高宏強(qiáng)， 張良

（包頭北方創(chuàng)業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古包頭014030）

1 引 言

CW1 型米軌敞車是包頭北方創(chuàng)業(yè)股份有限公司為印度尼西亞生產(chǎn)的運煤專用敞車。該車用于1067mm 軌距鐵路，主要運輸煤炭并可與翻車機(jī)匹配進(jìn)行卸貨作業(yè)。該車于2010 年11月完成總體方案設(shè)計，2011 年委托北京交通大學(xué)、西南交通大學(xué)進(jìn)行了疲勞分析計算和車輛動力學(xué)計算。同年6 月完成了樣機(jī)試制，并委托四方車輛研究所進(jìn)行了車體靜強(qiáng)度試驗和用戶要求的型式試驗，樣車通過用戶驗收后已投入批量生產(chǎn)并交付印度尼西亞使用。

2 主要性能參數(shù)及尺寸

載重50t，自重≤22t，軸重18t，軌距1067mm，車輛長度14862mm，車輛定距10830mm，車輛最大高度3025mm，車輛最大寬度3100mm，車鉤中心線高770mm，主線車輛通過最小曲線半徑為150m，支線車輛通過最小曲線半徑為80m，設(shè)計速度為80km/h。

限界：符合印度尼西亞限界要求。

3 技術(shù)特點

（1）該車底架采用無下側(cè)梁結(jié)構(gòu)，地板與側(cè)墻采用圓弧板連接，側(cè)墻與地板夾角93°，提高了車輛采用翻車機(jī)卸貨時貨物的卸凈率。

（2）車鉤采用F 型固定車鉤與旋轉(zhuǎn)車鉤及配套的鉤尾框，可實現(xiàn)不摘鉤連續(xù)翻轉(zhuǎn)卸貨；采用MT-3 型緩沖器，提高了車輛的可靠性。

（3）制動系統(tǒng)采用knorr 制動裝置，性能穩(wěn)定可靠。（4）轉(zhuǎn)向架采用鑄鋼三大件式轉(zhuǎn)向架，結(jié)構(gòu)簡單，運用可靠。

圖1

4 主要結(jié)構(gòu)

為保證與印度尼西亞用戶地面裝卸貨設(shè)施相匹配，滿足車輛不摘鉤翻車機(jī)卸貨作業(yè)，該車主要結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1 所示。

（1）底架組成：底架組成是由中梁、枕梁、端梁、橫梁、縱向梁及鋼地板等零部件組成的焊接結(jié)構(gòu)。中梁采用兩根乙字型鋼組焊而成，將心盤座與后從板座設(shè)計為一體式鑄鋼結(jié)構(gòu)，并采用了整體沖擊座，通過焊接方式與中梁連接。在枕、橫梁之間設(shè)置縱向梁連接，并取消通長下側(cè)梁。上心盤的尺寸保持與用戶現(xiàn)有車輛一致，以滿足互換性要求，并鉚接于中梁下部。地板采用09CuPCrNi-A 耐候鋼，并設(shè)有排水孔。

（2）側(cè)墻組成：側(cè)墻設(shè)計為帶傾角結(jié)構(gòu)，便于翻車機(jī)卸貨時介質(zhì)的卸凈。采用變截面帽型鋼側(cè)柱，以保證裝配后側(cè)墻的傾角。側(cè)墻兩端的側(cè)板處采用側(cè)橫帶支撐，提高其抗剪能力，并配有外部、內(nèi)部扶梯、腳蹬，以方便工作人員進(jìn)出。

（3）端墻組成：端墻為板柱結(jié)構(gòu)。考慮車體受力情況，兩角柱間選用橫帶支撐，角柱為矩形鋼管，隨側(cè)板傾斜一定角度。上端緣與上側(cè)梁接口位置設(shè)有角部加強(qiáng)鐵。端板采用上下兩片搭接形式，便于保證端板與中梁的組裝間隙。

（4）撐桿裝置：為防止車輛側(cè)墻的向內(nèi)、向外變形，提高側(cè)墻的剛度，在車體內(nèi)部安裝四組水平撐桿裝置。撐桿材質(zhì)采用無縫鋼管，與車體間采用方便、可靠的螺栓連接。

