基于城轨车辆制造的底架运输车优化改进.pdf

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1、基于城轨车辆制造的底架运输车优化改进许浩翔，黄晓蓉．王瑞典(南车株洲电力机车有限公司，湖南株洲412001)摘要：本文通过理论计算和有限元分析两种方式对底架运输车进行优化改进，使之以满足不同车型底架制造需求。关键词：城轨车辆底架优化挠度中图分类号：TH123文献标识码：B文章编号~1002—6886(2013)04-0004一o4TheUnderframeTransportVehicleimprovementBasedonMassTransitManufacturingXUHaoxiang，HUANG

2、Xiaorong，WANGRuidianAbstract：InordertoimprovetheunderframetransitvehicleSOitcanworkfordiferentproject，thisarticleexplainedhowtochoosetherightmethodsupportwithforcecalculateandanalyse．Keywords：masstransit；underframe；improvement；distortion0引言在城市轨道车辆中车体是其重

3、要组成部分，而底架又是车体的结构基础，是车体结构中的一个重要的承载部件。它不仅要承受车体本身底架上部单图1A型车底架转运示意图元和车内所有设备的重量，同时还传递车辆的牵引力和制动力，并承受运行过程中的弯曲、扭转等各种复杂载荷，其结构较为复杂，生产制造难度较大。目前底架的转运和底部阻尼浆喷涂都需要依靠底架运输车进行，底架运输车在城轨车体制造中发挥着重要角色。图2B型车底架转运示意图1总体结构2方案优化目前国内地铁可分为A型车和B型车两种类型，其中A型车底架枕梁中心距为l5．7m，B型车为克服挠度过大问题

4、必须对底架转运车方案进枕梁中心距为12．6m。两种类型底架均需通过底行优化，通过结构更改使底架运输车在承受最大载架运输车进行转运作业，转运时只需调整挂架中心荷情况下能达到最小挠度，以满足底架转运要求。距即可适应不同车型底架转运，具体方式如图1、图目前底架最重为4．88t(以下计算时按5t进行计2所示。算)，现有的底架运输车自身重力约为4．5t，其总挠当转运B型车底架时，由于受力点在两车轮内度由无载荷时自重引起的挠度和承载时的挠度总侧，底架运输车中间部位有向下挠度趋势，如挠度过和¨。．大将无法进行转运。

5、目前城轨车辆车体均有所差异，无载荷情况下，底架运输车受力情况可简化为各项目切换频繁，所以急需对现有的底架转运车设计受均布载荷的两支点简支梁受力模型，如图3。根方案进行优化，使之满足不同车型的底架转运需求。据均布载荷下简支梁挠度计算公式，自重情况下最大挠度为：4；5ql84面图3底架运输车自重受力分析简图图5底架运输车端部干涉示意图在承受静载荷情况下，底架运输车受力情况可简化为两支点固定简支梁形式进行分析，如图4。根据静载荷下简支梁挠度计算公式，自重情况下最大挠度为：=(3)图6增加车轮底架运输车干涉示

6、意图其中Od=a／L[。2．3增大惯性矩J以上可知挠度与变量：0、f、，有关，要减小可通过增大底架运输车刚性，增大惯性矩减小挠通过以下几种方案实现。度，该方案可通过三种方式进行优化。P尸2．3．1方案一1r1，在底部纵梁外侧增加工字钢，在槽钢的外侧增a加25b工字钢，增加材料的重量为1462kg，具体方．L．_案如图7。呷图4底架运输车承载受力分析简图2．1减小a或，值图7车架优化方案一结构图由于底架枕梁中心距已定，要减小口或Z只能减小两车轮距离才能实现。在实际转运中底架运输以右侧纵梁为例进行计算，以

7、纵梁承受载荷近车需要利用移车设备进行场内转运，移车设备与轨似为重力一半，纵梁惯性矩为槽钢和工字钢形成的道通过一段斜轨连接，通常斜度在8。～1O。，通过运型腔构成，各变量值如下：动模拟分析当轮距小于14800时，底架运输车端部／9=50000／4=12500N将会与移车设备干涉，如图5。由于该方案对于挠q=57000／2／17．4=1638N／m(57000为除去度变化调整有限，且会带来其他影响，不作为优化方轮对后的重力)案考虑。口=r15．2—12．6)／2=1．3m2．2增加支点Z=15．2m在底架

8、运输车底部增加车轮，通过增加支点形E：206×10Pa式减小挠度。由于移车设备连接斜轨与设备本身轨，：8．92X10～m道也存在一定夹角，导致底架运输车整体完全运行O／=a／l=0．0855至移车设备上需要经过2段斜度的轨道。经实际考察移车设备轨道可放置成水平位置，即连接斜轨与将各值代人公式得出：载重引起的挠度为：移车设备轨道夹角最大可达到8。～l0。，此时当前=25．2mm后两车轮分别运行至地面和移车设备上时，中间车自重引起的挠度为：轮将会与斜轨最高处