（机械工程专业论文）t7型检衡车的研制.pdf

摘要 摘要 随着我国加入w t o ，对外贸易的不断增加，对检衡车的要求也不断提高；对外口 岸轨道衡的检定能力，也是我国铁道车辆综合技术水平的标志。目前我国存在的三种检 衡车全部是在8 0 年代及以f i i 设计的产品，担负着全国1 6 9 3 台轨道衡的检定工作。受当 时的条件所限，上述几种检衡车产品的结构、元件已渐渐适应不了目前轨道衡检定工作 的需要。因此，研制新型检衡车是国民经济发展的急需。论文围绕我国目前最先进的 t 7 型检衡车的开发和制造，开展了一系列新的研究工作。 论文首先介绍了我国检衡车的发展历史和发展趋势，通过对已经在线路运用多年的 t 6 、t 6 d 、t 6 f 等几种检衡车优劣点的对比，提出了新型检衡车的结构特点及研制中的 关键技术。针对t 7 型检衡车采用转k 2 转向架，车辆内部布置砝码小车和起重小车， 车辆前后偏载，同时车辆重心在过曲线时横向偏移最大近1 0 0 m m 对应的动力学情况， 进行了动力学仿真分析，通过动力学计算结果，对结构方案进行了优选；针对设计结构 进行工艺分析，重点对t 7 型检衡车的制造工艺进行分析，找出制造难点，提出解决措 施；针对工艺分析过程中提出的制造难点和解决措施进行制造过程中的重点控制，使产 品制造质量达到设计要求。 最后，论文从原材料和配件的进货检验入手，详细介绍了t 7 型检衡车车体钢结构、 转向架落成和整车落成的效果检查情况，并对电气装置调试和整车性能检测结果进行分 析，经检查认为，试制的t 7 型检衡车完全符合该车产品图样和技术条件的规定。从提 高车辆性能和运用可靠性上看，上述研究对提高我国铁道车辆综合技术水平，满足新型 检衡车适应国民经济发展的需要有显著的推动作用。 关键词：检衡车；产品设计；动力学仿真计算；制造工艺 大连交通大学1 ：群硕十学位论文 a b s t r a c t w i t ho u rn a t i o n sj o i n i n gi n t ow t oa n di n c r e a s i n go ff o r e i g nt r a d e ，t h ed e m a n dt ot r a c k s c a l et e s tc a ri sa l s ob o o s t e d a n dt h ec a l i b r a t i o na n dt e s t i n gc a p a c i t yo ft r a c ks c a l ei nf o r e i g n p o r t si n d i c a t e st h et e c h n i c a ll e v e lo fo u rn a t i o n sr a i l w a yc a r s a tp r e s e n t ，w eh a v et h r e ek i n d s o ft r a c ks c a l et e s tc a r si no u rn a t i o nw h i c ha r ea l lt h ep r o d u c t so f19 8 0 sa n de v e ne a r l i e r d e s i g n s ，w h e r e a st h e yt a k eo nt h ec a l i b r a t i o na n dt e s t i n go f16 9 3t r a c ks c a l e sn a t i o nw i d e a n dt h e i rs t r u c t u r ea n dc o m p o n e n t sh a v en o tk e p tu pw i t ht h ec u r r e n tr e q u i r e m e n t so f c a l i b r a t i o na n dt e s t i n gt ot r a c ks c a l e t h e r e f o r e ，r e s e a r c h i n gn e wg e n e r a t i o no ft h i st r a c ks c a l e t e s tc a rs h a l lb et h ef i r s tp r i o r i t yo fo u re c o n o m y d e v e l o p i n g t i l i sa r t i c l ec o n d u c t e d as e r i o u s o fr e s e a r c h e sa i m i n gt od e v e l o p i n ga n dm a n u f a c t u r i n gt h em o s ta d v a n c e dt 7t r a c ks c a l et e s t c a r t h i sa r t i c l ea tf i r s ti n t r o d u c e dd e v e l o p i n gh i s t o r ya n dt r e n d so fo u rn a t i o n st r a c ks c a l e t e s tc a r ，p u