大容積行包快運棚車總體設(shè)計

大容積行包快運棚車總體設(shè)計說明書班級：學(xué)號：姓名：目錄第一章 緒論 31.1 棚車歷史 31.2 行包快運棚車的發(fā)展 3第二章 主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計 52.1 車型選擇 52.2車輛基本尺寸 62.3車輛限界校核 72.4車輛定距校核 82.5商業(yè)運行速度120km/h的確定 10第三章 車體主要結(jié)構(gòu)設(shè)計 113.1底架 113.2側(cè)墻 113.3端墻 123.4車門組裝 123.5車頂 133.6車體內(nèi)部結(jié)構(gòu) 14第四章 車體鋼結(jié)構(gòu)分析計算 154.1車體鋼結(jié)構(gòu)的要求 154.2車體載荷及計算工況 16第五章 車鉤和緩沖裝置 185.1車鉤 195.2緩沖器 19第六章 轉(zhuǎn)向架 216.1輪對組成及軸承 226.2側(cè)架組成 226.3搖枕組成 236.4側(cè)架彈性下交叉支撐裝置 246.5雙作用常接觸彈性旁承 246.6中央懸掛系統(tǒng)兩級剛度彈簧 256.7心盤磨耗盤 26第七章 制動裝置 277.1120型貨車空氣控制閥 277.2旋壓密封式制動缸 287.3KZw-4G型空重車自動調(diào)整裝置 287.4制動距離校核 29第八章 行包棚車總體參數(shù)及結(jié)構(gòu)、外觀圖 328.1車輛主要技術(shù)參數(shù) 328.2車輛結(jié)構(gòu)cad圖 338.3車輛外觀圖 33鳴謝 34參考文獻 35

