(論文)新型架橋機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)最新優(yōu)秀畢業(yè)論文資料搜集嘔血奉獻(xiàn)

西南交通大學(xué) 碩士學(xué)位論文 新型架橋機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) 姓名：曾小星 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士 專業(yè)：車輛工程 指導(dǎo)教師：楊美傳 20090601 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 頁(yè) 摘要 隨著我國(guó)既有鐵路的全面提速和新建鐵路高速重載的要求，既有小噸 位橋梁鋪架設(shè)備已不能滿足鐵路架設(shè)的施工要求。為適應(yīng)客貨共線( 時(shí)速 2 0 0 公里) 鐵路簡(jiǎn)支T 型橋梁的架設(shè)需要，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新型的鐵路架橋機(jī)十 分迫切。本文正是基于鐵路跨越式發(fā)展對(duì)鋪架設(shè)備的要求，展開(kāi)對(duì)新型架 橋機(jī)的研究，具有現(xiàn)實(shí)意義和工程實(shí)用價(jià)值。 結(jié)合國(guó)內(nèi)外架橋機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有架橋機(jī)的基礎(chǔ)上， 新型架橋機(jī)繼承D J K l 4 0 和D J K l 6 0 型架橋機(jī)車輛設(shè)計(jì)思路和基本方案， 并根據(jù)高速重載鐵路橋梁鋪架的工作要求，在既有架橋機(jī)方案的基礎(chǔ)上進(jìn) 行改進(jìn)和優(yōu)化。主要改進(jìn)有加大車輛尺寸；采用帶交叉支撐裝置和常接觸 旁承的新型提速轉(zhuǎn)向架，提高車輛的運(yùn)行品質(zhì)；對(duì)心盤(pán)、從板座的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高維護(hù)性；車體架采用全鋼焊接框架結(jié)構(gòu)以及對(duì)其他主要 部件進(jìn)行設(shè)計(jì)加強(qiáng)以滿足車體強(qiáng)度和剛度要求；改進(jìn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)以增大 車輛驅(qū)動(dòng)力使新型架橋機(jī)適應(yīng)長(zhǎng)大坡道施工條件；主機(jī)及機(jī)動(dòng)車輛車體不 設(shè)中梁，采用中空、蓋板式臺(tái)面以便于發(fā)電機(jī)組和空壓機(jī)等安裝維護(hù)。新 型架橋機(jī)能適用于重量 5 8 8 4N m e r a 2 ； 4 0 。C 時(shí)a K _ _ 2 9 4 2N m c m 2 。 ( 3 ) 改進(jìn)車體制造工藝，以滿足車體強(qiáng)度剛度要求。采用了車體架預(yù)上 撓反變形工藝，解決了車輛載重時(shí)彎曲，中部下塌，端部上翹問(wèn)題，保持車 輛施工時(shí)工作臺(tái)面平直。對(duì)車體、構(gòu)架、中搖枕等主要結(jié)構(gòu)件，采取焊裝和 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 0 頁(yè) 涂漆前鋼材表面處理技術(shù)措施，規(guī)定除銹等級(jí)要求，保證焊接和涂裝質(zhì)量。 ( 4 ) 新型架橋機(jī)主機(jī)及機(jī)動(dòng)車輛走行部采用4 套Y V T Z 2 5 0 M 8 型( 3 7 k W ) 交流變頻電機(jī)及Q P L Y 5 4 5 1 6 型齒輪減速箱組成的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)齒輪 箱采用懸掛安裝方式，牽引電機(jī)與傳動(dòng)減速箱之間采用聯(lián)接法蘭和雙平鍵直 聯(lián)聯(lián)接。實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并增大車輛驅(qū)動(dòng)力，以適應(yīng)長(zhǎng)大坡道施工條件。 ( 5 ) 五軸轉(zhuǎn)向架采用R E 2 B 車軸，H E S A 輾鋼輪或者鑄鋼車輪H E Z D 和 3 5 3 1 3 0 B 滾動(dòng)軸承。四軸轉(zhuǎn)向架采用K 6 型轉(zhuǎn)向架，額定軸重增大到2 5 T ，比 D J K l 4 0 和D J K l 6 0 型架橋機(jī)增加2 5 ，大幅度提高了車輛承載能力。 ( 6 ) 車輛制動(dòng)管系采用不銹鋼制動(dòng)配件和管系，并對(duì)制動(dòng)管路安裝布置 進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)范。 ( 7 ) 主機(jī)及機(jī)動(dòng)車輛車體不設(shè)中梁，采用中空、蓋板式臺(tái)面。便于柴油發(fā) 電機(jī)組、空壓機(jī)等安裝維護(hù)。 ( 8 ) 采用大解體運(yùn)輸方案，提高車輛動(dòng)力學(xué)性能。 3 4 新型架橋機(jī)主機(jī)車輛設(shè)計(jì)方案 3 4 1 主機(jī)車輛結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 主機(jī)車輛結(jié)構(gòu)上分為車體、走行部及附加功能裝置等部分。由主機(jī)車輛 車架、五軸轉(zhuǎn)向架、四軸轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)裝置、鉤緩裝置等大部件組成。車輛 車體架采用箱體式鋼梁、全鋼焊接結(jié)構(gòu)。車體不設(shè)中梁，采用中空、蓋板式臺(tái) 面。主機(jī)車輛車體上平面設(shè)有拖粱軌道。車體內(nèi)腹安裝一臺(tái)1 5 0 k W 柴油發(fā)電 機(jī)組，車架側(cè)梁內(nèi)腔兼作燃油箱，油箱容積約3 0 0 0 L 。車體前、后兩端設(shè)鋪 架施工用液壓支腿2 組，在鋪架施工時(shí)支起液壓支腿，起減輕軸重，穩(wěn)定車 身，防止車輛彎曲下塌等作用。車輛走行部采用前五、后四軸轉(zhuǎn)向架，共設(shè) 有四根動(dòng)軸。鉤緩裝置采用1 3 B 車鉤和M T - 3 緩沖器，車輛制動(dòng)系統(tǒng)采用J Z 7 型空氣制動(dòng)機(jī)，布置于車體中空及側(cè)梁下部，手制動(dòng)裝置安裝于車輛前端。 3 。4 。2 主機(jī)車輛車架 主機(jī)車體除承載機(jī)身重量外，在架梁時(shí)起到承載機(jī)身重、梁重、和承受 牽引力，同時(shí)還有司機(jī)室、發(fā)電機(jī)組和其它設(shè)備的重力，必須具有足夠的強(qiáng) 度和剛度【1 2 】。為此，車體架采用箱型梁組成的框架結(jié)構(gòu)，車體架主要部件側(cè) 梁、枕梁、牽引梁、端梁、橫梁等均采用箱形截面，采用高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼 Q 3 4 5 B ( 1 6 M n ) 材質(zhì)。為方便柴油機(jī)、空壓機(jī)機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)等設(shè)備的安裝維護(hù)， 車體架不設(shè)中梁，采用中空、蓋板式臺(tái)面，兩側(cè)梁中間各橫梁項(xiàng)面低于側(cè)梁項(xiàng) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 1 頁(yè) 面1 0 3m m 。為適應(yīng)施工條件，車輛尺寸確定為長(zhǎng)2 8 0 0 0 m m ，度3 6 0 0 m m ，最 大高度8 4 0 m m ，定距為2 0 0 0 0 m m 。通過(guò)車輛承重受力分析計(jì)算，除加大、 加厚主要承重件尺寸外，并對(duì)以下主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)。 ( 1 ) 車體側(cè)梁采用箱型結(jié)構(gòu)，車體左右魚(yú)腹式的側(cè)梁由于荷載增加，車體 中部結(jié)構(gòu)承受吊車結(jié)構(gòu)重力和吊運(yùn)物體重力，考慮到車體載荷加重，對(duì)關(guān)鍵件 側(cè)梁腹板采用預(yù)上撓反變形工藝，組焊后尺寸為中部高8 4 0 m m ( 原7 0 0m m ) 、 尾部高3 8 0m m ( 原3 3 0 ) 、鋼板厚度1 6m m 。中部和尾部采用斜接圓弧過(guò)渡， 以減輕應(yīng)力集中。上、下蓋板進(jìn)行加厚，從2 5f i l m 增加到3 0m m ，以提高車 輛車架承載能力( 圖3 1 ) ，加強(qiáng)了車體剛度和承載能力。 口 口 圖3 1 側(cè)梁腹板 ( 2 ) 端梁在結(jié)構(gòu)上和左右側(cè)梁構(gòu)成完整車體，也是前后液壓支腿的支撐 點(diǎn)( 如圖3 - 2 ) 。 足二# 型差 ，、_ ，、 司 隔 i l 圖3 2 端梁 ( 3 ) 枕梁的作用主要是將車體、機(jī)身的重量過(guò)渡到轉(zhuǎn)向架上，同時(shí)將走 行系統(tǒng)的牽引力通過(guò)枕梁傳遞到車體。枕梁下蓋板采取凹形結(jié)構(gòu)，以降低車 j j 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 2 頁(yè) 體高度( 如圖3 3 、圖3 4 ) 。車架枕梁芯盤(pán)周圍設(shè)置8 塊加強(qiáng)筋板，上下蓋板 厚度改為2 5 r a m ( 原2 0 m m ) ，增強(qiáng)強(qiáng)度和剛度。 卜 韭L 一一 圖3 - 3 四軸轉(zhuǎn)向架枕梁 昌 高 圖3 4 五軸轉(zhuǎn)向架枕梁 ( 4 ) 牽引梁承受車鉤牽引力和由制動(dòng)引起的沖擊力，該位置不得產(chǎn)生應(yīng) 力集中現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)為圓弧過(guò)渡，以避免產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。通過(guò)靜力 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 3 頁(yè) 學(xué)計(jì)算，牽引梁改為長(zhǎng)3 5 3 8 m m ( 原1 8 3 4 m m ) 直接和枕梁連接，取消豎梁。牽 引梁底板厚度改為2 0 m m ( 原1 6 m m ) ，滿足車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求( 如圖3 5 ) 。 圖3 5 牽引梁 ( 5 ) 發(fā)電機(jī)安裝座是安裝柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組用，工作時(shí)受交變載荷沖擊力， 要求焊接光滑平整，不能有夾渣、氣孔和裂紋( 如圖3 6 ) 。 圖3 - 6 發(fā)電機(jī)安裝座 3 4 3 五軸轉(zhuǎn)向架 五軸轉(zhuǎn)向架為焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架【13 1 ，它由從動(dòng)輪對(duì)、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、主 動(dòng)輪對(duì)、旁承裝置、構(gòu)架組成、軸箱承載裝置等組成。五軸轉(zhuǎn)向架采用旁承、 心盤(pán)混合承載結(jié)構(gòu)。車體通過(guò)上下芯盤(pán)和旁承及旁承座坐落于轉(zhuǎn)向架上( 如 圖3 7 所示) 。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 4 頁(yè) 器酲麴 圖3 7 五軸轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)示意圖 ( I ) 為提高車輛承載能力，以適應(yīng)承載重量增加的要求，經(jīng)受力分析對(duì) 轉(zhuǎn)向架主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)加強(qiáng)。為此，五軸轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用整體焊接式構(gòu) 架( 見(jiàn)圖3 8 1 。它主要由側(cè)粱、橫粱、加強(qiáng)粱、中央粱、雙滑槽、導(dǎo)框、筋板 等組成。構(gòu)架寬度及旁承中心距尺寸進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，構(gòu)架側(cè)粱旁承座處增 設(shè)筋板和側(cè)板，加強(qiáng)粱尺寸向下加大，中間橢圓孔尺寸進(jìn)行調(diào)減，以增加旁 承支撐截面強(qiáng)度。中梁中央設(shè)置】組承載心盤(pán)，兩側(cè)梁上對(duì)稱設(shè)置4 組球窩 旁承，用以車體承載。 ( 2 ) 四個(gè)旁承裝配分別安裝在構(gòu)架兩個(gè)側(cè)梁上。旁承主要由旁承蓋、油 嘴、下旁承鐵、下旁承磨耗板、上旁承鐵、旁承側(cè)擋板等組成( 見(jiàn)圖3 9 ) 。上 旁承鐵為球頭形，焊裝在車體架上，下旁承為球窩形，上下旁承以球面接觸， 下旁承與下旁承鐵以平面接觸，所有接觸面都由潤(rùn)滑油加以潤(rùn)滑。 ( 3 ) 轉(zhuǎn)向架輪對(duì)車輪采用H E S A 型整體輾鋼輪和L M 磨耗型踏面，車輪 直徑8 4 0 n _ 1 r n 。車軸采用與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)K 6 型轉(zhuǎn)向架通用的R E 2 B 車軸【l ，軸距： 1 3 0 0 + 1 2 5 0 + 1 2 5 0 + 1 3 0 0 m m 。為適應(yīng)R l8 0 m 曲率半徑過(guò)軌運(yùn)輸及R 4 0 0 m 線路 施工作業(yè)要求，五軸轉(zhuǎn)向架中間輪對(duì)車輪采用薄輪緣結(jié)構(gòu)。輪對(duì)示意圖如圖 3 1 0 所示。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 5 頁(yè) 圖3 - 8 五軸轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)示意圖 圖3 - 9 旁承組成結(jié)構(gòu)示意圖 圖3 1 0 轉(zhuǎn)向架輪對(duì)結(jié)構(gòu)示意圖 ( 4 ) 軸箱裝置為承載鞍軸箱一體式結(jié)構(gòu)。軸箱彈簧上座通過(guò)均衡粱聯(lián)接， 以實(shí)現(xiàn)軸重的分配和調(diào)節(jié)。軸箱彈簧采用內(nèi)外圓簧組，在空載時(shí)，主要由外 圓彈簧承載，在運(yùn)粱工況時(shí)，內(nèi)外圓彈簧同時(shí)承載，可以增大空載時(shí)彈簧撓 度，預(yù)防車輛脫軌 1 5 】。既滿足編組運(yùn)輸時(shí)的動(dòng)力學(xué)需要，又可以滿足運(yùn)梁工 況的強(qiáng)度要求。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 6 頁(yè) ( 5 ) 牽引裝置：五軸轉(zhuǎn)向架設(shè)3 根驅(qū)動(dòng)軸，分別位于2 、4 、5 位。牽引 電機(jī)選用Y V T Z 2 5 0 M 8 型交流牽引電機(jī)，功率3 7 k W ( 用戶選型) ，牽引傳 動(dòng)裝置由交流牽引電機(jī)、牽引減速箱及其懸掛裝置等組成( 見(jiàn)圖3 - 1 1 ) 。牽引 電機(jī)與傳動(dòng)齒輪箱之間采用聯(lián)接法蘭和雙平鍵直聯(lián)方式。傳動(dòng)齒輪箱選用 Q P L Y 5 4 5 1 6 型，通過(guò)懸掛裝置及輪對(duì)車軸固定。減速箱一端通過(guò)吊桿懸掛 固定在構(gòu)架上，另一端通過(guò)減速箱大齒輪采用過(guò)盈配合壓裝在車軸上。減速 箱殼體與主動(dòng)軸采用滾動(dòng)軸承支承。牽引走行控制為變頻調(diào)速。減速箱傳動(dòng) 比為1 6 ，減速箱低速軸上設(shè)有離合器，長(zhǎng)途掛運(yùn)時(shí)離合器脫開(kāi)，將牽引電機(jī) 和車軸脫開(kāi)聯(lián)接。 