趙瑞山

[摘要}主要介紹了CKD8G型機車牽引緩沖系統(tǒng)的設(shè)計過程，其中包含了機車端部鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計及鉤緩裝置的介紹分析。

[關(guān)鍵詞]：CKD8G 端部 應(yīng)力 牽引緩沖

1.前言

CKD8G型機車是我公司2012年研發(fā)的出口客運內(nèi)燃機車，最高運行速度可達120Km/h。該車采用螺紋車鉤和側(cè)緩沖器的牽引方式，與傳統(tǒng)的國內(nèi)機車牽引方式有很大的區(qū)別。為了更好的將該鉤緩裝置運用于機車牽引上，必須合理的設(shè)計機車端部的牽引結(jié)構(gòu)，以確保機車正常運行的安全性與穩(wěn)定性。

2. 端部設(shè)計

2.1 端部設(shè)計依據(jù)

端部結(jié)構(gòu)是機車車體結(jié)構(gòu)重要的組成部分，其作用主要是傳遞列車運營、撞擊工況下的巨大縱向載荷，承載車體垂向載荷并連接轉(zhuǎn)向架，吸收和緩沖碰撞時的部分能量，保護車體。

由于該車采用螺旋鉤牽引方式，牽引工況與壓縮工況下受力部位不同，傳統(tǒng)的底架端部中間牽引梁加斜撐梁的結(jié)構(gòu)無法滿足壓縮工況下力的傳遞， 所以根據(jù)這種特有的牽引方式對端部結(jié)構(gòu)進行全新的設(shè)計，采用縱向三根箱型梁作為主要受力梁，分別滿足牽引拉伸兩種工況下的受力，具體為牽引工況下為中間牽引梁受拉伸，壓縮工況下則是兩側(cè)緩受壓。

2.2 結(jié)構(gòu)特點

該車端部主要由中間牽引梁和兩側(cè)的側(cè)緩梁組成。牽引工況下，中間牽引梁受拉力，因此牽引梁設(shè)計中沒有后從板座，只有前從板座，并且該梁后端與旁承梁直接相連，將牽引力傳遞給機車的整體結(jié)構(gòu)。壓縮工況下，兩側(cè)的側(cè)緩梁受壓力，側(cè)緩梁也是與以往機車端部區(qū)別最大的地方，由于該處承受機車縱向的壓力，為了更好的傳遞壓力，該梁由以往的斜撐梁變?yōu)閮筛v向的箱型梁，將其與司機室后墻下方的下橫梁相連，將壓力傳遞給邊梁，以免受力過于集中，更好的保護機車。

2.3 壓縮和拉伸工況下應(yīng)力分析

在此，壓縮工況和拉伸工況是整車縱向方向的受力情況。

壓縮工況下，縱向壓縮載荷FYS，在側(cè)緩沖座上，沿縱向作用2000kN的壓縮載荷，最大應(yīng)力產(chǎn)生在側(cè)緩沖器座內(nèi)側(cè)筋板處max=276.2MPa，拉伸工況下，縱向拉伸載荷FLS，在前從板座位置的車鉤中心線高度上，沿縱向作用1500kN的拉伸載荷，最大應(yīng)力產(chǎn)生在牽引梁圓弧處max=319.3MPa，均在許用應(yīng)力345MPa范圍之內(nèi)，而且受力傳遞流暢。

3 .牽引緩沖裝置

3.1國內(nèi)機車鉤緩裝置

目前，國內(nèi)內(nèi)燃機車主要采用102鉤緩裝置或電力機車采用13A型內(nèi)電鉤緩裝置。以上兩種都是車鉤與緩沖器一起作用，它由車鉤，緩沖器，鉤尾框，從板等組成一個整體，安裝于車底架端部的牽引梁內(nèi)。車鉤在牽引和拉伸工況下的受力都是通過后端的緩沖裝置進行力的傳遞。