緒論主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計車型選擇適用行包快運棚車的主要技術(shù)參數(shù)對比：P64A型棚車主要技術(shù)參數(shù)載重58t每延米重5.08t自重25.5t構(gòu)造速度100km/h自重系數(shù)0.43軌距1435mm軸重21t車輛長度16438mm容量135m3通過最小曲線半徑145m比容2.33m3/tP65型行包快運棚車主要技術(shù)參數(shù)載重40t每延米重4.4t/m自重25.6t最高運行速度120km/h自重系數(shù)0.58軌距1435mm容積135m3通過最小曲線半徑145m比積3m3/tP65s型行包快運棚車主要技術(shù)參數(shù)載重40t每延米重4.1t/m自重26.9t最高運行速度120km/h自重系數(shù)0.67軌距1435mm容積118m3通過最小曲線半徑145m比積3m3/tP65型行包快運棚車屬于交通運輸領(lǐng)域，鐵路運輸裝備類項目，是中國北車集團齊齊哈爾鐵路車輛(集團)有限責(zé)任公司(以下簡稱齊車公司)為適應(yīng)鐵路貨車提速和行包快運需要而開發(fā)研制的新產(chǎn)品。齊齊哈爾鐵路車輛(集團)有限公司于2000年完成了P65s型行包快運棚車的研制，該車可以編組在行包專列中，其整體結(jié)構(gòu)類似于P型行包快運棚車，內(nèi)部分為裝貨間和押運間2個部分，裝貨間用來裝運行包等貨物，押運間供押運人員使用，與其他類型的棚車相比在性能上也有一定的提高，但是減少了一些載重和容積。P65s棚車車體為全鋼焊接整體承載結(jié)構(gòu)，由底架、側(cè)墻、端墻、車頂、車門、車窗等部件組成；空氣制動機裝置采用120型控制閥、KZW-4G型空重車自動調(diào)整裝置、254mm*254mm旋壓密封式制動缸、ST2-250型雙向閘瓦間隙自動調(diào)整器、高摩合成閘瓦等；人力制動裝置采用NSW型臥式制動機；車鉤緩沖裝置采用C級鋼13號上作用車鉤及MT-3型緩沖器。采用轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架。本文設(shè)計以P65和P65s型棚車為基礎(chǔ)。2.2車輛基本尺寸車輛尺寸參數(shù)的選擇如下:軸重：是指按車軸型式及在某個運行速度范圍內(nèi)該軸允許負擔(dān)的并包括輪對自身在內(nèi)的最大總質(zhì)量。軸重的選擇與線路、橋梁及車輛走行部的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。這里將該車的軸重設(shè)定為21t。最小曲線半徑：指配用某種型式轉(zhuǎn)向架的車輛在戰(zhàn)場或廠、段內(nèi)調(diào)車時所能安全通過的最小曲線半徑。當(dāng)車輛在此曲線區(qū)段上行駛時不得出現(xiàn)脫軌、傾覆等危及行車安全的事故，也不允許轉(zhuǎn)向架與車體底架或與車下其他懸掛物相碰。該車在正線運行的狀況下，最小曲線半徑為300m；出廠線運行時，最小曲線半徑為150m。構(gòu)造速度：指除了滿足安全及結(jié)構(gòu)強度條件外，還必須滿足連續(xù)以該速度運行時，車輛有足夠良好的運行性能。將該車的構(gòu)造速度設(shè)定為120km/h。軌距：采用標(biāo)準(zhǔn)軌距，即1435mm。車輛定距：指車體支承在前、后兩走行部之間的距離，若為帶轉(zhuǎn)向架的車輛，車輛定距又可稱為轉(zhuǎn)向架中心距。結(jié)合我國P65棚車定距，將該車車輛定距設(shè)計為11700mm。轉(zhuǎn)向架固定軸距：不論是二軸轉(zhuǎn)向架或是多軸轉(zhuǎn)向架，同一轉(zhuǎn)向架最前位輪軸中心與最后位輪軸中心之間的距離稱為轉(zhuǎn)向架固定軸距。該車轉(zhuǎn)向架固定軸距為1750mm。車輛最大高度：指車輛最大高度是指車輛頂部最高點離鋼軌水平面之間的距離，該尺寸必須要符合機車車輛限界的要求。該車最大高度為4445mm。車輛長度：該車車體長度為164380mm。車鉤高：又稱車鉤中心線距軌面高度，指車鉤鉤舌外側(cè)面的中心線至軌面高度。我國標(biāo)準(zhǔn)車鉤高為880mm。自重系數(shù)：指運送每單位標(biāo)記載重所需的自重，其數(shù)值為車輛自重與標(biāo)記載重的比值。對于貨車而言，這個技術(shù)參數(shù)是極其重要的參數(shù)之一。設(shè)定該棚車的自重為26.9t，載重為40t，故自重系數(shù)為0.67。其他一些相關(guān)參數(shù)選擇如下：車輛最大寬度/mm約3320車內(nèi)尺寸(長×寬×高)/mm13622×2790×2855地板面高/mm1130窗口尺寸(高×寬)/mm415×690車門門口尺寸(高×寬)/mm2537×2964車輪直徑/mm840載重/t40容積/m31182.3車輛限界校核機車車輛限界是一個和線路中心垂直的極限橫斷面輪廓。機車、車輛無論是空車或重車，無論是具有最大標(biāo)準(zhǔn)公差的新車還是具有最大標(biāo)準(zhǔn)公差和磨耗程度的舊車，當(dāng)其停放在水平直線上且無側(cè)向傾斜及偏移時，除電力機車升起的受電弓外，其他任何部分均應(yīng)容納在限界輪廓之內(nèi)，不得超越。圖2-1機車車輛上部限界GB146.1-83圖2-2機車車輛下部限界通過對車輛限界的校核，該車最大寬度、最大高度等尺寸都符合車輛限界標(biāo)準(zhǔn)GB146.1-83的要求。2.4車輛定距校核車輛在曲線上的靜偏移量：圖2-3二軸車在曲線上的偏移情況有轉(zhuǎn)向架二軸車車輛在曲線上靜偏移量的計算規(guī)定按圖2-3所示進行計算校核：車端端部偏移量車輛中部偏移量——車輛長度；——車輛定距；——曲率半徑為了充分利用限界，希望車輛的即令簡化得將=16438，11700帶入上式符合設(shè)計要求。圖2-4有轉(zhuǎn)向架的車輛在曲線上的偏移情況計算車輛最大的偏移量時取車輛通過最小曲率半徑300,而對于有轉(zhuǎn)向架的車輛，轉(zhuǎn)向架本身就是一個小的二軸車，轉(zhuǎn)向架心盤處也要向曲線內(nèi)側(cè)偏移如圖2-4，設(shè)轉(zhuǎn)向架的固定軸距為，則中部的偏移量為：由于遠大于且遠大于，略去一些角度引起的偏差，可得四軸車車體中央偏移量為：四軸車車體端部偏移量為：為轉(zhuǎn)向架固定軸距，本次設(shè)計參考值為1750，帶入上列兩式得；算出的偏移量基本相等，滿足設(shè)計要求，因此車輛的定距是能夠滿足車輛的設(shè)計要求的,能夠正常運營。2.5商業(yè)運行速度120km/h的確定根據(jù)我國鐵路貨運提速戰(zhàn)略的要求，鐵路貨車的運行速度將逐步提高。目前通用21t軸重貨車提速目標(biāo)是120km/h，新造棚車必將與現(xiàn)有的21t軸重貨車混編，其商業(yè)運營速度也應(yīng)定為120km/h，這樣既符合我國鐵路貨車提速的目標(biāo)，又能與現(xiàn)有車輛相一致，便于運用和管理。

