專用平車研究

伍月麗

（中車長江車輛有限公司常州分公司，江蘇 常州 213011）

專用平車研究

伍月麗

（中車長江車輛有限公司常州分公司，江蘇 常州 213011）

本文介紹了專用平車的技術參數、主要結構特點及計算分析試驗情況。

專用平車；結構；技術參數；試驗

長江公司常州分公司依據《馬來西亞專用平車技術規范》和客戶的使用要求設計、制造了專用平車。我公司已經完成了專用平車的設計、樣車試制、國內型式試驗及批量生產。

一、主要用途

專用平車是在馬來西亞1435mm軌距線路上運行的專用平車，該車既可以作為普通平車使用，也可以作為專用平車使用。該車作為專用平車時主要用于裝載柴油發電機組和吊機，用以裝卸鐵軌等。圖1為專用平車外觀圖。

二、主要性能參數及主要尺寸

軸重：15t；載重：40t；自重：16.5t；自重系數：0.42；最大運營速度：60km/h；最小曲線半徑：120m；限界：符合限界圖KTK-717/718-001；車輛定距（量心盤中心間距）：8800mm；車輛長度；安裝Voith車鉤：15000mm；車輛最大寬度：2890mm；地板面距軌面高（空車）：1100mm；車鉤中心線距軌面高（空車）：730mm；車輪直徑：φ840mm

圖1　專用平車外觀圖

三、主要結構特點

1.該車載重40t，自重16.5t，通過結構優化減輕了車輛自重。

2.車體中梁采用刀把式結構，滿足了車鉤距離軌面垂直高度的要求。

3.該車在使用過程中既可以裝用KD5型車鉤，又可以裝用密接式車鉤，滿足了用戶的使用要求。

4.該車采用適合潮濕、鹽份含量大環境要求的Q450NQR1耐大氣腐蝕鋼和油漆。

5.該車安裝柴油發電機和吊機的部位采用活動地板，活動地板安裝在車上時作為普通平車使用，活動地板拆卸后可以安裝發電機和吊機，作為專用平車使用，滿足了用戶的使用要求。

6.該車四周設有欄桿和芷板，防止在運行過程中貨物滑落，滿足了用戶的使用要求。

7.采用符合中國標準的空氣制動系統，滿足了用戶的使用要求。

圖2　專用平車圖

四、主要結構

專用平車主要由底架組成、風手制動裝置、三大件式轉向架、欄桿組成、車鉤緩沖裝置等部件組成。圖2為專用平車圖。

該車主要板材均采用Q450NQR1高強度耐大氣腐蝕鋼，鑄鋼件主要采用B級鋼和ZG 230-450。

1.底架組成

該車底架為全鋼焊接結構，由端梁、中梁、枕梁、側梁、大橫梁、花紋地板等組焊而成。其中：中梁由兩塊腹板和上下蓋板組成的箱型結構，腹板為魚腹型；側梁為240×80×9的槽鋼；枕梁采用變截面腹板組成的箱型結構；端梁為L型變截面結構；大橫梁為雙變截面H型結構；枕梁與端梁、枕梁與大橫梁之間設有小橫梁；側梁設有起吊座和繩栓；底架的四角裝有腳蹬和扶手；四周設有可拆卸的欄桿組成，采用鍛鋼上心盤，材質為20Mn。底架上鋪有防滑作用的花紋鋼地板，安裝發電機和吊機部位為活動花紋鋼地板。

2.風手制動裝置

風制動裝置采用雙管路系統，包含制動管路和與機車風源鏈接的總風管路。

制動管路主要由控制閥、雙向閘瓦間隙自動調整器、旋壓密封式制動缸、空重車自動調整裝置和制動管路等組成。

風制動管路采用符合中國國家標準GB/G 14976的不銹鋼鋼管。管路彎曲半徑符合相關規定。管路采用不銹鋼法蘭連接。

在車體兩側安裝具有快速制動和緩解功能的手制動機，可在車體兩側進行操作。

3.轉向架

采用適用于1435mm軌距的鑄鋼轉向架，該轉向架采用鑄鋼搖枕、側架；常接觸彈性旁承、變摩擦減振裝置、每個側架中央安裝7組彈簧和雙列圓錐滾子軸承；車輪踏面符合EN13715EPS的要求；基礎制動裝置為單側閘瓦制動。