3.2 CKD8G型機車鉤緩裝置

CKD8G型機車采用螺旋車鉤和側(cè)緩沖器。螺紋車鉤裝置由牽引鉤、牽引桿和鏈子鉤構(gòu)成，其組成位于車體中心線的車輛兩段，安裝在中間牽引梁內(nèi)部，起連掛和牽引作用。緩沖裝置為高分子彈性體或橡膠板，位于車鉤兩側(cè)端部端板上，起緩沖作用，在調(diào)車作業(yè)、過彎道、循環(huán)制動、緊急制動等工況時，承受較大壓力及壓縮方向的沖擊力。

3.3 技術(shù)參數(shù)

螺紋車鉤及側(cè)緩沖器技術(shù)參數(shù)：

螺紋車鉤的行程58mm或65mm

螺紋車鉤最小吸收能量為15 KJ.

聯(lián)結(jié)器最小破壞強度850KN

牽引桿和其他傳力裝置至少能承受1000 KN

聯(lián)結(jié)器長度，從連接環(huán)的內(nèi)側(cè)到螺紋車鉤螺栓和牽引鉤的連接銷處，必須滿足：—自由狀態(tài)長度986（+10，-5）；鎖緊狀態(tài)長度750（+10，-10）

側(cè)緩沖器最小吸收能量為15KJ.

側(cè)緩沖器初壓力大于10KN

側(cè)緩沖器的長度為650mm

側(cè)緩沖器行程為110mm

側(cè)緩沖器中心距為1860mm

螺紋車鉤的水平中心線距軌面高度 1020.5mm～1044.5mm

側(cè)緩沖器的水平中心線距軌面高度1020.5mm～1044.5mm

兩緩沖器中心間距2×930（±5）mm

車鉤銜接線中心線間距離： <21000 mm

3.4 車鉤組成

鉤后緩沖系統(tǒng)主要是在機車起動時，對車鉤拉力進行緩沖，一減少對前從板座的沖擊力，保護機車結(jié)構(gòu)。牽引掛鉤通過鉤尾銷與鉤后緩沖系統(tǒng)連接在一起，鏈子組成通過鉤頭銷與牽引掛鉤連接。連掛作業(yè)時，首先應(yīng)將鏈子組成的長度調(diào)節(jié)至最大長度，推動兩車，使兩車輛間的側(cè)緩沖器相互接觸，將鏈子組成的另一端掛入對面的牽引掛鉤內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鏈子組成上的手柄，直至鏈子組成在兩車輛間拉緊為止，完成連掛作業(yè)。

3.5 側(cè)緩沖器組成

緩沖器整體用螺栓將其連接座與端部端板連接，其內(nèi)部的緩沖彈性體用來調(diào)節(jié)受沖擊時的行程，使車輛在起動，制動以及過曲線時有適當(dāng)?shù)膲嚎s，將沖擊能量進行釋放，減小沖擊，提高車輛的穩(wěn)定和安全。機車連掛作業(yè)時，緩沖盤是直接受力的地方，應(yīng)當(dāng)有足夠的接觸面積，以避免機車在轉(zhuǎn)彎時，緩沖盤相互勾結(jié)。

3.6小結(jié)

CKD8G型機車已交付客戶使用，機車在正常運行條件下，端部的牽引緩沖結(jié)構(gòu)合理，強度能夠滿足機車?yán)旌蛪嚎s工況下的正常使用。螺紋車鉤及側(cè)緩沖器在使用中安全可靠，能夠保證車輛的安全運行，同時機車的牽引性能良好，能夠滿足客戶要求，連掛作業(yè)時車輛具有良好的曲線通過能力，最小通過曲線半徑R100m。

4.結(jié)論

我國國內(nèi)現(xiàn)有機車，大多采用傳統(tǒng)的牽引緩沖系統(tǒng)，而隨著公司的長久發(fā)展和不同的客戶需求，未來產(chǎn)品的多樣化也是必然趨勢。此次，CKD8G型機車牽引緩沖系統(tǒng)的設(shè)計，也意味著公司產(chǎn)品的多樣性和研發(fā)方面又向前邁進了一步，為占領(lǐng)市場做出了積極貢獻。該車端部的設(shè)計，也為今后類似產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)提供借鑒。endprint

