1、PJ245型架橋機用平車研制工作報告

PJ165型架橋機用平車研制工作報告PJ165型架橋機用平車研制工作報告PAGE6南車長江車輛有限公司PAGE5南車長江車輛有限公司PJ165型架橋機用平車研制工作報告編制：楊永洲審核：南車長江車輛有限公司產(chǎn)品研究所二OO八年六月PJ165型架橋機用平車研制工作報告為適應(yīng)架設(shè)我國鐵路新建和舊線改造時速200公里客貨共線32米T型橋梁(通橋2201型、專橋2101型)及其以下各種梁跨的鐵路混凝土梁，受中鐵三局和中鐵十四局的委托，我公司承擔(dān)了PJ165型架橋機的研制工作。該架橋機由主機、輔機〔原稱機動平車，下同〕和倒裝龍門架等局部組成。其中主機由主機用平車及0號柱、0號柱摘掛、1號柱、2號柱、3號柱、機臂、折疊柱根、吊梁小車、吊軌小車、拖梁小車、上拖拉機構(gòu)、下拖拉機構(gòu)、液壓支腿、柴油發(fā)電機組、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、司機室等局部組成〔圖1〕。輔機由輔機用平車及頂梁圖1主機機構(gòu)、拖梁小車、動力系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、司機室等局部組成〔圖2〕。圖2輔機現(xiàn)將主機用平車和輔機用平車的研制工作匯報如下。 1研制目標1)作業(yè)時載重165t，滿足架設(shè)和倒運梁片的要求。2)最高運行速度100km/h。3)通過最小曲線半徑180m。4)車輛使用壽命為30年；廠修周期為8年；段修周期為2年。2研制過程2024年5月，我公司完成了PJ165型架橋機主機用平車和輔機用平車方案設(shè)計后，鐵道部科技司會同部安監(jiān)司和運輸局裝備部、營運部在北京組織召開了該架橋機用平車的設(shè)計方案及設(shè)計任務(wù)建議書的審查。與會專家對PJ165型架橋機用平車設(shè)計方案及裝載加固提出了以下建議：1〕進一步優(yōu)化參數(shù)，改善橫向的振動性能。2〕盡可能考慮采用制式裝備便于裝載加固。針對專家組提出的建議，我公司經(jīng)過認真研究和反復(fù)探討，采取了相應(yīng)的措施，專家組的建議落實情況如下：1〕為改善車輛的橫向振動性能，將2E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架和小底架〔1〕間間隙旁承改為常接觸彈性旁承，增加了2E軸轉(zhuǎn)向架和小底架〔1〕的回轉(zhuǎn)阻力矩。經(jīng)西南交通大學(xué)分析計算說明：直線運行的橫向平穩(wěn)性指標Wy和橫向最大加速度Ay有明顯改善〔見表1〕。表1在美國Ⅴ級、Ⅲ級線路下各性能參數(shù)指標比照〔以直線蛇行運動速度在=100km/h為例〕性能指標主機輔機采用彈性旁承前采用彈性旁承后采用彈性旁承前采用彈性旁承后Ⅴ級Ⅲ級Ⅴ級Ⅲ級Ⅴ級Ⅲ級Ⅴ級Ⅲ級Wy3.3813.7083.3473.6783.4693.7603.4163.723Wz3.4313.6833.4253.6653.4923.7843.4793.764Ay0.4210.4620.4130.4500.4340.4810.4200.468Az0.4680.4930.4610.4870.4890.5010.4760.494H(kN)3E軸端13.5518.2314.6919.8710.9912.8712.4314.182E軸端23.5931.1225.2333.0915.9219.2117.7120.893E軸端0.2880.3650.2960.3730.3210.3810.3340.3952E軸端0.2780.3490.2850.3570.3170.3720.3290.3853E軸端0.2950.3380.2900.3330.3350.3720.3420.3672E軸端0.2760.3170.2730.3130.3250.3680.3200.367采用常接觸彈性旁承后主機用平車和輔機用平車的臨界速度有了較大的提高〔見表2〕；表2蛇行運動臨界速度(km/h)比照輔機新輪軌139.4152.3143.5156.90.10136.9148.1139.8152.30.15129.3142.0134.2145.90.20124.6136.1128.3140.10.25119.1129.8121.9134.20.30114.5125.1116.7129.62〕為便于裝載加固，以確保運輸平安，采用了部份制式裝備。如機臂上采用剛性擋對吊梁小車進行加固，主機用平車上采用三角架聯(lián)接折疊柱根等〔如圖3、圖4〕。圖3剛性擋三角架剛性擋三角架圖42024年6月,完成了該架橋機主機及輔機用平車的工作圖設(shè)計，9月，完成了樣車試制。2024年8月，我公司委托鐵科院機輛所在株洲完成了主機及輔機用平車的小底架〔1〕和小底架〔2〕以及2E軸和3E軸焊接轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的靜強度試驗。