tf o r w a r dt h es t r u c t u r ea n ds p e c i a l t i e so ft h i sn e wt 7c a ra n dt h ek e yt e c h n o l o g yo f d e v e l o p i n gv i at h ec o m p a r i s o no ft 6 ，t 6 d ，a n dt 6 fa n ds oo nt h a th a v eb e e ni no p e r a t i o nf o r m a n yy e a r s i tc o n d u c t e dt h ed y n a m i c se m u l a t i o na n a l y s i sb a s e do ni t sa d o p t i o nt ok 2b o g i e ， d e p l o y i n gt h ep o i s ed o l l ya n dh o i s td o l l yi n s i d e ，c a r sl o n g i t u d i n a lp a r t i a ll o a d i n g ，a n dt h e d y n a m i c a ls t a t u st h a tt h ec e n t e ro fg r a v i t yh a sau pt o10 0n m lt r a v e r s ee x c u r s i o nw h i l e p a s s i n gt h ec u r v e a n di to p t i m i z e dt h es t r u c t u r es c h e m et h r o u g hd y n a m i c a lc a l c u l a t i o n t h e n i tc a l t yo nt h ep r o c e s sa n a l y s i sb a s e do nt h ed e s i g n i n g ，a n de s p e c i a l l yi tc o n d u c t e dt h e a n a l y s i so fm a n u f a c t u r i n gp r o c e s sa n df o u n do u tt h ed i f f i c u l t i e sa n dt h e nr a i s e dt h es o l u t i o n s f u r t h e r ，i tc a r r i e dt h r o u g ht h ee m p h a s i sc o n t r o lt ot h e s ei s s u e ss oa st om a k et h ep r o d u c t a c c o r d a n tt ot h ed e s i g n i n gr e q u i r e m e n t s a tl a s t ，i tp r o c e e d e d 晰t ht h ei n s p e c t i o no fi n c o m i n gm a t e r i a l sa n dp a r t s ，d e t a i l e dt h e e f f e c tc h e c k i n go fs t e e ls t r u c t u r eo ft h i sn e wc a r ，b o g i ea s s e m b l ya n dw h o l ec a ra s s e m b l y ，a n d c o n d u c t e dt h ea n a l y s i so ne l e c t r i c a la p p a r a t u sc o m m i s s i o n i n ga n dw h o l ec a rp e r f o r m a n c e s t h e ni tc o n c l u d e dt h a tt h et 7c a ri nt r i a lm a n u f a c t u r ei sf u l l ya c c o r d a n tt ot h ec o r r e s p o n d i n g d r a w i n ga n ds p e c i f i c a t i o n s f r o mt h ep o i n to fv i e wo fu p g r a d i n gc a r sp e r f o r m a n c e sa n d o p e r a t i o n a lr e l i a b i l i t y ，t h ea f o r e m e n t i o n e dr e s e a r c hi st ob eab o o s tt ou p g r a d i n go u rn a t i o n s r a i l w a yc a rt e c h n i c a ll e v e la n ds a t i s f y i n gt h ed e m a n d so fo u re c o