[摘要}主要介紹了CKD8G型機車牽引緩沖系統(tǒng)的設(shè)計過程，其中包含了機車端部鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計及鉤緩裝置的介紹分析。

[關(guān)鍵詞]：CKD8G 端部 應(yīng)力 牽引緩沖

1.前言

CKD8G型機車是我公司2012年研發(fā)的出口客運內(nèi)燃機車，最高運行速度可達120Km/h。該車采用螺紋車鉤和側(cè)緩沖器的牽引方式，與傳統(tǒng)的國內(nèi)機車牽引方式有很大的區(qū)別。為了更好的將該鉤緩裝置運用于機車牽引上，必須合理的設(shè)計機車端部的牽引結(jié)構(gòu)，以確保機車正常運行的安全性與穩(wěn)定性。

2. 端部設(shè)計

2.1 端部設(shè)計依據(jù)

端部結(jié)構(gòu)是機車車體結(jié)構(gòu)重要的組成部分，其作用主要是傳遞列車運營、撞擊工況下的巨大縱向載荷，承載車體垂向載荷并連接轉(zhuǎn)向架，吸收和緩沖碰撞時的部分能量，保護車體。

由于該車采用螺旋鉤牽引方式，牽引工況與壓縮工況下受力部位不同，傳統(tǒng)的底架端部中間牽引梁加斜撐梁的結(jié)構(gòu)無法滿足壓縮工況下力的傳遞， 所以根據(jù)這種特有的牽引方式對端部結(jié)構(gòu)進行全新的設(shè)計，采用縱向三根箱型梁作為主要受力梁，分別滿足牽引拉伸兩種工況下的受力，具體為牽引工況下為中間牽引梁受拉伸，壓縮工況下則是兩側(cè)緩受壓。

2.2 結(jié)構(gòu)特點

該車端部主要由中間牽引梁和兩側(cè)的側(cè)緩梁組成。牽引工況下，中間牽引梁受拉力，因此牽引梁設(shè)計中沒有后從板座，只有前從板座，并且該梁后端與旁承梁直接相連，將牽引力傳遞給機車的整體結(jié)構(gòu)。壓縮工況下，兩側(cè)的側(cè)緩梁受壓力，側(cè)緩梁也是與以往機車端部區(qū)別最大的地方，由于該處承受機車縱向的壓力，為了更好的傳遞壓力，該梁由以往的斜撐梁變?yōu)閮筛v向的箱型梁，將其與司機室后墻下方的下橫梁相連，將壓力傳遞給邊梁，以免受力過于集中，更好的保護機車。

2.3 壓縮和拉伸工況下應(yīng)力分析

在此，壓縮工況和拉伸工況是整車縱向方向的受力情況。

壓縮工況下，縱向壓縮載荷FYS，在側(cè)緩沖座上，沿縱向作用2000kN的壓縮載荷，最大應(yīng)力產(chǎn)生在側(cè)緩沖器座內(nèi)側(cè)筋板處max=276.2MPa，拉伸工況下，縱向拉伸載荷FLS，在前從板座位置的車鉤中心線高度上，沿縱向作用1500kN的拉伸載荷，最大應(yīng)力產(chǎn)生在牽引梁圓弧處max=319.3MPa，均在許用應(yīng)力345MPa范圍之內(nèi)，而且受力傳遞流暢。

3 .牽引緩沖裝置

3.1國內(nèi)機車鉤緩裝置

目前，國內(nèi)內(nèi)燃機車主要采用102鉤緩裝置或電力機車采用13A型內(nèi)電鉤緩裝置。以上兩種都是車鉤與緩沖器一起作用，它由車鉤，緩沖器，鉤尾框，從板等組成一個整體，安裝于車底架端部的牽引梁內(nèi)。車鉤在牽引和拉伸工況下的受力都是通過后端的緩沖裝置進行力的傳遞。

