淺談100%低地板輕軌車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架

淺談100%低地板輕軌車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架

目前，30多個國家的許多城市已經(jīng)開通了低軌電車，而低軌電車的100%以上主要由法國、德國和加拿大等發(fā)達(dá)國家壟斷。本公司為了突破發(fā)達(dá)國家的技術(shù)壟斷,很早就開始低地板有軌車的研發(fā)設(shè)計,2003年為長春輕軌研發(fā)設(shè)計的70%低地板輕軌車,運行狀況良好,多年的運行結(jié)果表明該車是綠色環(huán)保的,具有良好的安全性和可靠性。在此基礎(chǔ)上,又加大研發(fā)設(shè)計的投入,先后攻克了獨立輪轉(zhuǎn)向架、輕量化車體、牽引傳動及控制系統(tǒng)、整車系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù),自主研制了100%低地板輕軌車,為現(xiàn)代城市軌道交通提供了全新的選擇。為土耳其提供的100%低地板輕軌車車廂地板僅高出軌面35cm,乘客上下車無需站臺,極大地方便了老人、兒童和殘障乘客的通行。該車采用輕量化鋁合金車體,最高運行時速為70km,噪音遠(yuǎn)低于汽車和公交車。列車動力來自于軌道上空專門架設(shè)的接觸網(wǎng),通過智能動力管理系統(tǒng)與再生制動相結(jié)合,極大地提高了能源的利用效率,真正實現(xiàn)污染零排放,體現(xiàn)了綠色、智能的交通理念。該車轉(zhuǎn)彎半徑小,通過最大坡道可達(dá)70‰,在城區(qū)狹小地帶能夠暢通行駛,舒適平穩(wěn),具有節(jié)能、環(huán)保和方便乘客等顯著優(yōu)點,是目前世界范圍內(nèi)“最綠色”的交通工具之一。1100%低地板配備了軌電車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)車輛轉(zhuǎn)向架需滿足整車的使用條件,并保證車輛運行安全性和舒適性。1.1使用條件1.1.1環(huán)境或存放溫度海拔高度:≤1200m;環(huán)境溫度:-25~+40℃;使用(或存放)環(huán)境溫度:-25~+42℃;最濕月月平均最大相對濕度:≤90%(該月月平均最低溫度為25℃)。1.1.2鐵路條件最高運行速度:70km/h;線路平面最小曲線半徑:19m;最小豎曲線半徑:1000m;軌距:1435mm。1.2列車數(shù)據(jù)1.2.1車輛的從構(gòu)設(shè)計列車由4個模塊編組組成,其中3個模塊裝有動力轉(zhuǎn)向架,1個模塊裝有非動力轉(zhuǎn)向架。編組方式:-Mc+M*TP+Mc-。圖1中Mc為安裝動力轉(zhuǎn)向架和司機(jī)室的動車模塊;M為安裝動力轉(zhuǎn)向架的動車模塊;TP為安裝受電弓和非動力轉(zhuǎn)向架的拖車模塊。1.2.2懸架、懸掛方式設(shè)計速度為80km/h,試驗速度為88km/h,軸距為1850mm,軌距為1435mm,車輪直徑(新/全磨耗)為600mm/540mm,軸質(zhì)量為10t,懸掛方式為一、二系均為橡膠彈簧,制動方式為盤形制動+磁軌制動。1.3主要裝置和設(shè)備動力轉(zhuǎn)向架包括:構(gòu)架、動力輪軸、一系懸掛、二系懸掛、牽引拉桿、液壓制動裝置、磁軌制動裝置、驅(qū)動裝置、撒砂裝置、輪緣潤滑裝置和掃石器。非動力轉(zhuǎn)向架包括:構(gòu)架、非動力輪軸、一系懸掛、二系懸掛、牽引拉桿、液壓制動裝置、磁軌制動裝置。動力轉(zhuǎn)向架與非動力轉(zhuǎn)向架采用相同的一、二系懸掛、牽引拉桿、磁軌制動裝置。2100%低地板具有軌道電車轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征2.1用于材料的材料制造100%低地板有軌電車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的材料有Q345D,Q345E,S355J2W+N的板材和管材。2.2有軌電車轉(zhuǎn)向架100%低地板有軌電車轉(zhuǎn)向架分為動車轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架,它們主要區(qū)別在于動車轉(zhuǎn)向架側(cè)梁上有齒輪箱吊座,而拖車轉(zhuǎn)向架則沒有。有軌電車轉(zhuǎn)向架由側(cè)梁組成、橫梁組成、端梁組成和構(gòu)架等部件組成。