1 、l ， 一 i J L t 1 1 靜b i ：l 喜呂苫t 工J C一 翻 r 、 誓 f 岬c) 廠 I 一 圖3 “牽引傳動(dòng)裝置安裝示意圖 ( 6 ) 基礎(chǔ)制動(dòng)主要由制動(dòng)梁組成、固定杠桿支點(diǎn)、制動(dòng)杠桿、下拉桿、 中拉桿、閘瓦等部件組成( 見(jiàn)圖3 1 2 ) 。采用L B 型組合式制動(dòng)粱、高摩合成 閘瓦。制動(dòng)倍率為1 2 。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 7 頁(yè) _ 自集日扈目定杠桿i _ 自杠桿十拉桿罔瓦月i 橢月A * 圖3 1 2 五軸轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置示意圖 344 四軸轉(zhuǎn)向架 圖3 1 3 四軸轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)示意圖 四軸轉(zhuǎn)向架為組合式結(jié)構(gòu)( 如圖3 - 1 3 ) ，采用1 臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)K 6 轉(zhuǎn)向架和I 臺(tái)加裝改造的轉(zhuǎn)K 6 轉(zhuǎn)向架，中間用中搖枕搭接而成。轉(zhuǎn)向架軸距 1 8 3 0 + 1 0 0 0 + 1 8 3 0r n m ，架群銷距2 8 3 0 m m 。四軸轉(zhuǎn)向架包括轉(zhuǎn)K 6 型轉(zhuǎn)向架、 中搖枕及基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等部件。 ( 1 ) 四軸轉(zhuǎn)向架設(shè)1 根動(dòng)軸，位于1 位。為適應(yīng)載重增加的要求，兩軸轉(zhuǎn) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第1 8 頁(yè) _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ - _ _ _ - _ - ，一 向架采用兩臺(tái)2 5 噸軸重的R E 2 B 車軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)K 6 型轉(zhuǎn)向架取代了原2 1 噸軸重 的轉(zhuǎn)K 2 型轉(zhuǎn)向架。四軸轉(zhuǎn)向架包括轉(zhuǎn)K 6 型轉(zhuǎn)向架、中搖枕及基礎(chǔ)制動(dòng)裝置 等部件。 ( 2 ) 四軸轉(zhuǎn)向架采用心盤(pán)承載結(jié)構(gòu)。但與五軸轉(zhuǎn)向架有所不同t 車體是 坐落于轉(zhuǎn)向架中搖枕( 圖3 - 1 4 ) J ：心盤(pán)上，車輛的承載和牽引是通過(guò)中搖枕上 心盤(pán)實(shí)現(xiàn)的。在中搖枕兩端端橫粱下部中央各設(shè)置1 組心盤(pán)，與轉(zhuǎn)K 6 型轉(zhuǎn) 向架心盤(pán)相連，在中搖枕中橫梁上部中央設(shè)置1 組心盤(pán)與車體相連，中橫梁 下部?jī)蓚?cè)對(duì)應(yīng)位置設(shè)置兩旁承座，與轉(zhuǎn)K 6 型轉(zhuǎn)向架旁承配合。為增強(qiáng)中搖 枕承載能力，經(jīng)受力計(jì)算，對(duì)中搖枕兩端的端橫梁上部及下部的鋼板采取加 厚，中粱箱形截面加寬處理，以滿足新型架橋機(jī)承載能力要求。 圖3 一1 4 中搖枕示意圖 ( 3 ) 轉(zhuǎn)K 6 型轉(zhuǎn)向架輪對(duì)車軸為R E 2 B 型，軸距1 8 3 0 m m ，軸頸中心距1 9 8 1 m m 。車輪為輕型新結(jié)構(gòu)H E S A 型輾鋼車輪。車輪直徑8 4 0 r a m 。 ( 4 ) 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置為中拉桿式單側(cè)閘瓦制動(dòng)裝置，采用L - B 型組合式制 動(dòng)梁、高摩合成閘瓦。中搖枕中央設(shè)置1 組心盤(pán)，兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置2 組旁承。 心盤(pán)中設(shè)含油尼龍心盤(pán)磨耗盤(pán)，采用J C 型雙作用常接觸式彈性旁承的結(jié)構(gòu) 型式。 五軸轉(zhuǎn)向架和四軸轉(zhuǎn)向架樣機(jī)如圖3 - 1 5 所示： 圖3 1 5 五軸轉(zhuǎn)向架和四軸轉(zhuǎn)向架樣機(jī) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 9 頁(yè) 3 4 5 主機(jī)制動(dòng)裝置 主機(jī)制動(dòng)裝置由J Z 一7 型制動(dòng)系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動(dòng)及手制動(dòng)裝置組成。 J Z 7 型制動(dòng)裝置采用單機(jī)操作型式【1 6 】，J Z 7 型制動(dòng)裝置風(fēng)源系統(tǒng)采用自 帶2 2 0 升貯風(fēng)缸的風(fēng)泵進(jìn)行供風(fēng)，采用2 5 4 2 5 4 的制動(dòng)缸，不銹鋼制動(dòng)管系， 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用高摩擦系數(shù)合成閘瓦，奧一貝球鐵襯套，L - B 型組合式制 動(dòng)梁。手制動(dòng)裝置采用N S W 型手制動(dòng)機(jī)。J Z 7 型制動(dòng)閥安裝采用固定鋼管 連接，滿足主機(jī)在發(fā)運(yùn)時(shí)司機(jī)室要往里側(cè)移，不超限，以及在工作時(shí)司機(jī)室要外 移，不妨礙軌排、橋梁通過(guò)的要求。 3 5 新型架橋機(jī)機(jī)動(dòng)車輛設(shè)計(jì)方案 3 5 1 機(jī)動(dòng)車輛結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 與主機(jī)車輛一樣，機(jī)動(dòng)車輛由車體架、五軸轉(zhuǎn)向架、四軸轉(zhuǎn)向架、空氣 制動(dòng)系統(tǒng)、鉤緩裝置等大部件組成。其車體結(jié)構(gòu)、走行部、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、 鉤緩裝置等基本相同，主要區(qū)別為機(jī)動(dòng)車輛車體長(zhǎng)度加長(zhǎng)，寬度減小，車輛 轉(zhuǎn)向架定距隨車體長(zhǎng)度加長(zhǎng)加大，不設(shè)液壓支腿，車體加裝n 型梁等。 3 5 2 機(jī)動(dòng)車輛車體 車體尺寸為長(zhǎng)3 0 0 0 0 m m ，寬3 2 0 0 m m ，最大高度1 4 8 9 m m ，轉(zhuǎn)向架定距 2 1 2 0 0 m m 。兩側(cè)梁中間各橫梁頂面低于側(cè)梁頂面1 2 3m m 。車體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)附 圖，機(jī)動(dòng)車輛車體主要設(shè)計(jì)改進(jìn)如下： ( 1 ) 車體側(cè)梁為箱型結(jié)構(gòu)，如圖3 1 6 所示，上、下蓋板進(jìn)行加厚，從2 5 m m 增加到3 0 m m 。車體左右魚(yú)腹式的側(cè)梁由于荷載增加，其車體中部結(jié)構(gòu)承受 吊車結(jié)構(gòu)重力和吊運(yùn)物體重力，考慮到車體載荷加重，對(duì)關(guān)鍵件側(cè)梁腹板采用 預(yù)上撓反變形工藝，組焊后尺寸為中部高8 4 0 m m ( 原7 0 0 m m ) 、尾部高4 0 0 m m ( 原3 5 5 m m ) 、鋼板厚度1 6 m m 。中部和尾部采用斜接圓弧過(guò)渡，以減輕應(yīng) 力集中。 口 1 0 0 k m h 時(shí)橫向平穩(wěn)性為合格。 V 1 0 0 k m h 時(shí)橫向最大加速度超過(guò)極限值。 一號(hào)車以正向通過(guò)1 8 0 m 半徑曲線，線路條件為美國(guó)5 級(jí)譜時(shí)，最大脫 軌系數(shù)發(fā)生在五軸轉(zhuǎn)向架第1 位輪對(duì)，其值為1 0 4 9 5 ，最大輪重減載率發(fā)生 在五軸轉(zhuǎn)向架第l 位輪對(duì)，其值為0 6 4 0 2 9 ，最大輪軸橫向力發(fā)生在五軸轉(zhuǎn) 向架第1 位輪對(duì)，其值為6 8 4 1 2 k N ，最大平均輪軸橫向力發(fā)生五軸轉(zhuǎn)向架第 3 位輪對(duì)，其值為1 8 0 8 8 k N 。