n o m yd e v e l o p m e n t k e yw o r d s ：t r a c ks c a l et e s tc a r ；p r o d u c td e s i g n ；d y n a m i c a le m u l a t i o nc a l c u l a t i o n ； m a n u f a c t u r i n gp r o c e s s n 大连交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解太羹塞通太堂有关保护知识产权及保 留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的 知识产权单位属太整塞通太堂，本人保证毕业离校后，发表或使用 论文工作成果时署名单位仍然为太羹交通太堂。学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查 阅和借阅。 本人授权一太整塞通太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 学位论文作槲：窃多哟锄张砂1 肆婶嘲 日期：沙汐罗年2 月砂日日期：加富年，1 月j 一日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：中国北车齐齐哈尔轨道装备有限责任公司电话：0 4 5 2 2 9 3 9 2 3 6 通讯地址：齐齐哈尔市铁锋区中华东路1 0 号邮编：1 6 1 0 0 2 电子信箱：z x t 2 5 3 2 9 51 s i n a c o r n 大连交通大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考 文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得太蓬塞通太堂一或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示谢意。 本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不 实之处，由本人承担一切相关责任。 学位论文作者签名： 嬲孵衍y 甚熟：和善年z 茂i 弓b 第一章绪论 第一章绪论 轨道衡是称量铁路车辆装载大宗散装货物重量的计量器具，轨道衡检定与管理是计 量工作的重要组成部分，轨道衡量值的准确可靠，对促进国内外贸易、保证铁路运输安 全、加强企业经济核算等方面有着重要作用。检衡车是轨道衡性能检测的主要装备，我 国目前共有1 6 9 3 台轨道衡，分布在全国各铁路局管内。通过检衡车实现了我国轨道衡 质量计量量值的全国统一传递。随着我国国民经济的发展及加入w t o ，对外贸易不断 增加，通过检衡车进行国际间轨道衡的量值互检，实现了国际质量计量量值的传递。 1 1 课题背景 目前我国存在的三种检衡车：t 6 、t 6 d 、t 6 f ，三种检衡车全部是在8 0 年代及以前 设计的产品。受当时的条件所限，目前上述几种检衡车产品的结构、元件已渐渐适应不 了目前轨道衡检定工作的需要。同时随着我国铁路几次大提速及我国铁道车辆设计制造 技术的快速发展，铁路货车最高运行速度提高到1 2 0 k m h ，而上述几种检衡车的最高运 行速度均限定在8 0 k r n h 以内，在最近几年t 6 型检衡车多次发生了脱轨事故，老的检衡 车与提速后货车的运行速度之间的矛盾同益突出，造成检衡车运转周期加长，利用率降 低【i 】。 随着我国加入w t o ，对外贸易的不断增加，对检衡车的要求也不断提高；对外口 岸轨道衡的检定能力，也是我国铁道车辆综合技术水平的标志。新型检衡车正是为了解 决老的检衡车与铁路提速后货车运行速度不相适应的矛盾，满足轨道衡检定的要求，提 高轨道衡检定能力而研制的。 新型检衡车需实现的目标是： ( 1 ) 采用转k 2 转向架，最高商业运营速度1 2 0 k m h 。 ( 2 ) 轴重2 1 t ，车辆强度、刚度及冲击符合t b t 1 3 3 5 1 9 9 6 铁道车辆强度设计 及试验鉴定规范的规定。 ( 3 ) 车辆结构件及机电元件重量稳定，符合检衡车要求；车辆具有较好的防雨、 防盗性能，检修方便。 ( 4 ) 具有装、卸砝码的装置，该起重小车可通过中侧门完成砝码的装卸，既可在 检测现场调整该车的重量，又便于在轨道衡计量站完成砝码的定期标定。 ( 5 ) 采用人性化设计，应用成熟的遥控技术、无线监控装置，地面工作人员在车 下安全位置：即可通过显示器安全、便捷地监视车内情况及操作起重小车进行作业，为 应急设有手动操作装置。 大连交通火学t 稃硕十学何论文 ( 6 ) 应用g p s 卫星定位系统，在国家轨道衡计量站即可获取高精度的车辆定位信 息；提供车辆调度指挥，最优路径选择等丰富实用的功能，提高车辆的使用效率。 ( 7 ) 该车所有机电产品均能够满足4 0 - - - + 7 0 环境温度要求，以适应我国气候 条件。 1 2 我国检衡车的发展历程 1 9 4 9 年建国时，我国共有轨道衡不足4 0 台，检衡车不足1 0 辆，全部是由日本制造。 该车车辆总重2 5 t ，2 轴车，没有形成全国的量值传递系统。