宋元全 王淑榮 韓鵬飛

摘 要 HXN3B機車是大連機車車輛有限公司自主研發(fā)的大功率交流傳動調車內燃機車。機車為單司機室，外走廊結構，采用底架承載。本文主要介紹了HXN3B交流傳動調車機車底架的結構設計，以及靜強度計算

關鍵詞 底架 端部 燃油箱 輕量化 靜強度

1 ．前言

HXN3B交流傳動調車內燃機車車體采用底架承載外走廊單司機室結構， 機車由前至后分別為輔助室、司機室、電氣室、通風室、動力室、冷卻室和制動室。司機室采用懸浮式減振結構。機車周邊布置走臺板及登車和安全扶手。為安裝及檢修方便，輔助室和司機室為一體結構，電氣室、冷卻室、制動室為整體結構，通風室、動力室頂蓋為可拆卸結構，側墻也采用可拆式結構。機車燃油箱采用與底架一體的整體式結構，燃油箱總容量可以達到7500L。

2 ．HXN3B機車底架結構

2.1概述

HXN3B交流傳動調車機車為底架承載結構，機車裝用12V265柴油機，它與底架座梁間采用鋼性聯(lián)接，沒有橡膠減震。在機車運行過程中，勢必增強了柴油機對底架的沖擊振動，于是就對車體底架的抗疲勞強度及抗振能力等提出了更高的要求。同時由于機車軸重的限制，車上部件重量卻在不斷增加，所以機車底架的設計就要求在保證其有足夠的強度、剛度的同時還要保證輕量化。此次根據(jù)HXN3B機車的整體強度，輕量化等要求，設計采用底架與燃油箱一體的承載方式。

2.2底架結構

底架分為前端部、后端部、燃油箱、中梁、牽引橫梁、邊梁、底架附件等幾大部分組成，主要結構材質均采用Q345E鋼。為了保證機車底架結構的輕量化，底架結構采用薄板進行拼接，通過分析計算進行結構校核及優(yōu)化。同時，還要深入研究生產(chǎn)過程中薄板焊接所產(chǎn)生的焊接變形，減少焊縫金屬重量，以及采用世界先進焊接制造技術等問題。

2.2.1前后端部

機車前后端部結構基本相同，主要起著傳遞機車的縱向牽引力、制動力及縱向沖擊載荷的作用。端部主要結構由牽引梁裝配、斜撐、前端板及一些蓋板組成。為了結構輕量化的目的，端部結構中的筋板均采用打孔形式進行減重。

端部結構

HXN3B機車選用102型車鉤及鉤緩系統(tǒng)，該鉤緩系統(tǒng)與我國常用的13號（13A）、15號車鉤及其鉤緩系統(tǒng)有很大不同，故本車在端部牽引梁車鉤箱的結構設計上，借鑒以往成熟車型設計思路，設有前后從板座，并有針對性的增加鉤尾框側磨耗板和車鉤擺角限位板。

牽引梁剖面

2.2.2燃油箱

燃油箱除了實現(xiàn)其本身作為燃油箱的功用之外，同時與底架聯(lián)接成一體，主要起著承載柴油發(fā)電機組的重量以及沖擊振動載荷，同時傳遞牽引力與制動力。

2.2.2.1燃油箱結構

燃油箱由左右兩部分組成，采用縱橫交錯的隔板結構，大大提高了其剛度，使得底架中部燃油箱部分撓度接近于零。箱體內部的隔板同時還具有擾流的作用，以減小機車運行過程中箱內燃油的沖擊。燃油箱上部有柴油發(fā)電機組安裝座，六個安裝座的平行度少于0.2mm。在燃油箱兩側設有蓄電池箱結構。

2.2.2.2燃油箱附件

箱體內部裝有吸油管、回油管、排氣機構、液位儀吹氣管等。其中吸油管管徑為?33.5 mm，吸油口距離底面30mm，既可以保證燃油的正常吸入，又可以最大化的使用燃油箱中的燃油。油箱中部兩側分別裝有兩個加油口、數(shù)字顯示油位儀、緊急停油按鈕等。油箱底部兩側有排油口。箱體內部設有排氣機構，使得箱體內部氣壓與外部達到平衡。司機室顯示屏可顯示油箱油位，精度少于1%，反應時間不大于2min。

2.2.3 中梁

中梁共四根，分別連接燃油箱與前后端部。中梁采用箱型梁結構。因中梁跨度較大，箱形梁是最好的結構形式，它的閉合薄壁截面抗扭剛度很大，具有良好的動力特性和較小的收縮變形值。

3 3．HXN3B機車底架結構靜強度計算

在機車底架結構設計的過程中，對底架進行強度和疲勞計算分析。按照EN12663：2010標準和標書中的具體要求，對車體強度和疲勞計算工況進行分析并優(yōu)化了車體結構。

圖示為2670kN拉伸工況下底架變形云圖

對于靜強度計算工況，計算得出的車體變形與此類結構通常所容許的相符，所得到的母材應力在考慮安全系數(shù)的情況下均小于許用應力，在常見工況下的車體撓度值在合理的范圍內。由此說明車體結構符合要求。

4 ．結束語

HXN3B型調車內燃機車底架采用高強度、輕量化設計，運用先進的整體式燃油箱結構參與承載。該機車底架的研制成功，將搭建成我國新一代交流傳動調車機車底架的設計技術平臺。

5．

參考文獻：

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