車體主要結(jié)構(gòu)設(shè)計該車主要由底架、側(cè)墻、端墻、車頂、車門、車窗、制動裝置、轉(zhuǎn)向架、車鉤緩沖裝置等部分組成，如圖3-1。圖3-1大容積行包快運棚車總圖3.1底架底架主要由中梁、側(cè)梁、端梁、枕梁、大橫梁、小橫梁、縱向梁等組焊而成。中梁由2根高310mm的乙字型鋼組焊而成,材質(zhì)為09V;側(cè)梁由300mm×87mm×9.5mm槽鋼和140mm×58mm×6mm槽鋼組焊成魚腹形結(jié)構(gòu);枕梁采用雙層上蓋板的雙腹板箱形結(jié)構(gòu);大橫梁采用工字型單腹板結(jié)構(gòu);在端梁、枕梁、大橫梁間設(shè)有80mm×65mm×5mm的乙字型壓形縱向梁。在底架鋼結(jié)構(gòu)上鋪設(shè)厚30mm的竹壓板地板,中部竹地板上還鋪設(shè)厚5mm的花紋鋼板,并設(shè)火爐安裝孔,3位角部設(shè)便器。3.2側(cè)墻側(cè)墻采用板柱式結(jié)構(gòu),由側(cè)板與側(cè)柱、門柱及上側(cè)梁組焊而成。側(cè)柱采用槽鋼,側(cè)板采用厚3mm的鋼板壓型結(jié)構(gòu),側(cè)墻背面的凹筋內(nèi)設(shè)有固定內(nèi)襯板及便器圍墻的吊座。每側(cè)側(cè)墻上部設(shè)4扇下翻式車窗。圖3-2大容積行包快運棚車側(cè)墻3.3端墻端墻由端板與端柱、角柱、上端橫梁等組焊而成。端柱在端板外側(cè),端板為厚4mm耐候鋼板,端板內(nèi)側(cè)加焊用于固定內(nèi)襯板及便器圍墻的螺栓及吊座。圖3-3大容積行包快運棚車端墻3.4車門組裝采用3m寬對開式拉門,由上門框、下門框、側(cè)框、中立框、門板及門鎖等附屬件組焊而成。由于原有棚車存在車門剛度較小、開閉不很靈活且滑輪架斷裂易導(dǎo)致車門脫落等問題,因此,該車在設(shè)計中作了如下改進:(1)車門上框上部安裝導(dǎo)向輪,車門下框滑輪內(nèi)安裝滾動軸承,從而增強了車門的開閉靈活性;(2)中立框采用冷彎型鋼,側(cè)立框采用100mm×63mm×8mm的角鋼,車門板采用厚2mm冷彎波紋板,增大了車門的橫向和縱向剛度;(3)車門上框掛在門檐上,形成一個迷宮式結(jié)構(gòu),既解決了上部防雨問題,又解決了車門安全性問題,即使車門下部滑輪脫離導(dǎo)軌,車門也會掛在門檐上,不會脫落造成行車事故。圖3-4大容積行包快運棚車車門結(jié)構(gòu)3.5車頂由于P64等原有棚車的人字形壓型車頂?shù)慕顑?nèi)經(jīng)常存有大量的腐蝕性物質(zhì),使棚車頂板腐蝕較快,為克服這一缺點,該車在設(shè)計上采用了如下措施:(1)采用圓弧形車頂結(jié)構(gòu),由頂板與車頂側(cè)梁、車頂彎梁、端彎梁、車頂端板組焊而成,不但能提高車頂?shù)膭偠?還可以減少腐蝕性物質(zhì)在車頂上的積存,可明顯地提高車頂?shù)目垢g能力;(2)車頂增加高150mm的乙字形車頂側(cè)梁,充分利用了我國鐵路車輛的上部限界,與P64型棚車相比,車輛的容積增大19m3,質(zhì)量體積由2m3/t提高到2.33m3/t(運行速度100km/h時);(3)車頂彎梁采用帽形的壓型件且位于車頂板外側(cè),車頂彎梁內(nèi)設(shè)有固定內(nèi)頂板的吊座,車頂內(nèi)襯板通過帽形壓條和組焊于車頂彎梁內(nèi)的吊座固定在車頂鋼結(jié)構(gòu)上,從車內(nèi)看,車頂無凸出的壓條和螺栓,避免了刮貨情況的發(fā)生。圖3-5大容積行包快運棚車車頂結(jié)構(gòu)3.6車體內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.裝貨間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：該車的底架上鋪設(shè)厚30mm竹材層壓板地板，地板通過壓條和螺栓緊固在底架縱向梁上；端墻、側(cè)墻、間壁墻的裝貨間一側(cè)加裝厚15mmPVC板內(nèi)襯，內(nèi)襯板通過壓條、螺栓及吊座緊固在端墻、側(cè)墻及間壁墻的鋼結(jié)構(gòu)上；車頂內(nèi)襯板采用厚5mm的PVC板，用壓條、螺栓及吊座緊固在車頂鋼結(jié)構(gòu)上。內(nèi)襯板裝用PVC板，而不裝用慣用的竹材板內(nèi)襯，是因為PVC板密度比竹材板小得多，而且在外觀上也大大優(yōu)于竹材板，這樣不僅可以降低車輛的自重，而且可以改善車內(nèi)的環(huán)境。2．押運間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設(shè)備配置：押運間的地面鋪設(shè)厚30mm的竹材層壓板地板，地板上面鋪有地板革。押運間內(nèi)部四周的墻面裝厚l5mm的PVC內(nèi)襯板，車頂上裝有厚5mm的PVC內(nèi)襯板。押運間是押運人員在押運途中工作及休息的場所，內(nèi)部配有必要的設(shè)備，在靠間壁墻的角部設(shè)有1張單人床鋪．可供押運人員休息用；間壁墻上還裝有茶桌．用來放置茶杯等物品；在1位側(cè)墻上有供押運人員休息用的活動椅．不用時可以支起以便節(jié)省空間；在床鋪對面設(shè)有便器，方便了工作人員的生活起居；另外在靠端墻一側(cè)備有放置水箱的支架以及滅火器。押運間是運輸途中押運人員的工作及生活空間，結(jié)構(gòu)緊湊，布局比較合理。

