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KM_70_型煤炭漏斗车局部改进设计_谢剑锋

来源：帮我找美食网

　设计制造

文章编号:100227602(2009)0820018202

铁道车辆　第47卷第8期2009年8月　

KM70型煤炭漏斗车局部改进设计

谢剑锋,刘文胜

(太原轨道交通装备有限责任公司产品开发部,山西太原030009)

摘　要:介绍了KM70型煤炭漏斗车局部改进设计的主要内容,叙述了其侧墙观察孔结构优化设计结果及冲击试验情况。

关键词:煤炭漏斗车;改进;冲击试验中图分类号:U272.6+2　　　文献标识码:B

　　太原轨道交通装备有限责任公司(以下简称太原公司)针对制动管系法兰接头部位容易泄露等问题,在对既有铁路货车装用的压紧式快装管接头进行全面调研的基础上,完成了KM70型煤炭漏斗车空气制动装置和风控管路装置装用的压紧式快装管接头的设计。同时,根据用户反馈意见和运用部门的建议,对KM70型煤炭漏斗车车体附属设施和局部结构进行了改进设计。2008年4月,太原公司完成了KM70型煤炭漏斗车改进型样车的试制工作。2008年5月,样车通过了铁道部运输局和科技司组织的技术审查。2008年6月,委托四方车辆研究所在北京二七车辆有限公司冲击试验线对KM70型煤炭漏斗车改进型样车进行了冲击试验。

　　风控管路装置由操纵阀、给风调整阀、储风缸、风表、球阀及风管等组成。管路接头采用压紧式快装管接头。1.2　空气制动装置和风控管路装置的主要特点(1)根据快装管接头的使用要求,在与快装管接

头连接的所有制动管上以及与各风缸或制动配件连接的快装管接头风管末端均采用支架和管夹来固定。为保证快装管接头的运用可靠性,并使支架和管夹的布置不影响快装管接头的安装和拆卸,支架与风管末端的距离一般在100mm～150mm之间。固定同一管接头的支架均焊接在振动状况相同的部件上。

(2)为保证接头两端支架的平行度,在不影响快装管接头安装和拆卸的前提下,固定快装管接头的支架采用一体式,以保证其使用效果和长期运用可靠性。图1和图2分别为三通接头和制动主管接头采用一体式支架固定示意图。

(3)采用坐式120型控制阀、50mm×11mm双室风缸;各风缸的吊架均为坐式,以减小风缸振动对管路的影响,并改善各风缸吊架的受力状况。

(4)为充分满足模块化组装的要求,对空气制动装置进行了重新布置(图3)。将120型控制阀、限压阀、制动缸、50mm×11mm双室风缸、组合式集尘器、17L风缸及连接管系集成在一个模块内部,在给制动配件的装卸作业留有足够操作空间的前提下,尽可能减少制动管系的长度以及弯管和管接头的数量。

1　空气制动装置和风控管路装置改进设计

1.1　主要配置

空气制动装置主要由坐式120型控制阀、直径为305mm的整体旋压密封式制动缸、不锈钢嵌入式储风缸、改进的ST2—250型双向闸瓦间隙自动调整器、具有自防盗功能的KZW—A型空重车自动调整装置等组成。采用不锈钢制动管系、组合式集尘器、球芯折角塞门,采用编织制动软管总成、尼龙管卡垫、奥2贝球铁衬套等。管路接头采用压紧式快装管接头。

收稿日期:2009202227

作者简介:谢剑锋(19662),男,高级工程师。

5　结束语

通过上述改进,使得青藏高原DC600V大功率发电车的控制系统不断完善,控制功能不断加强,为高原旅客列车的安全运营提供了强有力的保障,而且为后续高原发电车的设计、制造提供了研发经验、制造经・18・

验和运用经验。

需要指出的是,若在现有的基础上适当加大控制柜、整流装置的空间,调整布局,就会更加有效地减少由于散热所带来的不利影响,从而可以更好地提高青藏高原发电车电气系统的稳定性、可靠性。

(编辑:颜　纯)