（5）制動裝置：制動裝置采用符合UIC 標(biāo)準(zhǔn)的knorr空氣制動系統(tǒng)；主要由KE2DVSL/A 型控制閥、DRV2A-600H 型閘瓦間隙調(diào)整器、12 英寸制動缸、100L 儲風(fēng)缸、制動軟管連接器和折角塞門等組成。在車輛固定車鉤端設(shè)置手制動裝置，采用螺旋式手制動機(jī)。

（6）車鉤緩沖裝置：采用符合AAR 標(biāo)準(zhǔn)的F 型固定車鉤和FR 型旋轉(zhuǎn)車鉤及配套的鉤尾框。緩沖器裝用MT-3 型緩沖器。

（7）轉(zhuǎn)向架：轉(zhuǎn)向架為鑄鋼三大件式結(jié)構(gòu)，采用變摩擦阻尼的楔塊式減振裝置；采用雙作用彈性旁承、尼龍心盤磨耗盤；基礎(chǔ)制動裝置為中拉桿結(jié)構(gòu)的單側(cè)滑槽制動形式，低磨合成閘瓦。

5 計算及試驗情況

5.1 疲勞仿真分析

2010 年4 月，委托北京交通大學(xué)采用AAR 機(jī)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)M-1001-97“貨車設(shè)計制造規(guī)范”中確定載荷譜和“BS EN 1993-1-9：2005 Euro code 3：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”中的疲勞壽命預(yù)測方法及S-N 曲線，對CW1 型米軌敞車設(shè)計方案進(jìn)行了疲勞仿真分析計算，結(jié)果表明該車體各部位結(jié)構(gòu)的疲勞壽命均大于600 萬km。

5.2 動力學(xué)性能仿真分析

2010 年4 月，委托西南交通大學(xué)對CW1 型米軌敞車設(shè)計方案進(jìn)行了動力學(xué)性能仿真計算，結(jié)果如下：

（1）空車工況車輛的臨界速度為101km/h，重車臨界速度為108km/h，空重車臨界速度均高于最高運行速度80km/h 的110%；能夠滿足運行要求，并且穩(wěn)定性具有一定的裕量。

（2）在所計算的速度范圍和曲線工況下，輪軸橫向力最大值、脫軌系數(shù)最大值和輪重減載率最大值都能夠滿足GB5599-85 的要求，能夠保證安全運行。

（3）在美國五級譜的激勵下，速度在90km/h 以下范圍內(nèi)，空、重車的橫向、垂向平穩(wěn)性指標(biāo)和平均最大加速度均為優(yōu)，車體振動最大加速度垂向均小于0.7g，橫向均小于0.5g。

5.3 靜強(qiáng)度試驗

2011 年6 月委托青島四方車輛研究所，在包頭對CW1 型米軌敞車樣車進(jìn)行了車體靜強(qiáng)度試驗，分別對車體在縱向載荷、垂向載荷、側(cè)向力、頂車載荷和翻車機(jī)工況作用下的強(qiáng)度進(jìn)行了試驗驗證。試驗結(jié)果表明：CW1型敞車車體強(qiáng)度滿足TB/T1335-1996 的要求，并具有一定的強(qiáng)度儲備。

車體剛度試驗與垂向靜載荷試驗同時進(jìn)行，測量中梁中央處和心盤處的位移值，并計算中梁中央處相對于心盤處的撓度。中梁中央處相對于心盤處撓度為3.52mm，撓跨比為0.49/1500＜1/1500，滿足設(shè)計和用戶要求。

5.4 線路運行試驗

2011 年11 月，首批CW1 型米軌敞車在印度尼西亞用戶指定線路上進(jìn)行了車輛線路運行試驗，運行性能穩(wěn)定、狀態(tài)良好，符合運用要求。

6 結(jié) 論

通過樣車試制及相關(guān)試驗，以及運用考驗，CW1 型米軌敞車符合標(biāo)準(zhǔn)及用戶使用要求，效果良好。