車體鋼結(jié)構(gòu)分析計算4.1車體鋼結(jié)構(gòu)的要求車體設(shè)計的總方針是保證使用、方便檢修、兼顧制造、在可能的條件下注意美觀和舒適。對于貨車棚車車體鋼結(jié)構(gòu)強度的要求：1.端墻的強度要求：A．端墻墻板采用模板或平鋼板時，端柱不少于兩根，其中心線之間的距離應(yīng)小于車輛內(nèi)寬的0.25倍。全部端柱的截面模數(shù)總和除以車體內(nèi)高應(yīng)不小于120cm/m。B．端墻墻板采用壓筋鋼板或平鋼板加橫帶（壓型桿件），而無端柱時，壓筋或橫帶（包括上端梁）的截面模數(shù)的總和除以斷墻面積（內(nèi)側(cè)），其數(shù)值不應(yīng)小于45cm/m。C．端墻兩角柱截面模數(shù)的總和除以車高，在棚車采用木墻板或平鋼板結(jié)構(gòu)是，應(yīng)不小于30cm/m；采用壓筋鋼板或平鋼板加橫帶的結(jié)構(gòu)是，應(yīng)不小于40cm/m。2.側(cè)柱的強度要求：側(cè)柱除了應(yīng)按所裝散粒貨物的側(cè)壓力進行強度校核外，還應(yīng)滿足如下要求：棚車一側(cè)全部側(cè)柱的截面模數(shù)總和除以側(cè)墻全長數(shù)值不應(yīng)小于30cm/m。側(cè)柱的板厚不小于4mm。3.車頂彎梁的強度要求：棚車車頂所有彎梁的截面模數(shù)的總和除以車頂水平投影面積，其數(shù)值應(yīng)不小于6cm/m。4.承載金屬包板的強度要求：車體的承載金屬包板，不論是平板還是壓筋板，應(yīng)不小于下列厚度：端板：4mm（上部）-5mm（下部）側(cè)板：2.5mm（上部）-4mm（下部）地板：6mm頂板：2mm在計算貨車車體鋼結(jié)構(gòu)的梁、柱、壓筋和橫帶等桿板組合構(gòu)件的截面模數(shù)是應(yīng)包括與該桿件相連并參加承載的一部分平鋼板，其每側(cè)寬度取為平鋼板本身厚度的20倍。4.2車體載荷及計算工況1.棚車車體的載荷。作用在車體上的載荷按照TB/T1335的規(guī)定作出選取如下：第一工況:縱向拉伸力取1125kN;壓縮力取1400kN。該力分別沿車鉤中心線作用十車輛兩端的前、后從板座上。這種力產(chǎn)生的應(yīng)力與垂向總載荷、側(cè)向力、扭轉(zhuǎn)載荷等所產(chǎn)生的應(yīng)力相加，其和不得大十第一工況的許用應(yīng)力。第二工況:縱向壓縮力取2250kN，該力有兩種作用方式:(一).沿車鉤中心線作用十車輛兩端的后從板座上(二).沿車鉤中心線作用十車輛一端的后從板座上，而為車輛及其所載貨物的慣性力所平衡。慣性力的大小按如下公式計算:N=2250式中N——車體總重產(chǎn)生的慣性力，kN。由這兩種作用方式產(chǎn)生的應(yīng)力分別與垂向載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力相加，其和不得大十第二工況的許用應(yīng)力。因轉(zhuǎn)向架采用常接觸彈性旁承，扭轉(zhuǎn)載荷施加在車體斜對角的兩個旁承上。旁承上施加的集中載荷用以下的公式計算:M=(F+F)b2式中F、F——分別為斜對角的兩個旁承上的集中載荷;b——兩個旁承的橫向間距，b=1520mm;Mo——扭轉(zhuǎn)載荷，為40N·m。一般取F=F，由上述公式可得F=F=26.32kN大容積行包快運棚車滿載時車輛總重為40t，車體部分的重量以26.9t計，由以下公式：N=2250可得車體總重產(chǎn)生的慣性力：N=1513.1kN。垂向總載荷Q為971.6kN。大容積行包快運棚車采用的是鋼地板，垂向總載荷扣除車體自重后以平均節(jié)點力的形式施加到地板面上，車體自重以體積力的形式加到車體上，由軟件自動計算。以均布載荷的方式施加垂向載荷是一種近似加載方式，這與車體靜強度試驗采用的加載方式相同。2.計算工況。有限元計算時按以下幾種計算工況進行計算:剛度工況:垂向靜載荷;強度工況1:垂向總載荷+扭轉(zhuǎn)載荷+側(cè)向力+1125kN縱向拉伸力;強度工況2:垂向總載荷+扭轉(zhuǎn)載荷+側(cè)向力+1400kN縱向壓縮力;強度工況3:垂向靜載荷+2250kN縱向壓縮力(第一種作用方式);強度工況4:垂向靜載荷+2250kN縱向壓縮力(第二種作用方式);3.強度和剛度評定標(biāo)準(zhǔn)。剛度標(biāo)準(zhǔn)采用底架承載的敞車、平車的剛度標(biāo)準(zhǔn)評定標(biāo)準(zhǔn)，即中梁和側(cè)梁的撓跨比應(yīng)不超過1/900;強度標(biāo)準(zhǔn)。

