專屬機車徽像與司機室的設計研究

戚百靈

摘? 要? 著重介紹了專屬列車機車徽像的設計與司機室安裝的研究，從外觀的美觀、鋼結構的強度、輕量化、安裝方式到可靠性等進行設計與研究。

關鍵詞：HXD3D型機車;徽像設計;司機室;鋼結構

1 引言

隨著國內鐵路機車的發展和各專屬機車的更新換代，對機車的速度要求也越來越高，專屬機車換型時速160公里HXD3D電力機車，高速度、大徽像、高風阻，針對徽像設計與司機室安裝連接進行設計研究，新一代專屬機車應運而生。采用簡單化、高強度、美觀輕量化鋼結構，用最簡單的安裝結構，整體連接，增加整體強度，實現機車徽像與司機室前臉連接安裝。

2 HXD3D機車司機室設計

司機室的設計綜合考慮司機室的整體強度、美觀性、輕量化、安裝可靠性等要求來更好的設計，以安全運營，可靠性、美觀性的因素做分析研究從而充分發揮系統效能。整體的司機室設計采用proel三維設計軟件進行設計，建立整體的司機室模型。司機室分別由前臉、左右側墻、后墻以及頂蓋等組成，主要加強司機室的前臉結構，以保證安裝徽像承載的強度;司機室空調改為頂置式設計，方便空調的使用與維護。（圖1）

2.1 司機室鋼結構的設計

司機室的鋼結構由司機室左、右側墻、前臉、頂蓋、底板組焊而成。為了保證司機室前臉的強度、剛度，整體梁采用材料為Q345E的壓型槽鋼和方鋼進行設計，前臉蒙皮為6mm厚度的鋼板，同時內部設計網格式加強梁，合理的布置分散受力，外部設計法蘭式徽像安裝座，安裝座與整體徽像最大程度保持一致，以保證安裝的強度;安裝座截面與司機室蒙皮面保證貼合，采用周邊滿焊，這樣提高了組焊的精度與強度。（圖2）

3 具體實施

具體方案：以連接體為主體，兼顧司機室前臉安裝及徽像安裝;在連接體安裝內側，上、下、左、右彎板組焊成一個“法蘭式”連接體，連接體一側與徽像安裝的平面保證平面度為1，并開18個螺栓孔，另一側貼合司機室前臉合適位置，將連接體與司機室前臉蒙皮進行周邊阻焊;組焊后連接體的“法蘭面”結構與司機室形成一個直立垂直的安裝面;“法蘭面”設有18個有螺栓安裝孔（附圖2）用于徽像的安裝，在徽像與連接體連接是時中間設計有橡膠圈，用于徽像安裝與機車運用時起到減震作用;另外連接體的底部設有三個排水孔，用于排水;安裝整體徽像時螺母采用施必牢自鎖防脫螺母，緊固力矩要求220-250Nm，防止徽像在高速行駛時脫落的安全隱患，完成了徽像與機車的連接要求，保證了毛澤東號機車的安全行駛。

4計算載荷及工況

各工況的最大應力（即Von Mises應力），應力云圖見圖3。

結論：

通過對毛澤東號HXD3D型機車主席像安裝座的受力分析，考慮兩種載荷組合，采用了3個計算工況，計算了安裝座的強度，在安裝座的各部位出現的最大應力均小于材料Q235的許用應力235MPa，表明安裝座的強度滿足設計要求。

5 結語

在我們鐵路交通日益發展的今天，專屬機車是鐵路上的一道風景線，也是時代精神的象征，HXD3D機車徽像與司機室連接的成功研制，保證了徽像連接器強度，利用有限元及整合設備安裝方案的方法優化結構，進行輕量化、美觀化設計，有效減少了安裝困難和低強度風險，利用施必牢自鎖防脫螺母緊固安裝，有效防止了徽像在高速行駛時脫落的安全隱患，完成了徽像與機車的連接要求，保證了專屬機車新一代毛澤東號機車的安全行駛。并且將方案優化應用的其他專屬車型、朱德號、共產黨員號等等。為我國的專屬機車的設計做出了巨大貢獻。

參考文獻

[1] 崔笛.機車司機室的設計與綜合舒適性研究[B].大連：大連機車車輛有限公司，2011.