轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點和目前運用

PAGE第4頁總概括現(xiàn)轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架已成為我國貨車主型轉(zhuǎn)向架為了適應(yīng)鐵路跨越式發(fā)展需求，貨物列車也向著高速、重載的方向發(fā)展。為改善貨車轉(zhuǎn)向架的性能，我國不僅從國外引進(jìn)了一批性能較為先進(jìn)的轉(zhuǎn)向架，而且將國外先進(jìn)技術(shù)與我國的實際情況相結(jié)合，進(jìn)行了大量的研究、試驗工作，取得了較大的成果，一批新型提速轉(zhuǎn)向架應(yīng)運而生，如轉(zhuǎn)K1、K2型轉(zhuǎn)向架及采用整體剛性構(gòu)架的轉(zhuǎn)K3型轉(zhuǎn)向架、擺動式的轉(zhuǎn)K4型轉(zhuǎn)向架，裝配在70T貨車的轉(zhuǎn)K5、K6型轉(zhuǎn)向架。它們都在減少重載列車輪軌之間的磨耗、降低重載運輸?shù)某杀尽⒏綦x輪軌間的高頻振動、改善車輛的垂向振動力學(xué)性能、提高車輛運行的平穩(wěn)性都具有不可比擬的。在諸多的新型提速轉(zhuǎn)向架中，K2型轉(zhuǎn)向架，性能較為穩(wěn)定，運行狀態(tài)良好，商業(yè)運行速度為120km/h，基本滿足了目前我國鐵路提速的需要。從2005年起，各貨車修理廠及全路車輛段已對轉(zhuǎn)8A型轉(zhuǎn)向架進(jìn)行全面改造，現(xiàn)轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)K2轉(zhuǎn)向架研制經(jīng)過1997年月12月5日，鐵道部組織美國SCT標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向架公司在北京召開了交叉支撐轉(zhuǎn)向架技術(shù)交流會，白偉森先生向中國鐵路專家介紹了Barbers-2-hd轉(zhuǎn)向架的側(cè)架彈性交叉支撐技術(shù)，從而拉開了中國研究制交叉支撐轉(zhuǎn)向架技術(shù)的序幕。1998年2月，按照原中國鐵路機(jī)車車輛工業(yè)集團(tuán)公司的安排，由齊齊哈爾鐵路車輛(集團(tuán))有限公司組織對美國Barber對交叉支撐轉(zhuǎn)向架技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場考察，齊車公司派員進(jìn)行21T、25T軸重下交叉支撐轉(zhuǎn)向架聯(lián)合設(shè)計。1998年8月，完成了25T軸重下交叉支撐轉(zhuǎn)向架(即轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架)樣機(jī)試制，同年9月，在齊齊哈爾通過了線路動力學(xué)試驗。1998年12月，轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架分別裝在P65型行包快運棚車和L18型糧食漏斗車上，并通過了線路的動力學(xué)試驗，1999年1月通過了鐵道部組織的召開的P65型行包快運棚車技術(shù)審查，共安排生產(chǎn)2000輛P65型行包快運棚車，標(biāo)志我國120km/h提速貨車的誕生。1999年以來，全路共生產(chǎn)裝用轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的鐵路貨車約10萬輛，其中，P65型行包快運棚車3300輛，P64AK、P64GK、C64K從2000年開始，陸續(xù)對敞車、棚車、平車、罐車、漏斗車等各型21T軸重貨車上推廣使用轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架，3月進(jìn)行小批量換裝轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的提速改造；2005年開始在各貨車修理廠用全路各車輛段進(jìn)行全面改造，現(xiàn)已改造完成20萬輛，從而成為現(xiàn)鐵路貨車運用中的主型轉(zhuǎn)向架。