車鉤和緩沖裝置車鉤緩沖裝置是車輛的重要組成部分，它具有下列三個作用：(1)使機車和車輛或車輛和車輛相互連掛；(2)傳遞牽引力和沖擊力；(3)緩和沖擊。為了提高運輸效率，保證行車安全，車鉤緩沖裝置應(yīng)具有連掛方便、開鉤靈活、鎖鉤可靠、緩和沖擊性能好、適應(yīng)高速度運行和車輛載重能力不斷提高的需要等特點。隨著車鉤緩沖裝置結(jié)構(gòu)性能不斷完善，車輛運行的平穩(wěn)性得到了進一步的提高，使得貨物列車可以不致因車輛的縱向作用力而損壞貨物，旅客列車也能盡量減少旅客旅行中的疲勞；同時，還可以延長車輛的使用壽命。車鉤緩沖裝置由車鉤、緩沖器、鉤尾框、鉤尾扁銷、鉤尾扁銷螺栓及從板等附屬配件組成，它裝于車輛的兩端。一般車輛的車鉤緩沖裝置的組成如圖5-1所示。車鉤7和鉤尾框3通過鉤尾扁銷4組成一個整體，在鉤尾框內(nèi)安裝有前從板4、緩沖器2和后從板7(有的緩沖器不需要后從板)。車鉤是用來實現(xiàn)連掛車輛和傳遞牽引力及沖擊力的；緩沖器則是用來減少并緩和列車沖撞時產(chǎn)生的動力作用的；從板及鉤尾框是傳遞縱向力作用的零件。在車輛的運行中，車鉤緩沖裝置主要承受的是縱向作用的牽引力和沖擊力。承受牽引力時，力的傳遞順序是：由車鉤—鉤尾扁銷—鉤尾框—后從扳—緩沖器—前從板—前從板座—牽引梁。圖5-1車鉤緩沖裝置的組成1—車鉤；2—緩沖器；3—鉤尾框；4—鉤尾扁銷；5—鉤尾扁銷螺栓；6—前從板；7—后從板承受沖擊力時，力的傳遞順序是：由車鉤—前從板—緩沖器—后從板—后從板座—牽引梁。通過上面的分析可以知道，車鉤緩沖裝置無論承受牽引力或沖擊力，都是經(jīng)過緩沖器傳給底架牽引梁的。這樣，就有可能使車輛運行中的縱向作用力得到緩和和削減，改善車輛運行品質(zhì)。5.1車鉤貨車車鉤根據(jù)其開啟方式的不同，可分為上作用式和下作用式兩種，一般以上作用式為主。對于平車及設(shè)有端門的敞車，為了便于裝卸貨大多采用下作用式車鉤。本次設(shè)計的P65型車車鉤選用13號上作用式車鉤。13號車鉤的強度較大(靜拉力可達260噸)、適合大噸位貨車使用。其鉤身及鉤尾長為540毫米，鉤耳孔呈橢固形。另外，在鉤耳上鑄有護銷緣，這樣可以改善鉤舌銷的受力狀態(tài)，減少折損。在鉤頭下鎖銷孔的后方設(shè)有下鎖銷座，鉤尾銷孔為長圓形。13號車鉤由鉤體、鉤舌、鉤舌銷、鉤鎖鐵、鉤舌推鐵、上鎖銷(下鎖銷)等零件組成。如圖5-2所示。圖5-213號車鉤的構(gòu)造5.2緩沖器緩沖器的作用是緩和并衰減列車在起動、制動及調(diào)車作業(yè)時產(chǎn)生的沖擊力。這些沖擊力的全部或一部分被緩沖器吸收，從而改善了車輛之間的縱向受力狀態(tài)，提高了車輛運行的平穩(wěn)性，延長了車輛的使用壽命。它還可以減少貨物的損壞及增加旅客旅行的舒適感。我國現(xiàn)用的緩沖器，根據(jù)其作用性能可大體分為四種類型，即彈簧式、摩擦式、彈簧摩擦式及摩擦橡膠式。彈簧式緩沖器是利用彈簧的壓縮來緩和沖擊力的，在其復(fù)原時，能量便全部放出，所以它只能緩和沖擊力，而不能吸收沖擊能量；摩擦式緩沖器則是利用金屬物體的摩擦來衰減沖擊力，使車輛的縱向作用力得到緩和的；橡膠式緩沖器是利用橡膠分子間的內(nèi)摩擦及金屬片的彈性變形來緩和沖擊并消耗沖擊能量的。本次設(shè)計選用MT-3型緩沖器。MT-2、MT-3型緩沖器的出現(xiàn)，是為了適應(yīng)我國大秦線開行6000t至10000t重載單元列車，主要干線開行5000t級重載列車，以及發(fā)展25t軸重大型貨車的需要而研制和開發(fā)的新一代大容量通用貨車緩沖器。其實參照美國AAR-901E標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)的Mark-50型緩沖器的結(jié)構(gòu)所研制的一種彈簧摩擦式緩沖器。MT-2與MT-3型結(jié)構(gòu)和外形尺寸完全相同。MT-3型容量為45kJ，可用于一般的通用貨車。該型緩沖器由摩擦金屬彈性元件組成，其結(jié)構(gòu)如圖5-3所示。圖5-3MT-3型緩沖器結(jié)構(gòu)1-箱體、2-銷子、3-外固定板、4-動板、5-中心楔塊、6-銅條、7-楔塊、8-固定斜板、9-復(fù)原彈簧、10-彈簧座、11-角彈簧座、12-外彈簧座、13-內(nèi)彈簧座、14-角彈簧當(dāng)緩沖器受沖擊時，中心楔塊5與楔塊7沿著固定斜板8滑動，同時夾緊動板4。當(dāng)楔塊移動到一定距離后與動板4一起移動，這時動板4、固定斜板8和外固定板3構(gòu)成另一組摩擦部分，消耗吸收一部分動能，并共同推動彈簧座10壓縮內(nèi)、外彈簧12、13的角彈簧14，講一部分沖擊動能轉(zhuǎn)變?yōu)閺椈傻奈荒?。?dāng)緩沖器卸載時，復(fù)原彈簧9借助彈力使中心楔塊5復(fù)位，防止卡滯。