一號(hào)車以反向通過(guò)1 8 0 m 半徑曲線時(shí)，最大脫 軌系數(shù)發(fā)生在五軸轉(zhuǎn)向架第1 位輪對(duì)，其值為1 0 7 8 ，最大輪重減載率發(fā)生 在五軸轉(zhuǎn)向架第1 位輪對(duì)，其值為O 6 4 1 6 5 ，最大輪軸橫向力發(fā)生在五軸轉(zhuǎn) 向架第1 位輪對(duì)，其值為6 9 4 3 3 k N ，最大平均輪軸橫向力發(fā)生五軸轉(zhuǎn)向架第 1 位輪對(duì)，其值為3 1 8 7 6 k N 。它們均符合G B T 1 7 4 2 6 1 9 9 8 鐵道特種車輛和 軌行機(jī)械動(dòng)力學(xué)性能評(píng)定及試驗(yàn)方法中的要求。 氣 一號(hào)車以正向通過(guò)3 0 0 m 半徑曲線，線路條件為美國(guó)5 級(jí)譜時(shí)，最大脫 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6 0 頁(yè) 軌系數(shù)發(fā)生在五軸轉(zhuǎn)向架第l 位輪對(duì)，其值為1 1 4 3 l ，最大輪重減載率發(fā)生 在五軸轉(zhuǎn)向架第1 位輪對(duì)，其值為0 6 0 7 1 5 ，最大輪軸橫向力發(fā)生在五軸轉(zhuǎn) 向架第1 位輪對(duì)，其值為6 8 9 7 3 k N ，最大平均輪軸橫向力發(fā)生五軸轉(zhuǎn)向架第 l 位輪對(duì)，其值為3 1 2 4 1 k N 。一號(hào)車以反向通過(guò)3 0 0 m 半徑曲線時(shí)，最大脫 軌系數(shù)發(fā)生在五軸轉(zhuǎn)向架第l 位輪對(duì)，其值為1 1 4 9 8 ，最大輪重減載率發(fā)生 在五軸轉(zhuǎn)向架第1 位輪對(duì)，其值為0 6 4 0 6 9 ，最大輪軸橫向力發(fā)生在五軸轉(zhuǎn) 向架第l 位輪對(duì)，其值為6 8 7 3 0 k N ，最大平均輪軸橫向力發(fā)生五軸轉(zhuǎn)向架第 l 位輪對(duì)，其值為3 0 4 7 5 k N 。它們均符合G B T1 7 4 2 6 1 9 9 8 鐵道特種車輛 和軌行機(jī)械動(dòng)力學(xué)性能評(píng)定及試驗(yàn)方法中的要求。 7 2 2 二號(hào)車結(jié)論 二號(hào)車的非線性臨界速度為1 7 0 k r n h 。 二號(hào)車五軸轉(zhuǎn)向架端的垂向平穩(wěn)性比四軸轉(zhuǎn)向架端差，而橫向平穩(wěn)性比 四軸轉(zhuǎn)向架端好。當(dāng)線路條件為美國(guó)5 級(jí)譜時(shí)，V 1 0 0 0 m 8 0 1 0 0 0 m I 也8 0 0 m 6 0 8 0 0 m 臉6 0 0 m 5 0 6 0 0 m 臉4 0 0 m 3 0 4 0 0 m R 2 3 0 0 m 2 0 3 0 0 m l 淦1 8 0 m 1 0 1 2 # N 線 15 9 群側(cè)線 1 0 復(fù)式交分( 側(cè)向) 、交叉渡線 10 為了提高機(jī)動(dòng)平車運(yùn)行穩(wěn)定性，建議在今后的過(guò)軌運(yùn)輸中，適當(dāng)增加配 重，建議配重不低于1 0 噸。 主機(jī)車輛和機(jī)動(dòng)平車車輛五軸構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架曲線通過(guò)能力相對(duì)四軸端來(lái) 說(shuō)要弱些，尤其在通過(guò)R 6 0 0 以下曲線時(shí)較為明顯，限速較低。建議今后在 架橋機(jī)五軸構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)時(shí)作進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6 3 頁(yè) 第8 章新型架橋機(jī)靜強(qiáng)度試驗(yàn) 81 概述 對(duì)新型架橋機(jī)的主機(jī)用平車車體、機(jī)動(dòng)平車用平車車體、五軸轉(zhuǎn)向架構(gòu) 架及小底架進(jìn)行了靜強(qiáng)度和剛度試驗(yàn)。 82 試驗(yàn)結(jié)果分析 8 2 1 靜強(qiáng)度試驗(yàn)分析 8 2 11 主機(jī)用平車車體 在工作狀態(tài)下，主機(jī)用平車車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試了主機(jī)掛。號(hào)柱( I 、2 號(hào)柱支承) 走行( 工況一) 、主機(jī)掛。號(hào)柱( 1 、2 號(hào)柱支承) 打支腿( 工況二) 、 主機(jī)打支腿掛。號(hào)柱前懸3 85 m ( 工況三) 、主機(jī)擺臂( 工況四) 、機(jī)臂簡(jiǎn)支 不架粱( 工況五) 、接梁( 半載) ( 工況六) 、拖梁及吊梁f 半載) ( 工況七) 、接 梁( 全載) ( 工況八) 、拖梁( 全載) ( 工況九) 、吊梁及拖梁( 全載) ( 工況十) 、 粱片橫移( 工況十一) 等十一個(gè)工況。樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)靜強(qiáng)度試驗(yàn)如圖8 - 1 所示。 圖8 - 1 新型架橋機(jī)樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)靜強(qiáng)度試驗(yàn) 在所測(cè)試工況一中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為6 43 6 M P a ，為C 5 4 測(cè)點(diǎn)： 最大壓應(yīng)力為一4 56 8 M P a ，為C 5 3 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為一3 36 8 M P a ，為 Z 4 - 1 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為7 48 9 M P a ，為Z 1 一I 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁最大 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6 4 頁(yè) 應(yīng)力為1 4 4 0 M P a ，為H 1 2 測(cè)點(diǎn)。車體在工況一中的最大應(yīng)力小于材料在工 作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4 M P a 。 在所測(cè)試工況二中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為1 1 7 2 5 M P a ，為C 2 3 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為6 7 7 9 M P a ，為C 7 2 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為4 4 8 8 M P a ，為 Z 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為1 2 3 5 9M P a ，為Z 1 1 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁最 大應(yīng)力為2 1 3 1M P a ，為H 1 2 測(cè)點(diǎn)。車體在工況二中的最大應(yīng)力小于材料在 工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況三中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為1 2 3 3 7 M P a ，為C 。