2024年10月，在濟南章丘施工現(xiàn)場完成了主機用平車底架和輔機用平車底架的靜強度試驗。2024年11月，由北京起重機械研究所主持在濟南章丘施工工地完成了PJ165型架橋機重載型式試驗并取得了型式試驗合格證書。2024年11月底，由鐵科院機輛所主持在武漢鐵路局管內(nèi)完成了該架橋機用平車的線路動力學(xué)性能試驗。3主要用途3.1主機用平車主機用平車是主機解體后過軌運輸?shù)膶Ｓ闷杰嚕┕ぷ鳂I(yè)時作為主機的承載基體。3.2輔機用平車輔機用平車是輔機過軌運輸?shù)膶Ｓ闷杰?，施工作業(yè)時作為梁片及軌排的運載平車。4主要性能參數(shù)及根本尺寸4.1主要性能參數(shù)主機用平車輔機用平車自重〔t〕9986軌距〔mm〕14351435換長2.72.9軸重〔t〕〔運輸狀態(tài)〕2525通過最小曲線半徑〔m〕180180通過最小道岔9號9號最高運行速度〔km/h〕100100空車重心高〔mm〕13591066過軌運輸狀態(tài)承載重量〔t〕569施工狀態(tài)作業(yè)載荷〔t〕165〔使用液壓支腿〕165超限等級二級超限二級超限禁止通過駝峰，禁止溜放與沖擊。4.2根本尺寸主機用平車輔機用平車車輛長度〔mm〕2931031810車輛寬度〔mm〕36003500車輛定距〔mm〕2000022500車體長度〔mm〕2838030880車體側(cè)梁上平面距軌面高〔mm〕14501685車鉤中心線距軌面高〔mm〕880±10880±10輪徑〔mm〕840840固定軸距〔mm〕1)2E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架：16502)3E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架：1300～13005主要結(jié)構(gòu)5.1主機用平車該車主要由底架、小底架〔1〕、小底架〔2〕、2E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架、3E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架、風(fēng)制動裝置、車鉤緩沖裝置及底架附屬件等組成〔圖5〕。主要承載部件材質(zhì)采用屈服強度為345MPa的Q345D低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼和Q345qE橋梁用結(jié)構(gòu)鋼。圖5主機用平車5.1.底架為無中梁全鋼焊接結(jié)構(gòu)，主要由側(cè)梁、牽引梁、枕梁、端梁及橫梁組成〔圖6〕。側(cè)梁由上蓋板、下蓋板、腹板組焊成魚腹型箱形結(jié)構(gòu)，其中部為柴油發(fā)電機油箱。枕梁由上蓋板、下蓋板、腹板組焊成變截面箱形結(jié)構(gòu)，下蓋板上焊有平面心盤。牽引梁由上蓋板、下蓋板、腹板組焊而成。端梁由端板、上蓋板、下蓋板及腹板組焊成變截面箱形結(jié)構(gòu)。側(cè)梁側(cè)梁枕梁牽引梁端梁圖6主機用平車底架5.1.小底架〔1〕主要由一根縱梁、中橫梁及兩根端橫梁組焊而成〔圖7〕。其縱梁為魚腹型箱形結(jié)構(gòu)。端橫梁組成端橫梁組成中橫梁組成縱梁組成旁承組成圖7小底架〔1〕5.1.小底架〔2〕主要由一根縱梁、中橫梁及兩根端橫梁組焊而成〔圖8〕。其縱梁為凹底結(jié)構(gòu)。中橫梁組成端橫梁組成中橫梁組成端橫梁組成旁承組成縱梁組成旁承組成縱梁組成圖8小底架〔2〕5.1.42E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架2E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架為動力轉(zhuǎn)向架，主要由構(gòu)架、主動輪對、RE2B型輪對、驅(qū)動機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)吊掛裝置、常接觸彈性旁承、軸箱彈簧裝置及根底制動裝置組成〔圖9〕。裝用符合運裝貨車[2024]21構(gòu)架軸箱彈簧裝置構(gòu)架軸箱彈簧裝置根底制動裝置驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動機構(gòu)吊掛裝置主動輪對圖92E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架號和運裝貨車電[2024]623號文件要求的353130B型軸承及配套前蓋后擋，采用LM磨耗型踏面HESA型輾鋼車輪、50鋼車軸。構(gòu)架由箱型結(jié)構(gòu)的心盤梁、橫梁和側(cè)梁組焊而成。根底制動裝置采用符合運裝貨車[2024]265號文、運裝貨車電[2024]1391號和運裝貨車[2024]162號文要求的L-B型組合式制動梁，符合運裝貨車[2024]11號文要求的高摩擦系數(shù)合成閘瓦、奧-貝球鐵襯套。