4.車鉤緩沖裝置

該車安裝KD5型車鉤，并且提供安裝Voith密接式車鉤的接口。在車輛的使用過程中，兩種車鉤可以互相換裝。

五、有關計算分析和試驗

1.車體靜強度計算與試驗

2014年長江車輛有限公司常州分公司完成了專用平車的設計和樣車試制工作，并根據TB/T 1335《鐵道車輛強度設計及鑒定規范》和《馬來西亞專用平車技術規范》的要求，對樣車進行了計算和試驗。

1.1計算情況

計算內容：（1）垂向總載荷計算，要求最大應力小于許用應力。（2）垂向總載荷+縱向壓縮載荷+側向載荷+扭轉載荷，要求最大應力小于許用應力。（3）吊車載荷，要求最大應力小于許用應力。（4）頂車載荷，要求最大應力小于許用應力。（5）垂向彎曲剛度，要求中梁撓度滿足設計要求。

計算結果：在各種工況下，專用平車各零件材料的許用應力均大于最大應力；在垂向靜載荷作用下，中梁最大垂向位移小于標準的規定值。

1.2試驗情況

試驗內容：（1）垂向總載荷，即垂向靜載荷加垂向動載荷。車體自重和標記載重之和為垂向靜載荷。（2）空車縱向壓縮載荷，即垂向總載荷+壓縮載荷+側向載荷+扭轉載荷。（3）空車縱向拉伸載荷，即垂向總載荷+壓縮載荷+側向載荷+扭轉載荷。（4）頂車載荷。（5）垂向彎曲剛度，要求撓跨比小于等于1/900的設計要求。

試驗結論：在各試驗載荷作用下，車體各零部件測點的當量應力值均不大于其相應工況下所用材料屈服強度（281MPa），在所有試驗工況中車體均無永久變形。在垂向總載荷作用下，該車中梁最大撓度為5.1mm，撓跨比為1/1725，小于1/900。試驗結果顯示：專用平車靜強度和剛度均滿足TB/T 1335《鐵道車輛強度設計及鑒定規范》和《馬來西亞專用平車技術規范》的要求。

2.動力學計算分析

按照GB 5599-85《鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規范》的要求，采用SIMPACK仿真分析軟件對專用平車進行了動力學性能分析，其動力學特性指標為：車輛的運行平穩性、穩定性和安全性等。

計算結果如下：各性能指標為：

（1）在美國Ⅳ級線路，66km/h速度范圍內，空重車工況下橫向和垂向平穩性指標均小于4。

（2）在美國Ⅳ級線路，66km/h速度范圍內，空重車工況下，最大垂向加速度小于0.7g，最大橫向加速度小于0.5g。

（3）在空車工況時，輪軌橫向力Q、脫軌系數Q/P、輪軸橫向力H、輪重減載率△P/P最大值分別為12.99kN、0.44、14.2kN和0.42；重車工況時，輪軌橫向力Q、脫軌系數Q/P、輪軸橫向力H、輪重減載率△P/P最大值分別為28.76kN、0.45、29.5kN和0.39符合GB 5599-85的規定；空重車工況下，直線運行安全性滿足要求。

（4）車輛通過半徑為120m、曲線外超高H=0mm，半徑為150mm和、曲線外超高H=40mm，半徑，200m、曲線外超高H=40mm的輪軌橫向力、輪軸橫向力、輪重減載率、脫軌系數及傾覆系數均小于GB 5599-85的規定，滿足曲線運行安全性要求。

（5）蛇行臨界速度：空車為83km/h，重車為72km/h，運行穩定性滿足客戶最大運用速度小于60km/h的要求。

結語

專用平車的研制完全符合用戶的使用要求和馬來西亞的線路情況，獲得了用戶的全面認可，提升了公司特種平車的研發能力，為公司拓展業務打下了堅實的基礎。

[1]南車長江車輛有限公司常州分公司.馬來西亞專用平車車體靜強度試驗報告[R].

[2]南車長江車輛有限公司常州分公司.馬來西亞專用平車動力學性能計算分析報告[R].

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