自先期投入運用的P65型行包快運棚車運營已達(dá)7年，經(jīng)過了一次廠修。最高運行速度120km/h，年平均走行30萬公里，運行平穩(wěn)、狀態(tài)良好，經(jīng)受住了提速的考驗，保證了鐵路運輸安全。轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的優(yōu)越性轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架適用于標(biāo)準(zhǔn)軌距，軸重21T，最高商業(yè)運行速度為120km/h的各型鐵路提速重載貨車，其主要零部件的強(qiáng)度、剛度滿足TB/T1335-1996《鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計及試驗鑒定規(guī)定》的要求，符合動力學(xué)性能GB/T5599-1985《鐵道車輛動力學(xué)性能評定及試驗鑒定規(guī)范》，各主要磨耗件的壽命比轉(zhuǎn)8A型轉(zhuǎn)向架提高了2.5倍以上，相對轉(zhuǎn)(1)轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架改善了轉(zhuǎn)向架的動力學(xué)性能，在高速運行時有具有良好的穩(wěn)定性。(2)它裝用了彈性交叉支撐裝置提高轉(zhuǎn)向架的抗菱剛度，有效地抑制了蛇行運動的影響，確保了車輛臨界運行速度的平穩(wěn)性。(3)采用了雙作用常接觸式彈性旁承，增大了轉(zhuǎn)向架與車體的之間的回轉(zhuǎn)阻尼，以有效的抑制轉(zhuǎn)向架與車體的搖頭、蛇行運動，同時約束了車體的側(cè)滾振動，提高貨車在重載行運速度的平穩(wěn)性。(4)中央懸掛系統(tǒng)采用二級剛度彈簧，改善斜鍥減振器的受力狀態(tài)，既能保證在空車時彈簧具有較小的剛度，即提高了空車彈簧靜撓度，又使重車具有較大的剛度，以承受重車的載荷。(5)大幅度減少車輪踏面的剝離和磨損以及輪磨耗，延長了輪對的使用的壽命。轉(zhuǎn)K2型、轉(zhuǎn)8A型轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)特征對比表主要技術(shù)特征轉(zhuǎn)K2轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)8A轉(zhuǎn)向架工作環(huán)境溫度+40固定軸距1750mm旁承中心距1520mm下心盤面直徑355mm下心盤面至彈性旁承頂面距離自由狀態(tài)71mm工作狀態(tài)62mm側(cè)架上平面至軌面高度743mm側(cè)架下平面至軌面高度165mm車輪直徑840mm游動杠桿與車體縱向鉛垂面的夾角50基礎(chǔ)制動裝置制動倍率4轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架二維示意圖第二節(jié)轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的具體結(jié)構(gòu)5.2.1輪對組成及軸承：采用HDS或HDSA碾鋼輪或HDZC鑄鋼輪RD25.2.25.2.35.2.45.2.55.2.6中拉桿采用整體鍛造結(jié)構(gòu)，夾板每端設(shè)三孔，配合固定杠桿支點調(diào)整閘調(diào)器L值。襯套材質(zhì)為奧-貝球鐵耐磨襯套，圓銷為45號鋼淬火圓銷。5.2.7在上、下交叉桿中部焊有上、下夾板，利用2組M12螺栓、螺母、墊圈將夾板緊固，同時把螺母用電焊點固，上、下夾板間有4處塞焊點和兩條平焊縫，把上、下交叉桿點固成一個整體。