驅(qū)動機構(gòu)由減速箱、液壓馬達等組成。減速箱裝有拔叉裝置，過軌運輸時，拔叉裝置處于脫開位并鎖定。5.1.53E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架3E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架為動力轉(zhuǎn)向架，主要由構(gòu)架、主動輪對、RE2B型輪對、驅(qū)動機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)吊掛裝置、旁承組成、軸箱彈簧裝置及根底制動裝置組成〔圖10〕。裝用符合運裝貨車[2024]21號和運裝貨車電[2024]623號文件要求的353130B型軸承及配套前蓋后擋，構(gòu)架構(gòu)架軸箱彈簧裝置根底制動裝置驅(qū)動機構(gòu)吊掛裝置驅(qū)動機構(gòu)旁承組成主動輪對圖103E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架采用LM磨耗型踏面HESA型輾鋼車輪、50鋼車軸。構(gòu)架由箱型結(jié)構(gòu)的心盤梁、橫梁和側(cè)梁組焊而成。根底制動裝置采用符合運裝貨車[2024]265號文、運裝貨車電[2024]1391號和運裝貨車[2024]162號文要求的L-B型組合式制動梁，符合運裝貨車[2024]11號文要求的高摩擦系數(shù)合成閘瓦、奧-貝球鐵襯套。驅(qū)動機構(gòu)由減速箱、液壓馬達等組成。減速箱裝有拔叉裝置，過軌運輸時，拔叉裝置處于脫開位并鎖定。5.1.轉(zhuǎn)向架和小底架、小底架和車體底架間均采用平面心盤，上、下心盤間裝有尼龍襯墊。5.1.3E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架和小底架〔2〕、小底架〔2〕和車體底架間均采用可調(diào)式間隙旁承，長途運輸時為間隙旁承，作業(yè)時調(diào)整成無間隙旁承。2E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架和小底架〔1〕間采用常接觸彈性旁承、小底架〔1〕和車體底架間采用間隙旁承。5.1.在底架枕梁與小底架〔1〕、小底架〔2〕之間設(shè)置防脫裝置，防脫裝置由上聯(lián)板、下聯(lián)板、聯(lián)結(jié)桿和半光圓銷等組成。5.1.風(fēng)制動裝置采用JZ-7型機車制動系統(tǒng)，由空壓機、總風(fēng)缸、中繼閥、作用閥、制動閥、分配閥、無火裝置、制動缸、雙針壓力表等組成。采用編織制動軟管總成、球芯折角塞門、組合式集塵器、法蘭接頭、奧－貝球鐵襯套及配套圓銷、符合運裝貨車[2001]84號和運裝貨車[2024]248號文件要求的不銹鋼制動配件和管系等。5.1采用符合運裝貨車[2024]370號文件要求的13B型E級鋼下作用式車鉤。采用合金鋼鉤尾銷，MT-3型緩沖器。5.1底架附屬件由風(fēng)制動裝置附屬件、柴油發(fā)電機組安裝座、液壓站安裝座等組成。5.2輔機用平車該車主要由底架、小底架〔1〕、小底架〔2〕、2E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架、3E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架、風(fēng)制動裝置、車鉤緩沖裝置及底架附屬件等組成〔圖11〕。主要承載部件材質(zhì)采用屈服強度為345MPa的圖11輔機用平車Q345D低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼和Q345qE橋梁用結(jié)構(gòu)鋼。除底架外，小底架〔1〕、小底架〔2〕、2E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架、3E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架、風(fēng)制動裝置、車鉤緩沖裝置及底架附屬件等結(jié)構(gòu)及特點與主機用平車相同。5.底架為無中梁全鋼焊接結(jié)構(gòu)，主要由側(cè)梁、牽引梁、枕梁、端梁及橫梁組成〔圖12〕。側(cè)梁由上蓋板、下蓋板、腹板組焊成魚腹型雙箱形結(jié)構(gòu)，其中部為柴油發(fā)電機油箱。枕梁由上蓋板、下蓋板、腹板組焊成變截面箱形結(jié)構(gòu)，下蓋板上焊有平面心盤。牽引梁由上蓋板、下蓋板、腹板組焊而成。端梁由端板、上蓋板、下蓋板、腹板組焊成變截面箱形結(jié)構(gòu)。