5 2 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為1 7 0 0 2 M P a ，為C 5 1 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為10 1 2 3 M P a ， 為Z 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為8 0 4 0M P a ，為Z 1 1 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁 最大應(yīng)力為4 0 3 5M P a ，為H 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體在工況三中的最大應(yīng)力小于材料 在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。在該工況下，機(jī)臂前懸使得1 號(hào)柱對(duì)車 體形成下壓，2 號(hào)柱對(duì)車體上拉，在2 號(hào)柱附近形成較大的應(yīng)力，上蓋板為 拉應(yīng)力，下蓋板為壓應(yīng)力。 在所測(cè)試工況四中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為1 2 0 9 6 M P a ，為C 5 2 測(cè)點(diǎn)： 最大壓應(yīng)力為1 7 4 5 2 M P a ，為C 5 1 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為9 6 5 0 M P a ， 為z 4 一l 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為9 5 5 9M P a ，為Z 1 1 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁 最大應(yīng)力為4 1 7 4M P a ，為H 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體在工況四中的最大應(yīng)力小于材料 在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況五中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為6 0 1 3 M P a ，為C 2 3 測(cè)點(diǎn)： 最大壓應(yīng)力為7 7 0 8 M P a ，為C 7 4 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為7 2 3 8 M P a ，為 Z 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為一4 9 7 5M P a ，為z 1 2 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁最 大應(yīng)力為一2 6 8 6M P a ，為H 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體在工況五中的最大應(yīng)力小于材料在 工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況六中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為1 2 2 2 9 M P a ，為C 5 2 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為1 6 0 2 3 M P a ，為C 5 1 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為1 0 2 7 3 M P a ， 為Z 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為8 5 1 5M P a ，為Z 1 2 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁 最大應(yīng)力為3 0 1 0M P a ，為H 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體在工況六中的最大應(yīng)力小于材料 在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況七中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為2 3 5 1 4 M P a ，為C 2 3 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為1 2 3 9 2 M P a ，為C 7 4 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為1 4 5 0 2 M P a ， 為Z 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為8 5 9 7M P a ，為Z 1 2 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6 5 頁(yè) 最大應(yīng)力為5 2 3 4 M P a ，為H 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體在工況七中的最大應(yīng)力小于材料 在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況八中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為1 3 7 7 6 M P a ，為C 5 2 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為1 9 0 9 8 M P a ，為C 3 1 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為一1 1 9 0 6 M P a ， 為Z 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為1 1 0 1 0M P a ，為Z 1 2 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁 最大應(yīng)力為5 1 9 2 M P a ，為H 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體在工況八中的最大應(yīng)力小于材料 在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況九中，車體側(cè)粱最大拉應(yīng)力為2 2 7 0 8 M P a ，為C 2 ，3 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為1 0 3 5 1 M P a ，為C 3 2 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為1 3 1 2 0 M P a ， 為Z 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為6 8 8 6M P a ，為Z 2 2 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁 最大應(yīng)力為一6 3 6 7 M P a ，為H 4 一l 測(cè)點(diǎn)。車體在工況九中的最大應(yīng)力小于材料 在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況十中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為1 1 4 9 M P a ，為C 9 4 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為8 4 5 4 M P a ，為C 7 - 4 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為1 0 2 5 9 M P a ， 為z 4 2 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為7 2 6 7M P a ，為Z 2 2 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁 最大應(yīng)力為6 8 9 6 M P a ，為H 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體在工況十中的最大應(yīng)力小于材料 在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況十一中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為1 1 4 7 8 M P a ，為C 9 4 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為7 4 6 7 M P a ，為C 9 2 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大應(yīng)力為一9 8 9 3 M P a ，為 Z 4 2 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為8 4 5 8M P a ，為Z 2 2 測(cè)點(diǎn)。