3.2 CKD8G型機車鉤緩裝置

CKD8G型機車采用螺旋車鉤和側(cè)緩沖器。螺紋車鉤裝置由牽引鉤、牽引桿和鏈子鉤構(gòu)成，其組成位于車體中心線的車輛兩段，安裝在中間牽引梁內(nèi)部，起連掛和牽引作用。緩沖裝置為高分子彈性體或橡膠板，位于車鉤兩側(cè)端部端板上，起緩沖作用，在調(diào)車作業(yè)、過彎道、循環(huán)制動、緊急制動等工況時，承受較大壓力及壓縮方向的沖擊力。

3.3 技術(shù)參數(shù)

螺紋車鉤及側(cè)緩沖器技術(shù)參數(shù)：

螺紋車鉤的行程58mm或65mm

螺紋車鉤最小吸收能量為15 KJ.

聯(lián)結(jié)器最小破壞強度850KN

牽引桿和其他傳力裝置至少能承受1000 KN

聯(lián)結(jié)器長度，從連接環(huán)的內(nèi)側(cè)到螺紋車鉤螺栓和牽引鉤的連接銷處，必須滿足：—自由狀態(tài)長度986（+10，-5）；鎖緊狀態(tài)長度750（+10，-10）

側(cè)緩沖器最小吸收能量為15KJ.

側(cè)緩沖器初壓力大于10KN

側(cè)緩沖器的長度為650mm

側(cè)緩沖器行程為110mm

側(cè)緩沖器中心距為1860mm

螺紋車鉤的水平中心線距軌面高度 1020.5mm～1044.5mm

側(cè)緩沖器的水平中心線距軌面高度1020.5mm～1044.5mm

兩緩沖器中心間距2×930（±5）mm

車鉤銜接線中心線間距離： <21000 mm

3.4 車鉤組成

鉤后緩沖系統(tǒng)主要是在機車起動時，對車鉤拉力進行緩沖，一減少對前從板座的沖擊力，保護機車結(jié)構(gòu)。牽引掛鉤通過鉤尾銷與鉤后緩沖系統(tǒng)連接在一起，鏈子組成通過鉤頭銷與牽引掛鉤連接。連掛作業(yè)時，首先應(yīng)將鏈子組成的長度調(diào)節(jié)至最大長度，推動兩車，使兩車輛間的側(cè)緩沖器相互接觸，將鏈子組成的另一端掛入對面的牽引掛鉤內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鏈子組成上的手柄，直至鏈子組成在兩車輛間拉緊為止，完成連掛作業(yè)。

3.5 側(cè)緩沖器組成

緩沖器整體用螺栓將其連接座與端部端板連接，其內(nèi)部的緩沖彈性體用來調(diào)節(jié)受沖擊時的行程，使車輛在起動，制動以及過曲線時有適當(dāng)?shù)膲嚎s，將沖擊能量進行釋放，減小沖擊，提高車輛的穩(wěn)定和安全。機車連掛作業(yè)時，緩沖盤是直接受力的地方，應(yīng)當(dāng)有足夠的接觸面積，以避免機車在轉(zhuǎn)彎時，緩沖盤相互勾結(jié)。

3.6小結(jié)

CKD8G型機車已交付客戶使用，機車在正常運行條件下，端部的牽引緩沖結(jié)構(gòu)合理，強度能夠滿足機車?yán)旌蛪嚎s工況下的正常使用。螺紋車鉤及側(cè)緩沖器在使用中安全可靠，能夠保證車輛的安全運行，同時機車的牽引性能良好，能夠滿足客戶要求，連掛作業(yè)時車輛具有良好的曲線通過能力，最小通過曲線半徑R100m。