牽引梁側(cè)梁枕梁牽引梁側(cè)梁枕梁端梁6試驗情況6.1小底架〔1〕、小底架〔2〕和2E軸及3E軸焊接轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度試驗2024年8月，我公司委托鐵科院機輛所在株洲完成了主機及輔機用平車小底架〔1〕、小底架〔2〕和2E軸及3E軸焊接轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強度試驗。試驗結(jié)果如下：6.1小底架〔1〕在過軌和工作狀態(tài)下，最大拉應(yīng)力為147.02MPa，最大壓應(yīng)力為-151.71MPa，均發(fā)生在工作自行狀態(tài)，合成應(yīng)力分別小于材料204MPa的許用拉應(yīng)力和216MPa許用壓應(yīng)力。在過軌和工作狀態(tài)下，小底架〔1〕強度滿足TB/T1335－1996?鐵道車輛強度設(shè)計及試驗鑒定標準?〔以下簡稱“標準〞〕的要求。6.1小底架〔2〕在過軌和工作狀態(tài)下，最大拉應(yīng)力為131.89MPa，最大壓應(yīng)力為-169.11MPa，均為工作自行狀態(tài)，合成應(yīng)力小于材料許用應(yīng)力。在過軌和工作狀態(tài)下，小底架〔2〕強度滿足“標準〞的要求。6.1.32E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在過軌和工作狀態(tài)下，最大拉應(yīng)力為191.11MPa，最大壓應(yīng)力為-196.71MPa，分別小于材料216MPa的許用拉應(yīng)力和230MPa許用壓應(yīng)力。在過軌和工作狀態(tài)下，構(gòu)架強度滿足“標準〞的要求。6.1.43E軸焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在過軌和工作狀態(tài)下，最大拉應(yīng)力為134.45MPa，最大壓應(yīng)力為-223.54MPa，分別對應(yīng)模擬25t軸重過軌狀態(tài)和工作靜止狀態(tài)下的架梁橫移工況。在過軌和工作狀態(tài)下，構(gòu)架強度滿足“標準〞的要求?！苍斠婅F科院?連接2E軸轉(zhuǎn)向架小底架靜強度試驗報告?、?連接3E軸轉(zhuǎn)向架小底架靜強度試驗報告?、?2E軸焊接式轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度試驗報告?和?3E軸焊接式轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度試驗報告?〕。6.2主機用平車底架、輔機用平車底架靜強度和剛度試驗2024年10月，我公司委托鐵科院機輛所在濟南章丘架橋工地完成了主機用平車底架和輔機用平車底架的靜強度試驗〔圖13、圖14〕。試驗結(jié)果如下：剛度試驗結(jié)果為：主機用平車底架在額定載荷下的垂向位移為23.36mm。撓跨比為23.36/20000=0.30/260<1/260，該車的撓跨比滿足設(shè)計任務(wù)書的要求。圖13主機用平車底架靜強度試驗圖14輔機用平車底架靜強度試驗輔機用平車底架在額定載荷下的垂向位移為27.24mm。撓跨比為27.24/22500=0.314/260<1/260，該車的撓跨比滿足設(shè)計任務(wù)書的要求。靜強度試驗結(jié)果說明：主機用平車底架在所測試工況中，底架最大拉應(yīng)力發(fā)生在側(cè)梁魚腹型箱形結(jié)構(gòu)變截面處，最大拉應(yīng)力為211.48MPa，其許用拉應(yīng)力為204MPa，超過許用應(yīng)力3.67%，尚在“標準〞測試應(yīng)力允許考慮5%的誤差之內(nèi)。底架最大壓應(yīng)力發(fā)生在側(cè)梁中央截面處，最大壓應(yīng)力為-206.02MPa，該截面許用壓應(yīng)力為216MPa，輔機用平車底架在所測試工況中，底架最大拉應(yīng)力為156.32MPa，發(fā)生在側(cè)梁中央截面處，小于許用應(yīng)力204MPa。底架最大壓應(yīng)力為219.53MPa，發(fā)生在側(cè)梁魚腹型箱形結(jié)構(gòu)變截面處，其許用壓應(yīng)力為210MPa，超過材料許用壓應(yīng)力的4.54%，尚在“標準〞測試應(yīng)力允許考慮5%的誤差之內(nèi)。結(jié)論：PJ165型架橋機主機用平車底架和輔機用平車底架現(xiàn)場架設(shè)梁片的靜強度和剛度試驗結(jié)果說明：在實際工作狀態(tài)下，車體強度和剛度能滿足TB/T1335-1996?鐵道車輛強度設(shè)計及試驗鑒定標準?和設(shè)計任務(wù)書的要求?！苍斠婅F科院?PJ165型架橋機主機及機動平車車體靜強度試驗?〕6.3動力學(xué)性能試驗2024年11月，我公司委托鐵科院機輛所在武漢局管內(nèi)完成了動力學(xué)性能試驗(圖15)。試驗最高運行速度為110.5km/h。圖15PJ165架橋機組動力學(xué)性能試驗試驗結(jié)果為：PJ1