車體橫梁最大 應(yīng)力為6 4 4 5 M P a ，為H 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體在工況十一中的最大應(yīng)力小于材料在 工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況中，工況七和工況九車體受力最為惡劣，應(yīng)力較大。在工 況三和工況四機(jī)臂前懸及擺臂時(shí)2 號(hào)柱附近斷面應(yīng)力較大，在工況六和工況 八接梁時(shí)車體四軸端應(yīng)力較大。 在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重復(fù)每次工況所得應(yīng)力存在差異，除了線路原因( 如 不平順等) 以外，與主機(jī)四軸端和五軸端每次打輔助液壓支腿時(shí)預(yù)壓力不同 有關(guān)。從工況二打液壓支腿試驗(yàn)情況來(lái)看，試驗(yàn)時(shí)給出的預(yù)壓力明顯偏大。 從所有測(cè)試工況來(lái)看，車體所受最大應(yīng)力小于在工作狀態(tài)下材料的許用應(yīng)力。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6 6 頁(yè) 8 2 1 2 機(jī)動(dòng)平車用平車車體 在模擬現(xiàn)場(chǎng)架梁工作狀態(tài)下，機(jī)動(dòng)平車車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試了載梁( 工 況一) 、運(yùn)梁( 工況二) 、喂梁及過(guò)梁( 工況三) 等工況。 在所測(cè)試工況一中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為1 7 5 9 5 M P a ，為C 7 2 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為2 0 4 6 5 M P a ，為C 6 1 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大拉應(yīng)力為3 1 1 3 M P a ， 為Z 1 2 測(cè)點(diǎn)；最大壓應(yīng)力為2 5 8 0 M P a ，為Z 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體端梁最大應(yīng)力為 5 8 。1 0M P a ，為D 3 3 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為7 8 0 6M P a ，為z 6 2 測(cè)點(diǎn)。 車體橫梁最大應(yīng)力為2 7 6 2M P a ，為H 1 4 測(cè)點(diǎn)。車體在工況一中的最大應(yīng)力 小于材料在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在所測(cè)試工況二中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為2 0 8 5 8 M P a ，為C 7 2 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為2 4 2 6 0 M P a ，為C 6 1 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大拉應(yīng)力為3 6 9 0 M P a ， 為z 1 2 測(cè)點(diǎn)；最大壓應(yīng)力為3 0 5 9 M P a ，為Z 4 1 測(cè)點(diǎn)。車體端梁最大應(yīng)力為 6 9 9 5M P a ，為D 3 3 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為9 2 5 3M P a ，為Z 6 2 測(cè)點(diǎn)。 車體橫粱最大應(yīng)力為3 2 7 5M P a ，為H 1 4 測(cè)點(diǎn)。車體在工況二中的最大應(yīng)力 小于材料在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。車體側(cè)梁最大應(yīng)力比較接近材 料的許用應(yīng)力，在該工況下，為了保證機(jī)動(dòng)平車能夠給主機(jī)喂粱，在梁片從 運(yùn)梁平車落到機(jī)動(dòng)平車車體時(shí)，梁片伸出機(jī)動(dòng)平車五軸端過(guò)橋油頂4 m 到 4 4 m ，因此，梁片分配給五軸端的載荷大于四軸端，同時(shí)車體五軸端頭至下 心盤(pán)問(wèn)相當(dāng)于懸臂梁，在偏載的梁片重力及運(yùn)輸過(guò)程中動(dòng)荷系數(shù)共同作用下 產(chǎn)生較大的應(yīng)力。在機(jī)動(dòng)平車所有測(cè)試工況中，此工況受力最為惡劣。 在所測(cè)試工況三中，車體側(cè)梁最大拉應(yīng)力為1 7 7 3 8 M P a ，為C 6 1 測(cè)點(diǎn)； 最大壓應(yīng)力為11 2 9 7 M P a ，為C 5 4 測(cè)點(diǎn)。車體枕梁最大拉應(yīng)力為5 3 5 5 M P a ， 為Z 4 1 測(cè)點(diǎn)；最大壓應(yīng)力為一2 1 6 9 M P a ，為Z 5 。1 測(cè)點(diǎn)。車體端梁最大應(yīng)力為 4 3 7 6M P a ，為D 3 3 測(cè)點(diǎn)。車體牽引梁最大應(yīng)力為6 6 1 0M P a ，為Z 6 2 測(cè)點(diǎn)。 車體橫梁最大應(yīng)力為4 4 3 7M P a ，為H 2 1 測(cè)點(diǎn)。車體在工況三中的最大應(yīng)力 小于材料在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 從模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況來(lái)看，機(jī)動(dòng)平車車體在輔助架設(shè)梁片過(guò)程中，運(yùn)輸 梁片( 梁片伸出過(guò)橋油頂4 m 到4 4 m ) ，由于存在偏載，五軸端應(yīng)力最為惡 劣。梁片在車體上滑移到C 2 和C 6 斷面時(shí)，由于這兩個(gè)斷面抗彎模數(shù)較小， 應(yīng)力也較大。在所有測(cè)試的工況中，機(jī)動(dòng)平車用平車車體的最大應(yīng)力小于材 料在工作狀態(tài)下的許用應(yīng)力。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6 7 頁(yè) 8 2 1 3 五軸轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 在過(guò)軌狀態(tài)下構(gòu)架的合成應(yīng)力為垂向總載荷、側(cè)向力( 包括側(cè)向力作用 下的旁承增載) 和垂向斜對(duì)稱載荷共同作用下的應(yīng)力。在工作狀態(tài)下，工況 一下的構(gòu)架合成應(yīng)力為垂向總載荷、側(cè)向力( 包括側(cè)向力作用下的旁承增載) 共同作用下的應(yīng)力；工況二下的構(gòu)架合成應(yīng)力為旁承不均勻受載考慮動(dòng)荷系 數(shù)、側(cè)向力( 包括側(cè)向力作用下的旁承增載) 共同作用下的應(yīng)力；工況三下 的構(gòu)架合成應(yīng)力為垂向靜載荷作用下的應(yīng)力。 