5.2.85.2.9第三節(jié)K2型轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵技術(shù)5.3.1采用側(cè)架彈性下交叉支撐裝置，用以提高轉(zhuǎn)向架的抗菱剛度，從而提高轉(zhuǎn)向架的蛇行失穩(wěn)能力，提高轉(zhuǎn)向架的臨界運行速度，提高貨車直線運行的穩(wěn)定性。同時，交叉支撐裝置可以有效保持轉(zhuǎn)向架的正位狀態(tài)，從而減小了車輛在直線和曲線運行時輪對與鋼軌的沖角，改善轉(zhuǎn)向架的曲通過性能，顯著減少輪軌磨耗。5.3.2貨車運行速度的提高，要求采用長接觸彈性旁承增大轉(zhuǎn)向架與車體之間的回轉(zhuǎn)阻尼，以有效抑制轉(zhuǎn)向架與車體的搖頭和蛇行運動，同時約束車體的側(cè)滾振動，提高貨車在較高速度運行時的平穩(wěn)性和穩(wěn)定性。常接觸彈性旁承，上、下旁承之間無間隙而又有接觸彈性，這樣可以增加車體在轉(zhuǎn)向架上的側(cè)滾穩(wěn)定性。同時，采用剛性滾子來限制彈性旁承的壓縮量。一旦上旁承板壓靠滾子，不僅車體側(cè)滾角受到限制，而且由于滾子的滾動而不至于增大回轉(zhuǎn)阻力矩，影響曲線通過性能。5.3.3采用內(nèi)、外枕簧不同高度的兩級剛度彈簧是提高空車彈簧靜撓度的有效措施，即在空車時彈簧具有較小的剛度，使空車彈簧靜撓度提高，而在重車時彈簧有較大的剛度，以承受重車的載荷，這樣可使貨車轉(zhuǎn)向架在空、重車是都有較好的彈簧靜撓度，提高車輛運行的平穩(wěn)性。5.3.4轉(zhuǎn)向架的上、下心盤的磨耗是貨車運用中的慣性問題，不僅檢修工作量大，且檢修質(zhì)量的好壞直接威脅到行車的安全。K2型轉(zhuǎn)向架采用了經(jīng)過長期運用考驗證明的耐磨性能優(yōu)良的心盤磨耗盤，它介于上、下心盤之間，上、下心盤的平面和圓周部分都被含油尼龍心盤磨耗盤隔離，這樣就避免了上、下心盤間的直接磨耗，也改善了上、下心盤面的承載均衡性，有效地提高了上、下心盤使用壽命。貨車轉(zhuǎn)向架在運用過程中，基礎(chǔ)制動裝置的銷套磨損十分嚴(yán)重，基礎(chǔ)制動裝置的銷套在貨車提速后，磨損更加嚴(yán)重，為了減小銷套的磨損，提高提速貨車轉(zhuǎn)向架銷套的使用壽命，在轉(zhuǎn)K2轉(zhuǎn)向架采用奧—貝球鐵襯套和45號鋼淬火圓銷，同時減小銷套間的間隙，提高銷套裝配精度，以改善銷套的受力狀態(tài)等措施，提高了易磨損件的耐磨性，延長了轉(zhuǎn)向架的檢修周期和使用壽命。采用以上技術(shù)后，既提高了轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的動力學(xué)性能，有提高了易磨損件的耐模性，延長了轉(zhuǎn)向架的檢修周期和使用壽命，因此，轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架是一種運行平穩(wěn)、安全可靠、方便檢修的新型提速貨車轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架在運用中易出現(xiàn)的問題及原因分析雖然K2型轉(zhuǎn)向架采用了交叉支撐裝置，采用兩級剛度彈簧，采用彈性常接觸旁承，采用耐磨材料等一系列先進(jìn)技術(shù)。解決了老型轉(zhuǎn)向架的抗菱剛度不足、減振裝置易失效、空車動力學(xué)性能差、輪軌沖擊力大、臨界運行速度低等一系列缺陷。但隨著鐵路向著高速、重載的不斷發(fā)展，它在運用中也出現(xiàn)一系列的問題，值得我們?nèi)ニ伎肌⒀芯亢徒鉀Q。在運用中有下列一些問題：第一節(jié)轉(zhuǎn)K2轉(zhuǎn)向架運用中出現(xiàn)的問題及原因分析8.1.1交叉支撐裝置交叉支撐桿彎曲、折斷。K2型轉(zhuǎn)向架交叉支撐桿彎曲、折斷等故障較多，這主要與翻車機(jī)護(hù)板超或翻車機(jī)撥車臂進(jìn)行撥車作業(yè)時車輛沒有停靠到位。8.1.2斜鍥減振8.1.2.1側(cè)架立柱磨耗板磨耗與開焊。K2型轉(zhuǎn)向架側(cè)架立柱磨耗板的材質(zhì)與轉(zhuǎn)8AG型轉(zhuǎn)向架相同，均為A3，而A3鋼在實際運用中已暴露出硬度不夠，不耐磨等缺點。