意大利城際列車420A型空氣彈簧的研制

陳文海 葉 特

(株洲時代新材料科技股份有限公司 湖南 株洲 412007)

0 引言

2012年，株洲時代新材料科技股份有限公司(以下簡稱TMT公司)根據歐洲某主機廠的技術規范，開發了運用于意大利鐵路市場的某平臺轉向架空氣彈簧項目，該平臺轉向架運行速度為160 km/h,最高速度為200 km/h，1列車5節編組。TMT公司根據客戶提供的空氣彈簧主要技術要求，分析后選擇合適的氣囊和輔助彈簧結構，并應用有限元分析技術和虛擬制造技術，產品通過型式試驗驗證，一次性開發成功。

1 產品主要技術要求

1.1 空間尺寸與位移要求

充氣系統最大外徑：?560 mm；

產品充氣標準高度：(290±2)mm；

最大水平位移：±120 mm；

最大垂向位移：拉伸，50 mm；壓縮，55 mm。

1.2 產品的性能要求

產品的載荷和對應剛度要求如表1所示。

表1 空氣彈簧載荷和剛度要求

2 產品結構組成

該空氣彈簧分左右兩種結構，主要差異在于上蓋板是對稱的異形結構。根據客戶提供的接口尺寸以及性能要求，開發的 420A型空氣彈簧結構如圖1所示。

圖1 420A型空氣彈簧

該空氣彈簧主要部件分為上蓋板、扣環、氣囊、磨耗板、支撐板、錐形彈簧、層疊彈簧。其中氣囊采用大曲囊式結構，可以實現較小的垂向剛度和橫向剛度，并提供主要水平變形；輔助彈簧采用錐形彈簧和層疊彈簧組合的結構，有效降低了空氣彈簧無氣狀態下的垂向剛度，而且也可以為空氣彈簧系統提供部分水平變形的能力；磨耗板采用的是摩擦因數低于0.1的高分子復合材料聚四氟乙烯(PTFE)，保證了無氣狀態下，系統水平位移時具有較小的橫向力，減少對軌道的沖擊。……