轉(zhuǎn)向架本設(shè)計要求構(gòu)造速度為120km/h，我們以轉(zhuǎn)K2為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，來選用該車的轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)K2是裝用變摩擦減振裝置的鑄鋼三大件式轉(zhuǎn)向架。搖枕、側(cè)架采用B級鋼鑄造；中央懸掛系統(tǒng)采用兩級剛度彈簧，減振彈簧高于搖枕彈簧；在兩側(cè)架間加裝了側(cè)架彈性下交叉支撐裝置；采用雙作用常接觸彈性旁承；采用提速雙列圓錐滾子軸承及提速車輪；車輪踏面形狀采用LM型磨耗型踏面；加裝含油尼龍心盤磨耗盤；基礎(chǔ)制動裝置采用組合式制動梁、鍛造中拉桿。其結(jié)構(gòu)如圖。圖6-1轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)圖圖6-2轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架三維實體圖轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架主要參數(shù)及尺寸:軌距1435mm軸重21t軸型自重商業(yè)運營速度120km/h通過最小曲線半徑100m工作環(huán)境溫度℃(合成材料件滿足一50℃一十150℃要求)軸距1750mm旁承中心距l(xiāng)520mm下心盤面直徑355mm下心盤面（含心盤磨耗盤）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734mm側(cè)架下平面至軌面高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限界：符合GB14611-83《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路機車車輛限界》車限-1B的要求轉(zhuǎn)向架強度：符合TB/T1335-1996《鐵道車輛強度設(shè)計及試驗鑒定規(guī)范》動力學(xué)性能指標(biāo)：符合GB5599-85《鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定規(guī)范》6.1輪對組成及軸承采用HDS或HDSA輾鋼輪或HDzC鑄鋼輪，型LZW50鋼車軸，采用352226或SKFl97726提速軸承。為了保證轉(zhuǎn)向架在吊運過程中輪對不與轉(zhuǎn)向架分離，在側(cè)架導(dǎo)框里側(cè)安裝擋鍵。6.2側(cè)架組成轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架側(cè)架組成結(jié)構(gòu)見圖6-3所示。支撐座通過沿側(cè)架大體中心線上下兩條焊縫焊接在側(cè)架上，組裝位置必須用專用組焊工裝保證，配合面允許打磨修配；左、右滑槽磨耗板為卡入式；側(cè)架立柱磨耗板通過兩個折頭螺栓與側(cè)架立枝緊固。圖6-3轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架側(cè)架組成減振裝置由側(cè)架立柱磨耗板、斜楔、搖枕斜面磨耗板以及雙卷減振簧組成。圖6-4減振裝置6.3搖枕組成轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架搖枕組成見圖6-5，由固定杠桿支點座組成、托架組成、搖枕、下心盤、斜面磨耗板組成。搖枕材質(zhì)為B級鋼，下心盤螺栓為GB31．1—88的M22螺栓(強度等級10．9級)，螺母為BY—B、BY—A、FS型防松螺母(強度等級10級)，因上拉條越過搖枕上平面，為防止上拉條磨搖枕上平面安裝托架組成。圖6-5轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架搖枕組成基礎(chǔ)制動裝置由左右組合式制動梁中拉桿組成(分1位和2位)，固定杠桿，固定杠桿支點，游動杠桿，高摩合成閘瓦，各種規(guī)格的耐磨銷套組成。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。圖6-6轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動裝置三維實體圖6.4側(cè)架彈性下交叉支撐裝置采用側(cè)架彈性下交叉支撐裝置(見圖6—7)，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)臨界速度，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)向架的曲線通過性能，顯著減少輪軌磨耗。圖6-7轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架彈性下交叉支撐裝置6.5雙作用常接觸彈性旁承貨車運行速度的提高，要求采用常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(見圖6—8)，由于上下旁承之間無間隙而又有接觸彈性，也增加了車體在轉(zhuǎn)向架上的側(cè)滾穩(wěn)定性。同時，為了防止貨車曲線運行時車體發(fā)生過大傾角，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)傾角受到限制，而且由于滾子的滾動而不至增大回轉(zhuǎn)阻力矩，影響曲線通過性能。圖6-8雙作用常接觸彈性旁承6.6中央懸掛系統(tǒng)兩級剛度彈簧采用內(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，而在重車時彈簧具有較大的剛度，以承受重車的載荷，這樣可使貨車轉(zhuǎn)向架的空、重車彈簧靜撓度都在合理范圍內(nèi)，見圖6-9。圖6-9兩級剛度彈簧6.7心盤磨耗盤貨車上、下心盤的磨耗是貨車運用中的慣性問題，其檢修工作量較大，且檢修質(zhì)量的好壞直接威脅行車的安全。為了減少貨車上、下心盤的磨損，在轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架中采用了經(jīng)過長期應(yīng)用考驗證明耐磨性能優(yōu)良的心盤磨耗盤，材質(zhì)為鑄模式特種含油尼龍。該心盤磨耗盤介于上、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，這就完全避免了上、下鋼質(zhì)心盤問的直接磨損，也改善了上、下心盤面的承載勻衡性。經(jīng)運用試驗，這種含油尼龍心盤磨耗盤運用5—6年后磨耗輕微，深受現(xiàn)場歡迎。因此采用含油尼龍心盤磨耗盤可以有效提高上、下心盤的使用壽命。圖6-10含油尼龍心盤磨耗盤采用以上技術(shù)后，既提高了轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的動力學(xué)性能，又提高了易磨易損件的耐磨性，延長了轉(zhuǎn)向架的檢修期限和使用壽命，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。

