调车机车的车体设计
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[9]安琪,李 芾,卜继玲.我国机车牵引装置模式研究 [M].北京:中国铁道出版社,1998:46—90.
[10]鲍维千.内燃机车总体与走行部[M].北京:中国铁道 出版社,2004.
[11]梁圣童.DPU一30型机车底架裂纹和改进的分析研究[J]. 内燃机车,2006,(9):6—8.
根据铁路行业标准,司机室内壁装饰采用喷塑多 孔铝板,铝板内表面加自粘海绵毡,内腔填充有复合
DFl∞DA型内燃机车车体所用材料为Q235、Q345E、 ZG230~450、09CuPCrNi,在车体中主要受力部件均采 用Q345E、ZG230~450、09CuPCrNi材料,在次要部位 或受力不大的部位采用Q235,其具体应用材料见表1。
机和转向架的振动采取措施进行隔离,通常是加装橡
胶堆安装座,以避免发生共振。
5结束语
DFlo叻A机车车体的设计及成功研制,不仅为该车
发挥其先进性提供了坚实基础,而且使调车机车产品
万方数据
174
铁道机车车辆
第28卷
图3疲劳工况的计算结果
图4焊缝危险点最大应力范围
总体性能和基本制造质量进一步提升,产品档次得到 提升,将更具市场竞争能力;将通用化、系列化、标 准化融入设计中,机车零部件可以较大限度地实现批 量化生产,因此可以整合工艺装备资源,简化生产管 理、质量管理;从而提高生产能力;由于设计、生产、 工艺、质量等环节的简化,必定使成本大大降低。该 车的众多设计理念诸如底架结构、司机室结构、车门 结构、罩式车体等,都将成为以后调车机车的设计、 工艺典范,值得以后机车设计、制造借鉴和推广,具 有非常重要的意义。 参考文献 [1]王麟书.中国铁路发展展望[C].中国铁道学会第五次代
限界》(车限一1A,车限一1B)
18900呦 3 200舢
车体高度(距轨面)4532.5舢
排障器底面距轨面高度
1200+10 mm
底架上平面距轨面高度
1 700 rtmfl
丛茂野(1974一)男,辽宁海城人,工程师(收稿日期:2008—08—22)
万方数据
铁道机车车辆
Il
12
廿
第28卷
“
15
1一制动部件室装配;2一车门安装;3一司机室装配;4一空调安装;5一底架装配;6一电气室装配;7一传动室装配;8 一百叶窗安装;9一发电机风道装配;10一通风机安装;11一动力室装配;12一防寒被安装;13一冷却室钢结构;14一辅
机车车体为外廊式底架承载结构,主要由上部的 模块结构组成的罩式车体和下部的底架、端部的排障 器和牵引缓冲装置等组成,见图1。
车体上部分为7个工作间,从后到前依次为制动 部件室、司机室、电气室、传动室、动力室、冷却室 和辅助室。传动室、动力室和辅助室顶部设有可拆卸 的顶盖,以供吊装各室内的机组和设备。为了检修方 便,传动室、动力室和辅助室侧墙设计成可拆卸形式。 各室侧墙均设有可折叠侧门,以供日常检修之用。司 机室、冷却室和电气室设计为可以整体吊装的模块。 在车体两端的左右侧设有梯子,在两侧走台板和两端 走台板的外侧均设有安全扶手。
轨距
1 435 mm
轴重
23 t±3%
燃料箱容积
5000L
通过最小曲线半径
100 m
车钩中心线距轨面高度880±10[I'flU
车钩衔接线中心线间距离
19 900 lIml
转向架中心距
10 200 mill
机车最高运行速度
100 km/h
机车限界GBl46.1—83《标准轨距铁路机车车辆
车体长度 车体宽度
装有两个气动后视镜,司机室内部设有正、副司机坐 其进行有限元计算,建立了机车有限元分析模型,共
椅,在司机室顶盖装有顶灯、空调预留口以及两个摇 有346451个节点,240959个单元,其中包括156 148
万方数据
增刊
DFloDD^型调车机车的车体设计
图2车体静强度计算结果
个SOLID92体单元、78 579个SHELL63壳单元、l 080
450:△仃107=160.9 MPa。
从表2及图3可以得出结论,本设计结构可行。
表2疲劳工况下危险节点的应力以及位置坐标
在满足设计要求时,焊缝能满足循环次数为N=107 时的疲劳强度要求。
(3)振动模态计算 机车车体结构在整备状态下的振动频率在4~ 20 Hz范围,有可能与柴油机产生共振。目前还没有标 准对底架承载结构机车的振动频率进行评定。一般情 况下是要求一阶垂直弯曲振动频率值应避开转向架的 点头和沉浮频率。所以在设计中应对主要振动源柴油
表1 DFl唧A型内燃机车车体各部分采用材料明细
序号
名称
1边梁及相应的筋板
.底架上盖板、前、后风道粱装配、牵引座中的吊 ‘车简、走台板
.端部装配、横梁装配、中梁装配、柴油机座梁装 。配、底架下盖板
.上旁承座、转向架吊座、油箱吊座、拉杆座、缓 ’冲座、救援吊座