　KM70型煤炭漏斗车局部改进设计　谢剑锋,刘文胜

2　车体附属设施和局部结构改进设计

为方便运用和检修,对KM70型煤炭漏斗车车体附属设施和局部结构进行了改进设计。

(1)应用可靠性设计理念,通过有限元分析,对大应力部位的连接节点进行优化设计,改善应力分布,降低节点应力,提高结构可靠性和整体承载强度。

(2)取消底架枕内钢地板,以方便对底门开闭机构、制动装置及转向架进行检查和维护。

(3)在底架两端设置安全栏杆,以提高操作安全性。

(4)在侧墙两端开设观察孔,以方便观察制动缸活塞行程。

(5)对扶梯的梯阶和立柱进行人性化设计,使之更方便工作人员攀登。(6)加长漏斗端板的长度,减小底门与门孔间隙,同时增强漏斗端板与侧梁的连接强度,降低局部应力。

(7)下部传动轴采用空心钢管,减轻了下部传动轴的重量。

(8)减速器输入轴闷盖与输入轴之间的密封材料采用橡胶油封,改善其密封效果。

3　侧墙观察孔结构优化

采用有限元分析和拓扑优化技术对侧墙观察孔结构进行了优化设计,并将4种不同结构的观察孔(原设计观察孔、三角形观察孔、长圆孔形观察孔、圆形观察孔)的应力分布情况与原KM70型煤炭漏斗车进行了对比分析。各工况下车体结构的有限元计算结果及有关应力数据表明,采用4种不同结构观察孔方案的车体静强度均满足TB/T1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》的要求,观察孔处和车体结构各处的合成应力均小于其所用材料在相应工况下的许用应力。

分析结果表明,侧墙上开观察孔对整车的应力分布状况影响不大,对侧墙和枕梁上部侧柱的强度基本上没有影响。采用不同结构的观察孔方案时,车体重点考核部位应力相差最大的为34MPa,最小的仅为1MPa,枕梁下盖板折弯处在第一工况拉伸组合下应力

　　(5)为方便运用和检修,将限压阀布置在120型控制阀一侧。

(6)与传感阀连接的DN10支管采用沿垂向可调整高度的支管吊来固定,以满足在测重机构安装座处加工艺垫板(厚度不大于10mm)来调整传感阀触头高度的需要。

(7)增加传感阀、17L风缸和限压阀之间的DN10支管管吊数量,以避免因踩踏变形而影响密封效果。

(8)双向作用风缸前盖和缸体的风管接口均采用法兰接头,以方便制造和检修。

(9)主要模块内底架附属件可采用整体定位方式。

变化仅为3MPa。

为方便不同身高的列检人员观察制动缸活塞行程,同时兼顾侧墙板强度和整车美观要求,选择了440mm×300mm的长圆孔形状的观察孔结构(图4)。该结构的面积比原设计结构面积减小了82%,在垂向总

(下转第37页)

・19・

　红外线双角度探测方式的升级改造　杜锦程,安晓波,曹　郁,等

表1　沪昆线内探、外探和双探预报强热、激热的兑现率统计

探头探测方式设备数量/套统计时间

强热、激热预报拦停数/辆换轮数/个兑现率/%

外探

2006212—2007204

11686.9

内探

292008204—12

23521.7

双探

262008204—12

15426.7

　　从表1可以看出,与外探相比,内探和双探的热轴预报兑现率明显提高,但由于目前双探的预报仍以内探为主,故与内探相比,双探兑现率没有明显提高。4.3　特殊车种的预报

2008年4月—12月双探设备的数据统计中,双探

车辆存在缓解不良或抱闸时,产生热轮辐射的热能可

能引起红外线内探的热轴预报,但是外探则不会发生这种情况。在实施双探时,可以通过内外探温升差、波形特征等识别抱闸车造成的热轴。下一步将着重对抱闸车的轴温波形进行统计、分析,寻找规律,形成系统对抱闸车的认知能力。设备外探预报货车热轴7个,其中对C61Y、X1K和D型货车等特殊车种的轴承预报热轴3个。2008年6月19日,51辆编组货物列车于20时54分通过东乡上行和21时31分通过鹰西上行时预报机后49辆左3轴微热热轴2个(X1K型货车轴承),经轴承分解发现后密封罩内和后列滚子大端面油脂呈浅红色。

6　结束语HTK—499型红外线探测设备与统型机相比,虽

然个别技术指标有些差异和不足,但主要的技术指标都相当,并且有其优势:一是经过多年运用和不断的完善,设备性能相对成熟,室内主机系统稳定可靠;二是现场维修能力和维修手段较完备。在大力推广使用统型机的同时,对既有旧型红外线设备进行升级改造,充分挖掘旧型设备的潜力,可以在较少的投入下较大幅度地提升既有旧型设备综合性能,让红外线新技术在更大范围内得到推广和应用,在提高设备性能、满足运输生产需要的同时延长旧设备的淘汰年限,减少设备更新改造的投入。

(编辑:郭　晖)

5　存在的问题

5.1　热轴跟踪问题

由于资金所限,只对沪昆线红外线58套中的26

套进行了改造,改造设备与未改造设备基本按“内探—双探—内探—双探”的方式间隔布置,双探中的外探无法实现轴温连续跟踪。该问题在2009年对沪昆线其余32套设备进行双探改造后将得到解决。5.2　热轮

从实际的运用中发现,内探扫描位置距车轮近,当(上接第19页)

载荷、侧压力及纵向拉伸力的共同作用下,侧墙观察孔圆弧处的应力为166MPa,比原设计结构的应力(248MPa)降低了33%,车体其他部位在不同的计算工况下合成应力相差较小。