制動裝置空氣制動機裝置采用120型控制閥、KZW-4G型空重車自動調(diào)整裝置、254mmx254mm旋壓密封式制動缸、ST2-250型雙向閘瓦間隙自動調(diào)整器、高摩合成閘瓦等；人力制動裝置采用NSW型臥式制動機。7.1120型貨車空氣控制閥120閥由中間體、主閥、半自動緩解閥和緊急閥等四部分組成：(1)中間體。120閥的中間體與103閥的中間體作用相同，是用來安裝主閥和緊急閥，并用四個M20的螺栓和螺母將整個閥吊裝在車輛底架上。還起連通列車主管、副風(fēng)缸、制動缸、加速緩解風(fēng)缸與主閥，緊急閥的各個氣路的作用。(2)主閥。主閥（包括緩解閥）控制著充氣、緩解、制動、保壓等作用，是控制閥組成中最主要的部分。它由作用部、減速部、局減閥，加速緩解閥和緊急二段閥等五個部分組成。主閥體設(shè)計為方形，外形較美觀，加工時也便于裝夾，為自動化生產(chǎn)提供了方便條件。

(3)半自動緩解閥。半自動緩解閥（以下簡稱緩解閥）的功用是手動排出制動缸的壓力空氣，使制動機緩解，也可以使副風(fēng)缸、加速緩解風(fēng)缸等的壓力空氣全部排出。

(4)緊急閥。緊急閥的作用是在緊急制動時加快列車管的排氣（緊急局減作用），使緊急制動的作用可靠，提高緊急制動靈敏度和緊急制動波速。120閥性能參數(shù)：(1)列車管壓力500kPa，能適用于600kPa。