1 9 6 5 年铁道部在各铁路局 成立衡器管理所，并开始研制3 0 t 、4 0 t 检衡车。1 9 7 1 年由江岸车辆厂设计制造的3 0 t 检衡车投入运用，该车采用2 根车轴，在单辆或两辆连挂使用时，可实现3 0 t 、6 0 t 两种 吨位的检测。与此同时武昌车辆厂研制的2 5 t 、3 0 t 、4 0 t 、5 0 t 检衡车投入生产，其中4 0 t 、 5 0 t 检衡车采用的是4 根车轴。这一时期生产的检衡车普遍具有单辆车不能进行当量检 定、检测精度低、无法实现检衡压点要求等缺点瞄j 。 1 9 7 9 年国家轨道衡计量站及分布在各铁路局的1 9 个分站成立，同时在总结各型检 衡车运用经验的情况下，将车辆总重定型为4 0 t ，车型号为t 6 型检衡车，在全国实现了 量值的统一传递。 随着我国进出口贸易的迅速增长和铁路口岸站货物的增多，急需设计制造国际上认 可的轨道衡检测装备。1 9 8 2 年由武汉工程机械厂设计制造了t 6 f 型砝码检衡车，该车 可采用国际上认可的大砝码检定方法对轨道衡进行检定。同年，随着动态轨道衡的出现， 由齐齐哈尔车辆厂研制成功了t 6 d 型动态检衡车。 近几年，我国铁路进行了全面大提速，同时铁路车辆的设计制造水平也有了较大的 发展，老型检衡车已逐渐适应不了新形势的要求。截止2 0 0 5 年，t 6 型检衡车在北京局、 上海局内多次发生了脱轨事故，同时老型检衡车检修困难、劳动强度高、工作效率低等 缺点越来越明显。根据用户的要求，拟研制t 7 型检衡车。该车采用了当今多项的先进 控制技术及机电产品，采用遥控操作，元件集成化，结构简单，使用、检修、维护方便， 较大地提高了工作效率、降低了劳动强度；车体采用通用铁路货车结构，解决了老型检 衡车段修难、运行速度低、操作及检修复杂、劳动强度大、运转周期长等问题。检衡车 的发展历程见图1 1 ，各型检衡车的性能参数对照见表1 1 。 2 1 9 7 9 年1 9 8 2 年2 0 0 5 年 目1 1 检衡j 发展历程示意幽 f i 9 1 1t r a c ks c a l e t e s tc d e v e l o p m e n tc o u i 钟s c h e r a a t i c d r a w i n g 表1l 菩犁检衡午性自 参数对照表 t a b l e 】e a c l t r a c ks c a l e l e s te a r p e r f o r i l l a n c e p a r a m e t e rc o m p a r a f v e t a b l e 车型 总重m 系列 8 3 下辆定距( r a m l 2 8 6 08 7 0 0 昂高逛行速度m n 讣) 8 0 8 01 2 0 车辆长度( m m l 6 5 2 81 3 5 3 0 车辆宽度( m m ) 2 6 2 6 8 0 6 4 3 0 8 4 3 0 2 0 晟太高度( m m ) 2 0 5 24 3 7 0 车毒向絮 转9 a转8 a转8 a轱k 2 起重装置操纵 手动 手动、遥控 i 大连交通大学t 稃硕+ 学位论文 表1 1 各型检衡车性能参数对照表( 续) t a b l e1 1e a c ht r a c ks c a l et e s tc a rp e r f o r m a n c ep a r a m e t e r c o m p a r a t i v et a b l e ( c o n t i n u i n g ) 起重装置起重量( t )| 2 5 2 ( 3 ) 起重装置起升速度( m m i n ) |8|8 起重装置走行速度( m m i n ) | 2 0 |1 5 2 0 组合 单块砝码重量( t )| 2 |2 ( 3 ) 砝码小车载重( t ) |3 7 5|3 8 砝码小车臼重( t )f 2 5 2 砝码小车速度( m m i n )f 2 02 5 1 3 研制新型检衡车的意义 轨道衡是称量铁路车辆装载大宗散装货物重量的计量器具，检衡车是轨道衡性能检 测的主要装备，分布在全国各铁路局管内。通过检衡车实现了我国轨道衡质量计量量值 的全国统一传递。随着我国国民经济的发展及加入w t o ，对外贸易不断增加，通过检衡 车进行国际间轨道衡的量值互检，实现了国际质量计量量值的传递口1 。 t 7 型检衡车通过采用转k 2 型转向架等先进结构，满足铁路提速要求，便于编组运 输，缩短了各轨道衡之间的转运时间。具有较好的社会效益。检衡车是标准计量检定设 备，其本身不创造直接经济效益，是通过对轨道衡计量精度的检定，使国家和企业避免 因重量计量失误造成的经济损失。 经济效益的预算如下： ( 1 ) 一个大型电厂每年的煤炭用量的巨大，每年因运进煤炭重量不足造成的经济 损失高达几百万元；一个大型的钢铁企业，每年的原材料进厂、钢材出厂过程中因计量 不准造成的经济损失也可高达几百万元甚至千万以上。 ( 2 ) 我国数量众多的铁路口岸，每年因进出口重量计量纠纷所造成的出口索赔或 进口亏吨等经济损失也是可高达千万美元。 ( 3 ) 按投资1 0 0 多万元建造一台用于原材料进厂和产品出厂的重量检定的轨道衡， 可避免因亏吨或索赔等计量经济损失，经测算，最长半年就可收回轨道衡的项目投资。 ( 4 ) 如果有2 0 辆t 7 检衡车大约可承担3 0 0 台左右的检定工作，按每台铁路轨道 衡每年平均避免经济损失2 0 0 万元计算，其每年的间接经济效益为：3 0 0 2 0 0 = 6 0 0 0 0 ( 万元) 。 4 第一章绪论 由此证明研制新型检衡车的间接效益和社会效益是非常巨大的。 1 4 我国检衡车的研究现状及存在问题 作为检测设备，检衡车必然适应轨道衡的发展。轨道衡的检测精度主要取决于检衡 车的标定精度，随着我国轨道衡数量的不断增长，装备水平的不断进步，检衡车的需求 量更大，检测精度要求更高。当前检衡车普遍存在运行速度低，维修困难，操作及检修 复杂，劳动强度大，运转周期长，利用率低等缺点1 4 j 。各型检衡车的使用情况见表1 2 。 表1 2 各型检衡车的使用情况 t a b l e1 2e a c ht r a c ks c a l et e s tc a rs e r v i c ec o n d i t i o n 车型使用情况 t 6 t 6 型检衡车投入运用后，对静态轨道衡的检测实现了量值的全国统一传递，为我国甲_ 期 的轨道衡检测作出了应有的贡献。但该车仍无法实现对轨道衡的当量检定及压点检定，同 时，该车转向架磨损较大，检测精度低，且随着铁路提速的发展要求，转9 型转向架已停 止生产，致使运用中检修困难。 2 0 0 1 年，根据用户的要求，对t 6 型检衡车进行了提速改造试验，采用转8 g 型转向架 抽簧方案，由于车辆定距短、总重轻，改造后的车辆仅解决了脱轨问题，动力学指标未有 较大改善，加上改造费用高，故停止了改造。 t 6 f t 6 f 型砝码检衡车解决了当时t 6 型检衡车在检衡时存在的问题，可以按静态实载法完 成对轨道衡的检测，同时，实现了对苏联、蒙古、朝鲜等国的国际互检。但由于t 6 f 型砝 码检衡车结构复杂，在运用中发现了许多问题，如伸缩臂钢丝绳容易混乱、车体顶棚与侧 墙连接处出现裂纹、砝码小车减速器体断裂、侧墙双层板噪音大、电器元件容易损坏、车 内设备检修难、故障率高、劳动强度大等，后期生产的t 6 f 型砝码检衡车取消了柴油发电 机组，采用地面电源，去除了重量不稳定因素，整车可作为一个火砝码上衡检测。 t 6 d t 6 d 型动态检衡下组的运用，解决了我国人型厂矿企业发展动态轨道衡的要求。该车 结构简单，是我国目前动态轨道衡的唯一检测设备。 该车的缺点是需要借助货站龙门吊等辅助设备才能对该车设置超偏载，检定效率低； 同送速度为8 0 k m h 。无法适应现有的提速政策。 从表1 2 中可以看到，尽管我国检衡车有了一定的发展，但也存在着编组速度慢、 检修维护困难等问题，其性能难以适应国民经济发展的要求，有必要研制速度高、功能 多、性能稳定、维修方便的新型检衡车。 上述检衡车具体存在以下问题 ( 1 ) 检衡车使用率低，检定能力不足 5 大连交通大学t 稗硕十学伊论文 每组检衡车检定能力为：8 0 台年， 超负荷运转；随着轨道衡的建设和发展， 务之急。 ( 2 ) 运行速度低、运转周期长 现有的检衡车完成每年一次的检定任务，已是 检定能力就越来越不足，扩充检定能力已是当 随着转k 2 型转向架的研制成功，我国铁路货车实现了时速由7 0 - - 一8 0 公里向1 2 0 公里的升级换代。老型检衡车的最高运行速度为8 0 k m h ，运行速度低、运转周期长， 与现有提速、重载的铁路运营政策不适应。 ( 3 ) 检修困难 随着我国铁路货车装备技术的不断提高、全路既有货车转k 2 型转向架提速改造， 转8 a 型转向架等部件已经停止生产，老型检衡车面临配件紧张、检修困难的问题。 1 5 本文主要研究内容 t 7 型检衡车吸收了老型检衡车的经验，在我国铁路检衡车上首次采用了先进的遥 控操纵技术，操作简单可靠，劳动强度低，车辆性能不仅很好的满足检衡工作的需要， 而且在检修、操作、电器元件、车体结构等方面进行了全新的设计，特别是采用了电磁 铁吊钩后，实现了单人操作。 由于采用了许多新结构和新技术，该检衡车的研究开发和制造的关键技术是本文 研究的重点问题。主要研究内容如下： ( 1 ) t 7 型检衡车主要参数的确定和主要结构特点。 ( 2 ) 转k 2 型转向架的结构特点和主要性能参数。 ( 3 ) t 7 型检衡车动力学模型的建立。 车辆蛇行运动稳定性的临界速度( v c r ) ； 车辆动态曲线通过时的轮重减载率、轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数及倾 覆系数等； 车辆在直线上运行时横向和垂向平稳性指标( w y ，w z ) 、振动加速度最大值 ( a 默，觚) 和振动加速度平均最大值( 五戤，否硼戤) 。 ( 4 ) t 7 型检衡车动力学性能仿真分析。 车辆通过r 3 0 0 m 曲线时的动力学性能。 车辆通过r 6 0 0 m 啦线时的动力学性能。 车辆通过r 8 0 0 m 曲线时的动力学性能。 车辆通过1 2 号侧线道俞时的动力学性能。 车辆运行平稳性和振动加速度。 6 第一章绪论 ( 5 ) t 7 型检衡车制造的关键技术 对t 7 型检衡车制造的难点进行分析。 车体的制造工艺。 砝码小车的制造工艺。 起重小车的制造工艺。 