模態的對比分析。分析結果表明兩方案中構架強
ｅｌｉ嚴雋耄，傅茂海．車輛工程ｆｍ］．第３版．北京：中國鐵道
度、剛度均滿足運用需要。在方案２中，為了保證車鉤
出版社，２００７．
高度，車體牽引梁將複雜化，且轉向架結構還需進一步［２３傅茂海，安琪，趙衛，等．新型１６０ ｔ鐵路起重機轉向架構
優化改進，因此，方案１中的轉向架結構型式能更好地架結構強度與剛度分析報告ｉ－ｍ］．成都：西南交通大學出版社，２０１３．
滿足大噸位鐵路起重機的使用要求。
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