(2)具有充氣、減速充氣、緩解、加速緩解、常用制動、保壓、緊急制動等作用。

(3)采用直接作用方式二壓力機構(gòu)。

(4)與空重車閥配套組成空、重車的無級調(diào)整，與球芯折角塞門、密封式制動缸、雙向閘瓦自動調(diào)整器、高摩擦系數(shù)合成閘瓦等高新技術(shù)配套使用。能滿足最高時速為80km、長度1500m，重量10000t的重載貨物列車及最高時速為100km的快運貨物列車在規(guī)定距離內(nèi)停車的要求。緊急制動波速達到250m/s以上，常用制動波速不小于180m/s，緩解波速不小于150m/s。

(5)能與JZ-7、26-L、ET-6、DK-1等機車制動機匹配，適應(yīng)機車制動機壓力保持操縱要求。

(6)設(shè)有半自動緩解閥。

(7)適應(yīng)環(huán)境溫度范圍為-50℃～70℃；可在解凍庫零上110℃、3小時高溫解凍后，恢復(fù)常溫后保持原有工作性能；低溫性能為在-50℃的環(huán)境溫度下保持48小時后，在-50℃的低溫下，保持原有工作性能。

(8)性能和作用能與國內(nèi)現(xiàn)有貨車閥無條件混編，與客車閥按規(guī)定進行混編。7.2旋壓密封式制動缸包括有組成氣缸的缸體和前蓋，在缸體內(nèi)安裝有可軸向往復(fù)移動的活塞，活塞上固定有活塞桿，活塞桿延伸穿出前蓋上的孔，在孔內(nèi)側(cè)固定有彈簧座，套裝在活塞桿外的緩解彈簧安裝在彈簧座和活塞之間，活塞桿內(nèi)安裝有可在活塞桿內(nèi)軸向移動的推桿，推桿的自由端與制動桿系連接，在活塞桿的自由端固定有卡銷，卡銷上固定有彈簧擋圈，在推桿的尾端固定有擋銷，擋銷上固定有彈簧托，在彈簧擋圈和彈簧托之間安裝有復(fù)原彈簧。本實用新型旋壓密封式制動缸有利于保證閘瓦與車輪的正常間隙，解決了組合式制動梁閘瓦回復(fù)難的問題，同時預(yù)防了閘瓦的自行加力，并且造價較低、作用可靠，故障率低。圖7-1旋壓密封式制動缸7.3KZw-4G型空重車自動調(diào)整裝置KZw一4G型空重車自動調(diào)整裝置是在鐵科院機輛所研制的KZw一4型空重車自動調(diào)整裝置基礎(chǔ)上的改進產(chǎn)品。該裝置安裝在貨車上取代手動空重車轉(zhuǎn)換機構(gòu)。它能根據(jù)車輛載重，在一定范圍內(nèi)自動無級地調(diào)整制動缸的壓力，從而有效地改善車輛的制動性能，使車輛從空車至重車的不同載重狀態(tài)下的制動率變化范圍大大縮小，各車輛的制動率比較均勻。可減少混編列車在制動時車輛之間的縱向沖擊力;省去人工扳動空重車手柄的繁重勞動;避免因人為錯調(diào)、漏調(diào)空重車手柄而造成重車制動力不足或空車制動力過大，從而可大大減少擦輪事故，減少車輪消耗及車輛維修工作量;保證行車安全，提高運輸效率，降低運輸成本，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。圖7-2KZw一4G型貨車空重車自動調(diào)整裝置作用原理1—觸頭；2—復(fù)位彈簧；3—支架；4—抑制盤；5—調(diào)壓彈簧；6—復(fù)原彈簧；7—觸桿；8—中間體：9—模板；10—推桿；11—顯示牌；12—顯示彈簧；13—顯示活塞；14—限壓閥活塞；15—限壓閥夾芯閥；16—壓力彈簧；17—傳感閥活塞；18—傳感閥夾芯閥；19—夾芯閥彈簧。7.4制動距離校核根據(jù)2004年7月鐵道部發(fā)布的《鐵路主要技術(shù)政策》規(guī)定,貨物列車緊急制動距離如下：對于本次設(shè)計的貨物列車而言，其運行速度為120km/h，采用21t軸重轉(zhuǎn)向架，所以制動距離不能超過1100m。機車選用型電力機車一臺，列車編組40輛，列車管定壓為500kPa，機車計算重量P=138t。車輛自重25.6t，載重40t,120型制動機，列車初速為120km/h。查表《運用中的中國鐵路機車、車輛每輛車的換算閘瓦壓力（KN）》（如圖7-3）得到內(nèi)燃機車的換算閘瓦壓力為650KN，當(dāng)列車管定壓為500kPa時，120型制動機，重車位高磨合成閘片的換算閘瓦壓力為250KN