~一 材料 砸 啷衄 湖晔
一一 爱
硅酸盐,以起到隔热和吸声效果,在UIC条件下测试 4车体强度计算
2车体的主要参数
根据DFlo叻A型机车的运用条件、设备布置、国标 限界、轴重以及曲线通过等各项要求,确定了车体的
长度、宽度及前后车钩中心距等。车体结构的主要技
术参数如下:
(1)机车
环境温度 最大相对湿度
一40~+400C; 95%:
能承受风、沙、雨、雪、煤尘。 (2)主要技术参数
助室装配;15一排障器安装;16一侧梯(1);17一侧梯;18一燃油箱安装;19一扶手杆安装;20一牵引缓冲装置。 图1车体总图
3车体结构的主要特点 3.1底架结构概述
Dn0DD。机车车体采用底架承载式车体。底架作为 整个车体的承载基础,它不但承受车体本身的质量和 车内所有设备的质量,同时还传递牵引力和制动力以 及复杂的动应力,因此底架必须具有足够的强度和一 定的刚度。车体底架由前后端部装配、柴油机座梁装 配、中梁装配、边梁、前后风道梁装配、横梁装配、 底架盖板及附件等组成。前后端部装配包括牵引梁、
低于78 dB,柴油机惰转时司机室噪声低于70 dB;司 机室设有两个侧门、一个中门,左右侧窗均采用整体 铝合金结构,其隔声、隔热效果明显,司机室两侧安
根据国内机车车体部分要满足纵向压缩力1 960 kN 的要求,为了保证车体满足强度要求并具有合理优化 的结构,在NT工作站上采用ANSYSl0.0分析软件对
头风扇,装有1组内置式高低音喇叭,两侧壁各装 2 000 W暖风机,同时机车预留为特别加强防寒用的2 个2 000 W暖风机的接口;司机室后墙设1个1 500 W暖 风机、更衣箱(装冰箱和电磁炉时,更衣箱可以作为 其安装柜)、添乘坐椅。 3.3机械间
机械间采用“罩式”车体,各室顶部均设有可拆 卸的顶棚,以供吊装各室内的机组和设备。侧墙采用 可拆卸式的,侧墙与底架之间的连接、顶盖与侧墙之
端梁装配和斜撑梁等组成,牵引梁为钢板焊接而成的 间的连接均使用连接螺栓紧固在底架中梁上。采用连
变截面箱形梁,一端与端梁连接另一端与横梁连接;
接螺栓结构形式,以提高机车总装的方便性。
斜撑梁为工字形变截面梁,一端与牵引梁连接另一端 与中梁连接,端梁为箱形结构。柴油机座梁装配由两 根柴油机梁和连接纵梁组成,每根柴油机梁采用了凹 型结构。中梁为一贯穿全车的主要受力梁件,由于底 架承载的主要质量(柴油发电机组)布置在机车中部, 因而中梁采用“鱼腹式”结构,两端与端梁连接。边 梁采用压型梁结构,不但可以增加机车刚度,而且提 高机车外观效果。横梁为500×380的矩形等截面梁, 其作用是将牵引梁传递过来的力分解到中梁上。 3.2司机室
机车的主要技术特征:主传动采用交一直流电传 动;采用外走廊的罩式车体,底架承载;动力装置为 12V240ZJD型柴油机;轴式为Go_Co,即机车设有两 个相同的三轴转向架;机车电气控制采用我公司的 ADLC及PLC逻辑控制单元;采用Jz一7型空气制动 机;传动系统仍采用交流辅助传动及静液压传动两种 系统为并列方案。 1车体概述
在底架左右侧梁前后设有吊车筒和架车座,供起 吊机车用。在底架两端梁上设有救援吊座,供紧急救 援用。前后端部设有牵引梁,其内装有牵引缓冲装置,
车钩采用TBl594—85《内燃、电力机车车钩(上作用
式)》,缓冲器采用MT一3型摩擦式缓冲器。端部下面
安装有排障器及扫石器,排障器距轨面的高度可随轮
箍的磨损而作调整。底架中央吊装有燃油箱。
东风。o叩A型机车是针对地方铁路对机车的需求日 益增加而开发的一种适合地方小运转的调车机车。该 车借鉴了国内、外机车的先进技术,采用成熟、可靠、 经济、适用的零部件。该机车在设计过程中更加注重 机车的“标准化、模块化、系列化”设计,为今后模 块化调车机车设计打下良好的基础。机车的设计分析、 计算充分,为机车的设计与试制的成功提供了强有力 的保证。
practice for Fatigue design and assessment of steel strut—
tures),将焊缝进行分类,并得到对应焊缝类型的疲劳 极限范围。图4及表3为底架焊缝危险点的应力范围 以及相对焊缝疲劳极限值。
表3节点号及对应的应力范围
车体静强度满足要求。
4.2疲劳强度计算
Design of DFl0DDA Shunting Locomotive Carbody
CONG Mao—.ye
(CNR Dalian I ooomotiVe&Rolling Stock Co.,Ltd.,Dalian 1 16022 Liaoning,China)
[5]张进德.我国铁路货车技术近期发展趋向商榷[J].铁道 车辆,2001,39(5):15—19.
[6]刘友梅.中国铁路高速探索[J].铁道科学与工程学报, 2004,(1):15—19.