在實(shí)際最大軸重過(guò)軌狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁上下蓋板最大合成應(yīng)力為 1 0 5 7 8 M P a ，發(fā)生在C 5 1 測(cè)點(diǎn)；加強(qiáng)梁最大合成應(yīng)力為9 2 4 6 M P a ，發(fā)生在 C 1 0 2 測(cè)點(diǎn)。橫梁最大合成應(yīng)力為3 6 7 8M P a ，發(fā)生在H 1 2 測(cè)點(diǎn)。構(gòu)架最大 合成應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力2 0 4M P a 。 在工作狀態(tài)下，工況一轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁上下蓋板最大合成應(yīng)力為 1 6 6 5 3 M P a ，發(fā)生在C 5 1 測(cè)點(diǎn)；加強(qiáng)梁最大合成應(yīng)力為1 2 6 8 6 M P a ，發(fā)生在 C 1 2 4 測(cè)點(diǎn)。橫梁最大合成應(yīng)力為6 2 5 0M P a ，發(fā)生在H 1 2 測(cè)點(diǎn)。構(gòu)架最大 合成應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在工作狀態(tài)下，工況二轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁上下蓋板最大合成應(yīng)力為 2 1 7 6 2 M P a ，發(fā)生在C 5 1 測(cè)點(diǎn)；加強(qiáng)梁最大合成應(yīng)力為1 4 4 5 9 M P a ，發(fā)生在 C 1 0 。2 測(cè)點(diǎn)。橫梁最大合成應(yīng)力為6 5 5 7M P a ，發(fā)生在H 2 2 測(cè)點(diǎn)。構(gòu)架最大 合成應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 在工作狀態(tài)下，工況三轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁上下蓋板最大合成應(yīng)力為 1 3 6 7 0 M P a ，發(fā)生在C 5 1 測(cè)點(diǎn)；加強(qiáng)梁最大合成應(yīng)力為1 0 8 9 9 M P a ，發(fā)生 在C 1 2 4 測(cè)點(diǎn)。橫梁最大合成應(yīng)力為4 3 0 2M P a ，發(fā)生在H 1 2 測(cè)點(diǎn)。構(gòu)架最 大合成應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。此工況下的軸重雖然較大，但 由于靜止?fàn)顟B(tài)下不考慮動(dòng)荷系數(shù)及離心力的影響，風(fēng)力較小，忽略側(cè)向力的 影響。架橋機(jī)在鋪設(shè)線路時(shí)不會(huì)設(shè)置曲線超高，也不考慮斜對(duì)稱載荷，合成應(yīng) 力不大。 從以上分析中可以看出，五軸轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在過(guò)軌和工作狀態(tài)下，最大應(yīng) 力出現(xiàn)在工作狀態(tài)下的工況二。在過(guò)軌和工作狀態(tài)下，構(gòu)架最大合成應(yīng)力均 小于材料的許用應(yīng)力。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6 8 頁(yè) 8 2 1 4 小底架 在過(guò)軌狀態(tài)下小底架的合成應(yīng)力為過(guò)軌時(shí)垂向總載荷作用下的應(yīng)力；在 工作狀態(tài)下小底架的合成應(yīng)力為垂向靜載荷作用下的應(yīng)力。 在實(shí)際最大軸重過(guò)軌狀態(tài)下，小底架最大合成拉應(yīng)力為9 6 4 2 M P a ，發(fā)生 在Z 1 1 測(cè)點(diǎn)；最大合成壓應(yīng)力為1 2 5 5 5 M P a ，發(fā)生在Z 1 4 測(cè)點(diǎn)。最大合成 應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力2 0 4M P a 。 在最大軸重工作狀態(tài)下，小底架最大合成拉應(yīng)力為1 5 7 4 7 M P a ，發(fā)生在 Z 1 1 測(cè)點(diǎn)；最大合成壓應(yīng)力為2 0 5 0 5 M P a ，發(fā)生在Z 1 4 測(cè)點(diǎn)。最大合成應(yīng) 力均小于材料的許用應(yīng)力2 4 4M P a 。 從以上分析中可以看出，在過(guò)軌和工作狀態(tài)下，小底架應(yīng)力均小于各自 的許用應(yīng)力。 8 3 剛度試驗(yàn)分析 在工作狀態(tài)下，梁片一半的重量在主機(jī)用平車車體滑移過(guò)程中，拖梁小 車行至車體中部的載荷工況下，側(cè)梁中央的垂向位移折合額定載荷、包含車 體自重為2 7 4 2 m m 。撓跨比為2 7 4 2 2 0 0 0 0 = 0 9 6 7 0 0 1 7 0 0 ，因此，該車的撓 跨比滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求。 在工作狀態(tài)下，梁片一半的重量在機(jī)動(dòng)平車用平車車體滑移過(guò)程中，拖 梁小車行至車體中部的載荷工況下，側(cè)梁中央的垂向位移折合額定載荷、包 含車體自重為2 5 0 2 r a m 。撓跨比為2 5 0 2 2 1 2 0 0 = O 8 3 7 0 0 1 7 0 0 ，因此，該車 的撓跨比滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求。 在過(guò)軌狀態(tài)下，小底架在考慮自重情況下?lián)隙葹? 9 2 m m ，撓跨比為 0 4 7 7 0 0 ；在工作狀態(tài)下，小底架在考慮自重情況下的撓度為3 8 0 m m ，撓跨 比為0 9 4 7 0 0 。過(guò)軌狀態(tài)和工作狀態(tài)下?lián)峡绫确謩e滿足該車的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的 要求。 8 4 結(jié)論與建議 為了保證主機(jī)車體良好受力狀態(tài)，建議生產(chǎn)單位定出輔助液壓支腿提供 的理想初始預(yù)壓力，在實(shí)際施工中給予限定，以避免現(xiàn)場(chǎng)操作的隨意性。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6 9 頁(yè) 結(jié)論耋口 匕 本文根據(jù)高速重載鐵路橋梁鋪架的工作要求，結(jié)合國(guó)內(nèi)外架橋機(jī)的現(xiàn)狀 和發(fā)展趨勢(shì)，在現(xiàn)有架橋機(jī)的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化和改進(jìn)提出了新型架橋機(jī)的 設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)新型架橋機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度和動(dòng)力學(xué)計(jì)算試驗(yàn)，得到如下 結(jié)論： ( 1 ) 新型架橋機(jī)在產(chǎn)品技術(shù)方案和圖樣設(shè)計(jì)過(guò)程中，在對(duì)D J K l 4 0 型和 D J K l 6 0 型架橋機(jī)車輛全面分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，征集使用單位意見(jiàn)和建議， 對(duì)架橋機(jī)車輛的主機(jī)車輛、主機(jī)車輛車架、五軸轉(zhuǎn)向架、四軸轉(zhuǎn)向架、制動(dòng) 裝置采取了改進(jìn)和優(yōu)化措施，最終形成新型架橋機(jī)車輛設(shè)計(jì)方案。