砝码的制造工艺 起重小车构架的加工工艺 底架侧梁组成的加工工艺 整车落成工艺 ( 6 ) t 7 型检衡车的质量检验 检测依据 检测情况 检测结论 本章小结 介绍了课题的研究背景及检衡车的发展历程，论述了课题的研究意义，在分析了检 衡车研究现状的基础上，提出了本文的主要研究内容。 7 大连交通大学1 ：群硕十学f 节论文 第二章t 7 型检衡车总体方案研究 2 1t 7 型检衡车主要参数的确定 目前我国存在的三种检衡车t 6 、t 6 d 、t 6 f 全部是在8 0 年代及以前设计的产品， 担负着全国1 6 9 3 台轨道衡的检定工作。随着我国铁路几次大提速，铁道车辆设计制造 技术的快速发展，上述几种检衡车产品的结构、元件己远不能适应目前轨道衡检定工作 的需要。同时随着我国加入w t o ，对外贸易的不断增加，对检衡车的要求也不断提高； 对外口岸轨道衡的检定能力，也是我国铁道车辆综合技术水平的标志。因此，制定先进、 适用、可靠的检衡车技术参数是首要的问题。 ( 1 ) 速度1 2 0 k m h 的确定 随着我国铁路货车提速的深入发展，原转8 a 、转9 a 型转向架已不能适应提速运输 的需要。t 6 型检衡车采用转9 a 型转向架，近几年在运行速度低于8 0 k m h 的情况下， 多次发生脱轨事故；采用转8 a 型转向架的t 6 d 、t 6 f 型检衡车也受到限制，不能与提 速列车编组。因此，新检衡车必须采用提速转向架，使检衡车的运输不受提速限制，满 足铁路货车提速要求。因此，采用性能先进的转k 2 型转向架，保证该车最高运行速度 1 2 0 k m h 。 ( 2 ) 底架长度1 2 6 0 0 m m 的确定 该车在地板上放置4 8 t 砝码和两辆砝码小车，在其上部轨道上设有起重小车，当起 重小车将3 8 t 砝码摆放于砝码小车上时，必须具有足够的起升高度，同时车体内必须有 足够的工作人员操作空间，因此将4 8 t 砝码分二层摆放于地板上，砝码小车放于其两侧。 同时为防止车辆在运行、冲击中砝码小车与砝码、端门碰撞，要求底架长度尽可能加长， 将车体长度确定为1 2 6 0 0 m m ( 较c 6 4 底架长1 0 0 m m ) ；根据现有轨道衡标定长度限制， 车辆定距8 7 0 0 m m 不变，保证检衡尺寸要求。 ( 3 ) 砝码小车自重2 t 及走行电机采用变频器启动的确定 由于检衡时重量的要求，如果出现0 5 t 的重量，那么必须配备o 5 t 的砝码，将整个 重量凑到整数，因此将砝码小车的自重压缩到2 t 以内，减少了0 5 t 规格的砝码。通过 重新设计结构、取消地板等方法达到减重目的。当砝码小车满载( 4 0 t ) 进行检衡工作时， 由于砝码小车需要停在轨道衡上较准确的位置，此时要频繁启动电机，在惯性的影响下 冲击很大，对轨道衡的损害较大。因此，采用变频器启动方式，减小冲击，保持平稳运 行。 ( 4 ) 起重小车吊臂采用固定式吊梁结构的确定 8 第二章t 7 开! 检衡车总体方案研究 该车内的起重小车工况简单，只需要完成砝码与砝码小车的装卸工作，因此不需要 很复杂的结构。 为此起重小车设计了两种方案，并对两种方案进行了比较： 第一方案：吊臂采用滑动臂结构，吊臂伸缩采用齿轮齿条结构形式，与新法码检 衡车技术要求要求一致，最大起升高度3 2 m 。 第二方案：吊臂采用固定式吊梁结构，即将走行轨道提高，在两条轨道之间由两根 横梁连接，在横梁的下部中央纵向悬挂电葫芦轨道，一个电葫芦可以在轨道上左右全程 滑动，覆盖车体内所有工作范围，最大起升高度约2 8 5 m 。 两种方案优缺点的比较： 第一方案： 1 ) 起重小车的体积较小，重量轻( 约2 5 t ) ； 2 ) 机构较复杂，除小车走行机构外，吊钩起升必须设置两套装置( 2 个电葫芦) ， 还需设有吊臂伸缩机构； 3 ) 起重小车的伸缩机构必须设置滑块及齿轮齿条结构，滑块的安装、检修、更换 较复杂，增加了维护工作量；同时，齿轮齿条的啮合受滑块调整影响，也需要相应调整。 4 ) 车内的另一端的砝码与砝码小车如果要从同一端卸下，必须倒一次，较复杂。 5 ) 由于起重小车长度较短，在吊臂缩回状态下，起升电葫芦的钢丝绳的伸出摆角 较大，容易损害起升电葫芦的排线器，造成吊钩起升高度限位失灵( 原t 6 f 即存在该问 题) 。 第二方案： 1 ) 小车的体积较大，重量较重( 约3 t ) ； 2 ) 机构简单，除小车走行机构外，吊钩起升只设一个电葫芦，没有吊臂伸缩机构， 结构更可靠； 3 ) 起重小车的机构少，维护工作量小，走行机构与吊钩起升机构( 电葫芦) 容易 维护。 4 ) 起重小车工作范围覆盖较大，车内的另一端的砝码与砝码小车如果要从同一端 卸下，起重小车的走行与电葫走行组合，完全可以一次实现。 5 ) 电葫芦为悬挂式，不涉及电葫芦的排线器问题； 6 ) 由于采用悬挂式的结构，起重小车的最大起升高度约为2 8 5 m ，根据实际运用情 况，当砝码小车放在轨道上，并且满载3 8 t 时( 高1 7 4 0 r n m ) ，起升高度要求最高，这 时吊具的高度还有约1 1 m ，而砝码的横向吊装位置间距为0 8 m ，本文提供的专用吊具， 完全能够满足使用要求。 