100%有軌電車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)如圖2所示。3100%低地板安裝工藝包括軌道電車框架3.1板厚板厚的下料、拋丸、校平鋼板在下料前和折彎后都需要進(jìn)行預(yù)處理,采用的是拋丸處理;拋丸后采用激光、等離子和火焰切割分別對板厚在16mm以下和16mm以上的板材進(jìn)行下料;下料后按設(shè)計要求的ISO9013等級檢查表面質(zhì)量,等離子弧下料配件需進(jìn)行二次拋丸處理;采用數(shù)控板材校平機(jī)對其進(jìn)行校平,校平后用平尺檢查。由于在組裝焊接后會發(fā)生焊接變形及收縮,因此下料板材也應(yīng)留有放量,保證焊后尺寸,減少焊后調(diào)修。3.2調(diào)修和檢測板材采用數(shù)控折彎機(jī)進(jìn)行折彎,折彎后用銅錘進(jìn)行調(diào)修,調(diào)修后用樣板進(jìn)行檢測,其滿足設(shè)計要求。板材折彎后,用立式加工中心或數(shù)控立式銑床加工坡口。3.3點固焊焊接質(zhì)量由于側(cè)、橫梁都是箱形焊接結(jié)構(gòu),組裝時基本都采用立板與肋板組裝后與下蓋板組裝,再扣上蓋板的順序進(jìn)行組裝;在組裝前應(yīng)先檢查各單件的尺寸、坡口尺寸和鈍邊是否滿足要求,同時在組裝過程中要保證組裝各部件時的間隙,以保證焊接質(zhì)量。組裝后,檢查各組件尺寸,并對焊縫區(qū)域兩側(cè)各寬20mm范圍內(nèi)打磨至金屬光澤,不得有油污、銹蝕、油漆等,打磨后對部件進(jìn)行點固焊接。施焊前,應(yīng)檢查焊機(jī)性能是否良好,并在試板上按照焊接工藝文件調(diào)節(jié)點固焊參數(shù)。點固焊后應(yīng)對焊縫的引弧和熄弧部位打磨,徹底去除引弧和熄弧部位的缺陷,并修磨成緩坡,有利于下道焊縫的焊接。4100%低地板焊接工藝包括帶軌電車框架的結(jié)構(gòu)4.1焊接工作試件的考核焊工上崗前不但要持有相應(yīng)的資格證書,還要通過焊接工作試件的考核才能上崗。焊前,檢查需工件是否組裝良好,施焊區(qū)域是否按照要求打磨到位,焊接設(shè)備及工裝是否運轉(zhuǎn)正常。4.2機(jī)械手焊接的檢測焊接時采用富氬混合氣體保護(hù)焊,保護(hù)氣體為φ(Ar)80%+φ(CO2)20%;按機(jī)械化程度分為半自動焊和機(jī)械手焊接。其中端梁焊接采用機(jī)械手焊接。4.3焊接材料氣體保護(hù)焊使用ISO14341-A-G383MG3Si1焊絲,直徑為1.2mm。4.4焊接工藝參數(shù)100%低地板有軌電車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接難度最大的是側(cè)梁。側(cè)梁折彎處彎度較大,焊接間隙容易超差;動車側(cè)梁組成中有齒輪箱吊座,側(cè)梁整體結(jié)構(gòu)為非對稱箱形結(jié)構(gòu),容易造成大的焊后變形,給焊后調(diào)修工作帶來困難。因此,通過運用焊接工藝試驗制訂合理的焊接順序,可以減少焊接變形。具體焊接順序為1→2→3→4,如圖3所示。側(cè)梁組成焊縫長度3200mm,焊縫形式為16HV(單面V形坡口,熔深16mm),為全焊透焊縫,手工焊接時,焊縫金屬填充采用4層5道,如圖4所示。焊接由于受組裝工裝和工藝條件限制,單件組裝后無法保證焊接間隙,因此對于要求全焊透的焊縫焊接質(zhì)量和實際操作帶來很大難度。通過用焊接試件模擬現(xiàn)場實際焊接情況,反復(fù)測試和檢測,確定可采用稍大焊接電流、電弧電壓在PC位置進(jìn)行打底焊接,此焊接工藝的熱輸入較大,可以保證打底焊道的焊透要求,填充層及蓋面層焊縫分別在PA和PB位置焊接,具體焊接工藝參數(shù)見表1。側(cè)梁上的齒輪箱吊座為鍛件,材料為Q345D鋼,板厚為50mm,從圖3中可以看出,齒輪箱吊座只在側(cè)梁外側(cè),在焊接后很容易造成側(cè)梁整體彎曲,因此在焊接時應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝參數(shù)進(jìn)行施焊,控制好道間溫度,焊接前對鍛件進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度為100~150℃。5為有軌電車提供了有力的保障100%低地板有軌電車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架制造通過合理的工藝方案,從開始對各環(huán)節(jié)進(jìn)行控制,既縮短