冶金鐵水車焊接式轉(zhuǎn)向架和鑄造式轉(zhuǎn)向架的對比分析

楊熒

摘要：轉(zhuǎn)向架是冶金鐵水車的關(guān)鍵部件，選擇正確結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向架直接關(guān)乎整個車輛的使用、安全及維護(hù)等各個方面。本文將鋼廠現(xiàn)有的焊接式和鑄造式兩種轉(zhuǎn)向架做了對比分析，以期對鐵水車轉(zhuǎn)向架的選型提供參考。

關(guān)鍵詞：焊接式 鑄造式 轉(zhuǎn)向架 鐵水車

1.背景

與鐵路車輛不同，在鋼鐵廠內(nèi)運(yùn)行的鐵水車對轉(zhuǎn)向架有著特殊的要求，如重載和轉(zhuǎn)彎半徑小等。鑄造搖枕側(cè)架式即三大件式轉(zhuǎn)向架自上個世紀(jì)50年代一直沿用至今，隨著車輛載重持續(xù)增加，這種轉(zhuǎn)向架的弊端日趨明顯且一直未能解決。

本著將鐵路車輛的成熟技術(shù)引入冶金運(yùn)輸車輛，進(jìn)而形成冶金運(yùn)輸車輛技術(shù)升級的理念，自2008年起，我公司召集鋼鐵設(shè)計院及生產(chǎn)廠家共同開展了對冶金鐵水車焊接式轉(zhuǎn)向架的研發(fā)，目前已取得成功，并在南方各大鋼鐵廠推廣應(yīng)用。

2. 兩種轉(zhuǎn)向架主要性能對比

2.1 輪軌間作用力

車輛輪軌間作用力的大小直接決定了車輪與鋼軌磨耗大小，也就決定了車輪與鋼軌的使用壽命。對于大軸重的鐵水車而言，其本身軸重就高，車輪與鋼軌的磨耗量也遠(yuǎn)大于普通車輛，因此選擇合適的轉(zhuǎn)向架來盡可能的降低車輛輪軌間作用力就顯得格外重要。

焊接式轉(zhuǎn)向架采用焊接一體式剛性構(gòu)架，由于采用軸箱彈簧懸掛（見圖一），其簧下質(zhì)量僅為一條輪對和兩個軸箱的重量，從而大大減小了輪軌間作用力。

鑄造式轉(zhuǎn)向架采用的是中央彈簧承載方式（見圖二），其簧下質(zhì)量為兩個輪對、兩個鑄鋼側(cè)架和四個承載鞍的重量，其簧下質(zhì)量比焊接式轉(zhuǎn)向架大2倍還多，因此鑄造式轉(zhuǎn)向架的輪軌間作用力相對比焊接式轉(zhuǎn)向架要大的多。

2.2小曲線通過性能

鋼鐵廠由于場地及環(huán)境的限制，線路中小曲線比較多，常年運(yùn)行下來，這種環(huán)境對輪軌的磨耗及車輛運(yùn)行的安全性影響非常大。因此，尤其對于大軸重的鐵水車而言，選擇合適的轉(zhuǎn)向架也非常關(guān)鍵。

車輛的曲線通過性能由車輛和轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)尺寸、轉(zhuǎn)向架彈簧懸掛減振性能以及轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)阻力矩來決定。在車輛和轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)尺寸同等的條件下，如何優(yōu)化轉(zhuǎn)向架彈簧懸掛減振性能就顯的尤為重要。對于鐵水車轉(zhuǎn)向架彈簧懸掛來說，選擇合理的彈簧剛度，適當(dāng)增加彈簧撓度，則可以有效改善車輛的曲線通過性能。

由于焊接式轉(zhuǎn)向架采用了軸箱彈簧懸掛裝置，軸箱彈簧作為一系懸掛，這使得軸箱彈簧的選擇和設(shè)計，縱、橫向定位剛度的選取，導(dǎo)框與軸箱之間游動間隙的優(yōu)化更為容易，進(jìn)而在保證車輛的直線運(yùn)行穩(wěn)定性的條件下，有效地改善了車輛的小曲線通過性能。由于適當(dāng)增加了一系懸掛的垂向靜撓度，不但有效改善了車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性及穩(wěn)定性，同時還降低了輪軌間的作用力，使鋼軌和道床得到了有效地保護(hù)，提高了軌道的使用壽命。

鑄造式轉(zhuǎn)向架一是因減震彈簧布置在搖枕和側(cè)架之間，受空間所限，增加彈簧撓度不易實(shí)現(xiàn);二是輪對與側(cè)架的聯(lián)結(jié)采用了承載鞍，而承載鞍與側(cè)架的關(guān)系為鋼性聯(lián)結(jié)，這非常不利于輪對在小曲線上的運(yùn)行。而焊接式轉(zhuǎn)向架采用的是軸箱彈簧懸掛裝置，軸箱與構(gòu)架的關(guān)系為彈性聯(lián)結(jié)，輪對具有良好的橫向運(yùn)動性能，可以有效減小輪對與鋼軌在曲線上的運(yùn)行沖角，從而改善了車輛的小曲線通過性能。

2.3 回轉(zhuǎn)阻力矩

轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)阻力矩對車輛的曲線通過性能影響也比較大，為減小轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)阻力矩，一是改善上、下心盤間的潤滑可以取得比較好的效果。二是采用滾子軸式旁承，變滑動摩擦為滾動摩擦，可以明顯的減小轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)阻力矩，從而改善車輛的曲線通過性能。

3. 結(jié)論

綜上所述，對于大軸重的鐵水車采用焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架在結(jié)構(gòu)上比鑄造式轉(zhuǎn)向架具有輪軌間作用力小、小曲線通過性能好和回轉(zhuǎn)阻力矩小等優(yōu)點(diǎn)。

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