主要改進(jìn) 有加大車輛尺寸；車體架采用全鋼焊接框架結(jié)構(gòu)以及對(duì)其他主要部件進(jìn)行設(shè) 計(jì)加強(qiáng)以滿足車體強(qiáng)度和剛度要求；改進(jìn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)以增大車輛驅(qū)動(dòng)力使 新型架橋機(jī)適應(yīng)長(zhǎng)大坡道施工條件；主機(jī)及機(jī)動(dòng)車輛車體不設(shè)中梁，采用中 空、蓋板式臺(tái)面以便于發(fā)電機(jī)組和空壓機(jī)等安裝維護(hù)；采用大解體運(yùn)輸方案 以提高車輛動(dòng)力學(xué)性能；采用2 5 噸軸重交叉支撐轉(zhuǎn)向架。新型架橋機(jī)能適用 于重量1 7 0 T 、長(zhǎng)度 3 2 m 重載橋梁及以下2 2 0 1 梁、2 1 0 1 梁、9 7 5 3 梁、普通 橋梁和軌排的鋪架，同時(shí)在運(yùn)輸條件、安全系數(shù)、傳動(dòng)方式、操作性能等方 面都得到了較大的改進(jìn)和完善。 ( 2 ) 確定了新型架橋機(jī)的制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)和參數(shù)，對(duì)主機(jī)車輛及機(jī)動(dòng)車輛 以8 0 k m h 聯(lián)掛速度運(yùn)行制動(dòng)距離計(jì)算，其制動(dòng)距離分別為3 2 8 3 m 和2 6 0 m ， 小于8 0 0 m ，符合我國(guó)鐵路技術(shù)管理規(guī)定。 ( 3 ) 采用A N S Y S 有限元分析軟件對(duì)新型鐵路架橋機(jī)車體、中搖枕和構(gòu)架 的靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算分析。通過(guò)對(duì)底架結(jié)構(gòu)支腿部分等強(qiáng)度不足的地方通過(guò)修 改設(shè)計(jì)方案進(jìn)行加強(qiáng)和優(yōu)化，最終使強(qiáng)度符合要求。樣機(jī)試制后通過(guò)了車體 靜強(qiáng)度試驗(yàn)，應(yīng)力和剛度均符合鐵道車體強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范和T B T 2 9 3 9 1 9 9 9 單臂式鐵路架橋機(jī)技術(shù)條件的要求。 ( 4 ) 對(duì)新型鐵路架橋機(jī)動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行計(jì)算，一號(hào)車和二號(hào)車的非線性 臨界速度均為1 7 0 k m h ，滿足車輛穩(wěn)定性要求。車輛在速度為1 0 0 k m h 以下 運(yùn)行時(shí)垂向和橫向平穩(wěn)性以及最大加速度均符合G B T 1 7 4 2 6 1 9 9 8 鐵道特種 車輛和軌行機(jī)械動(dòng)力學(xué)性能評(píng)定及試驗(yàn)方法中的要求。 樣機(jī)試制后進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)，新型鐵路架橋機(jī)在直線工況下 9 0 k m h 試驗(yàn)速度范圍內(nèi)，脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軸橫向力、彈簧動(dòng)靜撓 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第7 0 頁(yè) 度比均符合G B T 1 7 4 2 6 1 9 9 8 鐵道特種車輛和軌行機(jī)械動(dòng)力學(xué)性能評(píng)定及試 驗(yàn)方法中的要求。曲線工況下，除機(jī)動(dòng)平車五軸端以1 5 k m h 速度通過(guò)R 2 5 0 m 曲線輪重減載率略超過(guò)限度值及通過(guò)R 2 5 0 m 和9 # 側(cè)線時(shí)輪軸橫向力超過(guò)限 度值外，其余工況下各動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)均符合要求，在適當(dāng)限速和機(jī)動(dòng)平車 五軸端增加配重的條件下可以滿足最高8 0 k r n h 運(yùn)行的穩(wěn)定性要求。 新型架橋機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能雖然達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，滿足了高速重載鐵路橋 梁鋪架的工作要求，但是仍然存在著以下不足，需要在以后的工作中持續(xù)改 進(jìn)： l 、新型架橋機(jī)在直線和曲線上最高運(yùn)行速度分別為9 0 k m h 和8 0 k m h ， 與國(guó)內(nèi)提速貨車1 2 0 k m h 的速度有不小差距，限制了新型架橋機(jī)與普通貨物 列車的連掛，對(duì)新型架橋機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)不便，以后的工作中需要對(duì)整體結(jié)構(gòu) 和走行部分進(jìn)行優(yōu)化，提高新型架橋機(jī)的最高運(yùn)行速度。 2 、主機(jī)車輛和機(jī)動(dòng)平車車輛五軸構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架曲線通過(guò)能力相對(duì)四軸端 來(lái)說(shuō)要弱些，尤其在通過(guò)R 6 0 0 以下曲線時(shí)較為明顯，限速較低。今后在架 橋機(jī)五軸構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)時(shí)需要作進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化。 3 、為了提高轉(zhuǎn)向架的可靠性、互換性和曲線通過(guò)性能，進(jìn)一步研究采用 三個(gè)三軸轉(zhuǎn)向架替代五軸和四軸轉(zhuǎn)向架的可行性。 4 、為了提高轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)性能，今后的工作需研究將電機(jī)布置在車體上 部的可行性。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第7 1 頁(yè) 致謝 在新型架橋機(jī)車輛設(shè)計(jì)及本論文的編寫(xiě)過(guò)程中，特別感謝我的指導(dǎo)老師 楊美傳教授，在整個(gè)課題的研究過(guò)程中給予的無(wú)私幫助! 在課題的進(jìn)展過(guò)程 中得到了襄樊機(jī)車廠藺邵麟總經(jīng)理、曾學(xué)斌總工程師、原南方匯通股份有限 公司蘭葉總工程師、張曉南副總工程師、吳桂平主任設(shè)計(jì)師等同志的大力支 持和幫助，在此表示感謝! 在新型架橋機(jī)車輛設(shè)計(jì)過(guò)程中，南方匯通股份有 限公司技術(shù)中心的設(shè)計(jì)組全體同志傾注了很多的心血，為主機(jī)車輛和輔機(jī)車 輛的設(shè)計(jì)成功付出了艱苦的努力，在此表示感謝! 同時(shí)感謝襄樊機(jī)車廠在新 型架橋機(jī)樣機(jī)制造、牽頭組織進(jìn)行各種分析、計(jì)算、試驗(yàn)、改進(jìn)設(shè)計(jì)等各方 面所做的艱苦細(xì)致的工作，使新型架橋機(jī)能夠順利成功開(kāi)發(fā)。感謝西南交通 大學(xué)機(jī)車車輛研究所提供的車體結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度計(jì)算分析報(bào)告! 感謝中國(guó)鐵道科 學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所提供的車體靜強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告和整機(jī)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)報(bào) 告! 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第7 2 頁(yè) 參考文獻(xiàn) 1 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