9 大连交通人学1 ：稗硕十学何论文 综上所述，在实现检衡车的功能要求的情况下，起重小车采用第二方案更为合适， 结构更简单、维护工作少、便于操作和掌握、更安全可靠。在与国家轨道衡计量站进行 沟通后，确定了采用固定式吊梁结构。 采用固定式吊梁结构，解决了t 6 f 砝码检衡车吊臂伸缩钢丝绳容易乱的故障，同时 吊臂不进行回转，使车体受力情况改善。 ( 5 ) 起重小车控制系统采用遥控型式 起重小车必须工作在车体内，车体地板上放有砝码与砝码小车，如果设置操纵台， 由于在高度方向空间较小，没有操作人员空间；同时，操作人员的视野也受小车结构阻 挡。采用遥控控制方式后，操作人员直接可以在车下或车体内进行操作，砝码的装卸也 可以由一个人操作即可以全部实现，劳动强度低，更安全。 目前，遥控技术已经很成熟，而且使用可靠。在港口起重机等大型设备上都已经采 用了遥控技术。遥控技术是电子控制技术，如电视机、空调等，发生故障的往往不是在 遥控方面，而是在电机等元件上，因此可靠性上可以放心。作者所在车间的天车已有部 分采用遥控方式，运用几年以来，在遥控方面未发生故障【5 】。 根据用户要求，采用遥控控制后，同时保留手动控制，做为备用操纵方式。手动操 纵按钮固定于起重小车钢结构上，使用时取下即可。 新检衡车应该代表我国轨道衡检定设备的最高水平，同时也应反映我国车辆设计制 造及科技发展的水平，因此，起重小车的控制，全部采用遥控方式作为主要控制方式， 同时保留手动控制，做为备用操纵方式。 2 2t 7 型检衡车主要性能参数及尺寸 ( 1 ) 主要技术参数，详见下表2 1 。 表2 1t 7 型检衡车主要技术参数一览表 t a b l e2 1t 7t r a c ks c a l et e s tc a rm a i nt e c h n i c a lp a r a m e t e rd a t as h e e t 序号参数名称标准要求 l 环境温度 一4 0 + 5 0 2 总重 8 2 t 3 载重 5 0 t 4 自重约3 2 t 5 轴重 2 l t 6 轨距 1 4 3 5 m m 7 最高运行速度1 2 0 k m h l o 第二章”型柃衡乍总体方案研究 表2 1t 7 型检衡车主要技术参数一览表( 续) t a b l e 2 1t 7t r a c ks c a l et e s tc a rm a i nt e c h n i c a lp a r a m e t e rd a t as h e e t ( c o n t i n u i n g ) 8 通过最小曲线、卜径 1 4 5 m 9 车内设备额定工作电压 3 8 0 v 1 0 限界符合g b l 4 6 1 8 3 标准 轨距铁路机车车辆限界 的规定 1 1 起重小车参数起重量 2 t 1 2 参数起升高度 2 8 m 1 3 参数吊钩最人起升速度 8 m r a i n 1 4 参数车体外最大工作范围 3 m 1 5 砝码小车参数自重 2 t 1 6 载重 3 8 t 1 7 最大走仃速度 2 0 m m i n 1 8 轨距 1 4 3 5 m m 1 9 同定轴距 1 0 0 0 m m ( 2 ) 基本尺寸，详见表2 2 。 表2 2 车辆基本尺寸一览表 t a b l e 2 2v e h i c l e sb a s i cs i z ed a t as h e e t 1 车辆长度 1 3 5 3 0 哪 2车辆定距8 7 0 0 咖 3 车辆最人宽度 3 1 3 0 m m 4 车辆最人高度 4 3 7 0 m m 5车体内长 1 2 5 0 0 咖 6 车体内宽 2 7 9 0 咖 7车钩中心线高( 空车) 8 8 0 r a m 8 地板面高度( 空车) 1 0 8 l m m 9转向架同定轴距 1 7 5 0 咖 1 0 车轮直径 8 4 0 r a m 2 3t 7 型检衡车主要结构及材料 该车主要由车体、制动装置、转向架、车钩缓冲装置、车内设备等组成；车内设备 主要由砝码小车、起重小车、轨道组成、电气系统、砝码、电磁吊钩等组成。 t k 连交通人学1 挂硕+ 学位沦文 主要结构分布见图2 圈2 2 车体主要结构图 f i 9 2 2c h a s s i s m a i n5 t r l l c t l l r ed r a w i n g 第二章t 7 型枪衡乍总体方案研究 1 ) 底架 底架由中梁、枕梁、下侧梁、大横梁、端梁、小横梁、纵梁等组成。中梁由两根材 质为0 9 v 的3 1 0 r a m 乙型钢组焊而成；枕梁由8 m m 厚的上盖板、腹板及1 2 r a m 厚的下 盖板组焊成箱形结构；侧梁为2 4 0 x 8 0 x 9 槽钢；底架上铺设7 m m 厚钢地板；采用锻造上 心盘；地板上设有砝码固定座、砝码小车固定座；在底架的四角设有重量调整箱；在中 梁上安装铁路货车车号自动识别系统的车辆标签，上、下心盘问加装心盘磨耗盘。 2 ) 侧墙 侧墙为板柱式结构，由侧板与侧柱、门柱等组焊而成，在二位侧墙上设有一扇 8 0 0 m m x l 9 0 0 m m 的侧门。侧板为3 m m 厚0 9 c u p t i r e a 材质的钢板压型结构；侧墙内 加装p v c 板内衬；侧柱为1 0 0 工字钢；侧门柱为8 0 x 4 3 x 5 槽钢；端门柱为钢板压型组 焊结构。 