此外K2型轉(zhuǎn)向架側(cè)架立柱磨8.1.3減振彈簧作用失效。K2型轉(zhuǎn)向架的減振彈簧外簧與枕簧外簧通用，其自由高為228mm，裝車后，搖枕底面與斜鍥底面調(diào)度基本相同，這種設(shè)計會使斜鍥在主要摩擦面的磨耗量未過限（小于38.1.3.8.1.3..1旁承磨耗板磨耗嚴(yán)重。K2型轉(zhuǎn)向架采雙作用彈性旁承，由于此旁承在承載量偏小，為了達(dá)到設(shè)計目標(biāo)值，要求旁承磨耗板與上旁承之間具有較高的摩擦因數(shù)，這8.1.3.3.是下心盤螺栓折斷，丟失。與其他車輛相同，采用K2型轉(zhuǎn)向架的車輛，其車體與走行部通過上下心盤的相互配合來傳遞縱向牽引力，然而K2型轉(zhuǎn)向架的最高運行速度比轉(zhuǎn)8A的轉(zhuǎn)向架有所提高，而下心盤與搖枕的連接并沒有大的改進(jìn)。在高速重載的運行情況下，車輛對心盤的水平?jīng)_擊力加大，從而導(dǎo)致下心盤螺拴受力過大而折斷。同時在段修過程中下心盤螺母的擰緊力矩8.1.4轉(zhuǎn)向架交叉支撐裝置端頭螺栓折斷于丟失。主要有以下幾種原因8.1.4.1為了保證交叉支撐裝置與側(cè)架的順利組裝，提高轉(zhuǎn)向架組裝后正位狀態(tài)的合格率，工藝中對側(cè)架與支撐座定位尺寸和交叉支撐裝置的幾何尺寸都做出了嚴(yán)格的要求。側(cè)架與支撐座定位不準(zhǔn)，交叉支撐裝置幾何尺寸超出公差范圍，那么組裝交叉支撐裝置時就會比較困難，即使組裝上，端頭螺栓和交叉支撐裝置也已經(jīng)產(chǎn)生很大的組裝應(yīng)力，在加上運行中正常循環(huán)載荷的作用，端頭螺栓就可能發(fā)生疲勞折斷。從現(xiàn)場實際情況來看，確實存在組裝應(yīng)力過大現(xiàn)象。在更換部分交叉支撐裝置是，由于支撐定位和交叉支撐裝置尺寸的原因，交叉支撐裝置的端頭內(nèi)螺紋孔有時無法與軸向相交墊孔相對應(yīng)，需借助工具使兩孔相對，以保證端頭螺栓順利旋入，此時交叉支撐裝置和端頭螺栓都產(chǎn)生了較大的組裝應(yīng)力。側(cè)架與支撐座定位組對時，有3個方向和一個角度方向的要求，現(xiàn)場用定位組對工裝保證，并且每日開工后要對首個組焊的支撐定位進(jìn)行劃線，人工測量，以檢驗工裝的定位精度，同時須定期校念工裝。但是，部分單位忽視這2項工作，導(dǎo)致支撐定位質(zhì)量無法得到保證。8.1.4.2交叉支撐裝置組裝的正位狀態(tài)用兩側(cè)架導(dǎo)框中心對角線差值來衡量，工藝規(guī)定不大于5mm，主要用于控制轉(zhuǎn)向架的菱形變形。如果交叉支撐裝置組裝后，側(cè)架導(dǎo)框中心對角線差超限，轉(zhuǎn)向架處于一個固定的菱形狀態(tài)，輪對軸線難以與線路垂直，蛇行概率增加，橫向力增大，交叉桿及端頭螺栓承受的應(yīng)力超出設(shè)計范圍，經(jīng)過長時間的運用，端頭螺栓和交叉桿可能發(fā)生疲勞失效而折斷。按工藝規(guī)定，交叉支撐裝置的組裝應(yīng)在專用的定位組裝胎具上進(jìn)行，完畢后需檢測組裝后的正位狀態(tài)。但目前部分檢修單位未配備專用定位組裝胎具或自動正位檢測裝置，只是就地更換，無法控制和檢查支撐裝置組裝后的正位狀態(tài)。8.1.4.3由于螺紋制造精度或螺紋旋合次數(shù)增加等原因.螺紋有時存在尺寸過限的情況，自鎖性能下降，或是組裝時配件未正位，將螺栓強(qiáng)行扣入，使內(nèi)螺紋發(fā)生損傷，這樣在振動、受交變載荷的作用下會發(fā)生松動，導(dǎo)致螺栓丟失。8.1.4.4螺紋緊固時，為防止其松動，擰緊時給予了一定的緊固力矩。在重要的螺紋連接中，，對緊固力矩的數(shù)值有一個范圍要求，交叉支撐裝置的緊固力矩的范圍是675N.M至700n.m。緊固力過大，螺紋容易受損，產(chǎn)生滑扣；緊固力過小，防松摩檫力矩不足。這兩種情況都會導(dǎo)致螺栓松動。8.1.5輪對踏面檫傷、剝離和踏面缺損。而對輪對出現(xiàn)的故障，我認(rèn)為主要是材質(zhì)問題，鑄造是有缺陷，如氣孔、砂眼等鑄造缺陷。同是加工工藝和鑄