4　车辆冲击试验

为了验证增加观察孔后车体的冲击强度,2008年6月,委托四方车辆研究所在南车北京二七车辆有限公司冲击试验线对KM70型煤炭漏斗车改进样车进行了冲击试验。

为了测试侧墙观察孔的动强度,在观察孔上下圆角处均布置了三向应变片。

测试内容包括冲击速度、车钩力、车体加速度、缓冲器行程和车体的动应力等。试验结果表明,改进的KM70型煤炭漏斗车车体的冲击强度符合TB/T1335—1996和有关考核标准的要求。

(编辑:郭　晖)

图4　拓扑优化后的长圆形观察孔

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ABSTRACT

DeterminationoftheBrakingDistanceLimitofFreightTrains

WANGJing2bo

(male,bornin1963,researcher,Locomotive&CarResearchInstituteofChinaAcademyofRailwaySciences,Beijing100081,China)

Abstract:Thebrakingdistancelimitisthebasisofdesigningthetrain(includinglocomotiveandroll2ingstock)brakingsystem,aswellasthebasistoar2rangesignaldeviceanddeterminethelengthofbloc2kingsection.Theperformanceofthebrakingsystemdeterminesthebrakingcapacityoftrain.Thepermis2siblewheel2railadhesionlimit,theultimatebrakingpowerofwheelsandbrakeshoesrestrictthebrakingcapacity.Thebrakingdistancelimit,therailwaypassingcapacityandtheseveralaspectsaboveinter2actasbothcauseandeffect,affectmutuallyandre2strictmutually.

Keywords:freighttrain;brakingdistance;pass2ingcapacity

CalculationMethodforResistanceinOperationofMonorailVehicles

DUZi2xue,etal.

(male,bornin1962,professor,Mechatronics&AutomobileEngineeringInstituteofChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China)

Abstract:Onthebasisoftheresearchmethodwithcombinationoftwocalculationmodesoftheau2tomobilerunningresistanceandtrainoperationre2sistance,thetheoreticalformulaofcurveadditionalresistanceisderivedforthestraddletypemonorailvehicles.

Keywords:monorailvehicle;operationresist2ance;calculation

InitialAnalysisoftheDynamicEffectofSpeedIncreasedFreightCarsonTrack

MENGHong

(male,bornin1966,graduatestudentfordoc2tordegree,Train&TrackResearchInstitueofSouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)

Abstract:Suggestionsonevaluationindexesofwheel2raildynamiceffectaregiven.Theeffectofve2hiclesontrackinthespeedincreasedcomprehensivetestinourcountryisanalyzedandsummarized,andrelevantsuggestionsaregiven.

Keywords:freightcar;wheel2railforce;wheel2railrelation;testresult

TheOptimizationImprovementoftheElectricalControlSystemfortheDC600VHigh2PowerGeneratorCaronQinghai2TibetPlateau

LUOBin

(male,bornin1970,seniorengineer,TechnicalCenterofCSRQingdaoSifangLocomotive&RollingStockCo.,Ltd.,Qingdao266111,China)

Abstract:TheelectricalcontrolsystemfortheDC600Vhigh2powergeneratorcaronQinghai2TibetPlateauisoptimizedandimprovedwithcombinationoftheactualoperation,andtheeffectofimprove2mentisdescribed.Keywords:Qinghai2TibetPlateau;DC600Vhigh2powergenerator;electricalcontrolsystem;op2timizationimprovementTheLocalImprovementDesignof

KM70CoalHopperCarsXIEJian2feng,etal.

(male,bornin1966,seniorengineer,ProductDevelopmentDepartmentofTaiyuanRailwayTrans2portationEquipmentCo.,Ltd.,Taiyuan030009,China)

Abstract:Themaincontentsinthelocalimprove2mentdesignofKM70coalhoppercarsaredescribed.Thestructureoptimizationdesignresultoftheobser2vationportinsidewallandtheimpacttestarerelat2ed.

Keywords:coalhoppercar;improvement;im2pacttest

DevelopmentofFMGBallastCar

ExportedtoAustraliaHUANGMei2lin,etal.

(female,bornin1965,seniorengineer,ProductResearchInstituteofCSRYangtzeRollingStockCo.,Ltd.,Wuhan430212,China)

Abstract:Describedarethedevelopmentprocess,technicalparameters,structurefeaturesandtestingoftheFMGballastcarexportedtoAustralia.

Keywords:ballastcar;structure;testTheDieselOilTankCarExportedtoAustralia

WANGJian

(male,bornin1968,seniorengineer,ProductResearchInstituteofCSRYangtzeRollingStockCo.,Ltd.,Wuhan430212,China)

Abstract:Describedarethemainfeatures,tech2nicalparameters,mainstructureandtestresultsofthedieseloiltankcarexportedtoAustralia.

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