3 ) 端门 采用两个对开式车门组成的全开结构，端门板采用4 m m 厚0 9 c u p t i r e a 材质的钢 板与压型钢板的焊接型式；车门与门框之间采用集装箱用密封胶条密封；车门关闭后采 用集装箱门锁闭结构；门锁设有防雨装置；车门打开后设有固定装置。 4 ) 车顶 由车顶板与车顶弯梁、端弯梁等组焊而成。车顶板采用2 m m 厚0 9 c u p t i r e a 材质 的钢板；车顶弯梁采用4 m m 钢板压型的帽型结构；端弯梁采用钢板压型组焊结构；车 顶内加装p v c 板内衬。 5 ) 侧门 采用3 m m 厚0 9 c u p t i i 砸一a 材质的钢板与压型钢板的焊接结构，车门与门框之间 采用集装箱用密封胶条密封：车门关闭后采用集装箱门锁闭结构，同时设有改装的一号 客车门锁；集装箱门锁设有防雨装置；车门打开后设有固定装置。 ( 2 ) 车内设备 主要由砝码小车、起重小车、轨道组成、电气系统、砝码等组成。 1 ) 砝码小车 采用全钢焊接结构。主要由纵梁、横梁、中间梁组成。纵梁为2 0 0 工字钢；端梁为 2 0 0 槽钢；中间梁为钢板焊接的工字形梁及减速电机安装座；上部不设置地板；上平面 设有砝码固定座；纵梁内侧设有吊装环。 砝码小车走行采用减速电机通过开式齿轮传动，减速电机悬挂子小车底架的下部； 采用双轮驱动方式；砝码小车四角设有重量调整箱。 大连交通大学t 程硕十学何论文 减速电机上设有制动器手动释放装置，当电机出现故障后，将手动释放装置释放， 可以推动小车。 2 ) 起重小车 主要由构架、电葫芦轨道、起升装置、小车走行装置等组成。在车辆回送状态，起 重小车用圆销固定，电葫芦两侧设有挡块，防止因纵向冲击而移动。起重小车所有动作 的实现全部采用遥控控制，同时设有手动控制，遥控与手动控制可以互相切换。 构架 构架为全钢焊接结构，采用0 9 c u p t i r e a 材料的钢板组焊成箱形结构，车轮安装 座为2 0 0 槽钢。 电葫芦轨道 电葫芦轨道采用3 0 0 工字钢与钢板焊接结构，钢板材料为q 3 4 5 d 。 起升装置 起升装置采用起重量2 5 t 的电动葫芦，电葫芦在轨道上滑动实现不同位置的起升功 能。 走行装置 走行装置主要由两个减速电机、联轴节、走行轮等组成。同一组走行轮采用同一根 轴驱动，解决走行不同步而跑偏啃道现象；两组轮对组成的轴距为3 0 0 0 m m ，轴承采用 单列向心圆柱滚子轴承。车轮直径为0 2 5 0 m m 。 为防止吊重走行时小车倾翻，在四个走行轮的下部应同时设有四个反滚轮，轴承为 向心球轴承。 3 ) 轨道组成 主要由轨道、轨道支座、端部限位座等组成。轨道由2 0 0 工字钢上部焊接扁钢组成， 每个侧柱上焊接一个轨道支座，轨道支座由1 0 m m 厚钢板焊接成工字形结构，在支座与 轨道间设有橡胶垫减震。在轨道的端部设有端部止挡装置，防止小车冲出轨道。 4 ) 电气系统 主要由外接电源接入装置及电气线路、起重小车电气控制系统、砝码小车电气控制 系统、照明装置等组成。 采用三相工频交流电源。主要由标准电缆盘( 电缆长5 0 m ) 、电源箱、电气线 路等组成。各个电气设备的外壳与车体可靠连接形成接零保护。总电源和各分电源采用 带漏电保护功能的断路器，保证系统正常工作和人身设备的安全。 1 4 第二章t 7 型检衡乍总体方案研究 车体内侧墙两端部设置两路相互并联的电源接入插座，同时设置了电源相序转 换开关。车内的电气线路全部采用明敷设方式。选用p v c 管作为电线的保护管，用专 用管夹及附件，起重小车电气线路采用滑触线的方式实现。 砝码小车的电源在上车输出，通过插座和电缆盘输送到砝码小车上，插座设在 电源控制箱内。 自力走行、电动葫芦吊钩的升降和走行动作均采用无线遥控方式，同时配备手 动控制盒。两种电气操纵方式，均可独立使用。 所有操纵动作均为点动控制，设置各动作电气互锁，同时设置了急停控制开关， 防止发生意外事故。 自力走行动作设有开门保护环节，如果检衡车的某个端门没有打开，起重小车 将不能向该端门方向运动，防止误操纵将端门撞坏。在自力走行、电动葫芦吊钩起升和 电动葫芦走行的动作中，设置极限位置的电气安全保护限位。自力走行操纵动作为点动 控制，采用两级的电气互锁保护，保证电气系统的安全可靠。 端部设置两个投光灯，解决夜间工作时车下照明问题。 砝码小车电气控制系统自力走行电动机，采用交流变频器的控制方式，减小起 制动冲击。 主电路采用两种供电方式，一种是通过交流变频器的控制方式，另一种是交流 接触器的控制方式，两种方式应可以切换。 照明系统主要由照明灯及防护网、照明线路、分线盒等组成。照明灯应采用抗 振动的安全结构，线路为明敷，各灯位采用分线盒分支，美观且便于检修和更换灯具。 5 ) 砝码 由2 t 、i t 和2 0 埏砝码组成。其规格数量为： 2 t 数量：2 2 块尺寸：2 0 0 0 x 6 0 0 x 2 4 0 m m 1 t 数量：2 块尺寸：1 0 0 0 x 6 0 0 x 2 4 0 m m 2 0 k g 数量：2 块 标准尺寸 ( 3 ) 制动装置 采用制动主管压力满足5 0 0 k p a 和6 0 0 k p a 的制动装置。采用改进的1 2 0 型货车空气 控制阀、2 5 4 m m x 2 5 4 m m 整体旋压密封式制动缸、s t