4.結(jié)論

我國國內(nèi)現(xiàn)有機車，大多采用傳統(tǒng)的牽引緩沖系統(tǒng)，而隨著公司的長久發(fā)展和不同的客戶需求，未來產(chǎn)品的多樣化也是必然趨勢。此次，CKD8G型機車牽引緩沖系統(tǒng)的設(shè)計，也意味著公司產(chǎn)品的多樣性和研發(fā)方面又向前邁進了一步，為占領(lǐng)市場做出了積極貢獻。該車端部的設(shè)計，也為今后類似產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)提供借鑒。endprint

[摘要}主要介紹了CKD8G型機車牽引緩沖系統(tǒng)的設(shè)計過程，其中包含了機車端部鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計及鉤緩裝置的介紹分析。

[關(guān)鍵詞]：CKD8G 端部 應(yīng)力 牽引緩沖

1.前言

CKD8G型機車是我公司2012年研發(fā)的出口客運內(nèi)燃機車，最高運行速度可達120Km/h。該車采用螺紋車鉤和側(cè)緩沖器的牽引方式，與傳統(tǒng)的國內(nèi)機車牽引方式有很大的區(qū)別。為了更好的將該鉤緩裝置運用于機車牽引上，必須合理的設(shè)計機車端部的牽引結(jié)構(gòu)，以確保機車正常運行的安全性與穩(wěn)定性。

2. 端部設(shè)計

2.1 端部設(shè)計依據(jù)

端部結(jié)構(gòu)是機車車體結(jié)構(gòu)重要的組成部分，其作用主要是傳遞列車運營、撞擊工況下的巨大縱向載荷，承載車體垂向載荷并連接轉(zhuǎn)向架，吸收和緩沖碰撞時的部分能量，保護車體。

由于該車采用螺旋鉤牽引方式，牽引工況與壓縮工況下受力部位不同，傳統(tǒng)的底架端部中間牽引梁加斜撐梁的結(jié)構(gòu)無法滿足壓縮工況下力的傳遞， 所以根據(jù)這種特有的牽引方式對端部結(jié)構(gòu)進行全新的設(shè)計，采用縱向三根箱型梁作為主要受力梁，分別滿足牽引拉伸兩種工況下的受力，具體為牽引工況下為中間牽引梁受拉伸，壓縮工況下則是兩側(cè)緩受壓。

2.2 結(jié)構(gòu)特點

該車端部主要由中間牽引梁和兩側(cè)的側(cè)緩梁組成。牽引工況下，中間牽引梁受拉力，因此牽引梁設(shè)計中沒有后從板座，只有前從板座，并且該梁后端與旁承梁直接相連，將牽引力傳遞給機車的整體結(jié)構(gòu)。壓縮工況下，兩側(cè)的側(cè)緩梁受壓力，側(cè)緩梁也是與以往機車端部區(qū)別最大的地方，由于該處承受機車縱向的壓力，為了更好的傳遞壓力，該梁由以往的斜撐梁變?yōu)閮筛v向的箱型梁，將其與司機室后墻下方的下橫梁相連，將壓力傳遞給邊梁，以免受力過于集中，更好的保護機車。

2.3 壓縮和拉伸工況下應(yīng)力分析

在此，壓縮工況和拉伸工況是整車縱向方向的受力情況。

壓縮工況下，縱向壓縮載荷FYS，在側(cè)緩沖座上，沿縱向作用2000kN的壓縮載荷，最大應(yīng)力產(chǎn)生在側(cè)緩沖器座內(nèi)側(cè)筋板處max=276.2MPa，拉伸工況下，縱向拉伸載荷FLS，在前從板座位置的車鉤中心線高度上，沿縱向作用1500kN的拉伸載荷，最大應(yīng)力產(chǎn)生在牽引梁圓弧處max=319.3MPa，均在許用應(yīng)力345MPa范圍之內(nèi)，而且受力傳遞流暢。

3 .牽引緩沖裝置

3.1國內(nèi)機車鉤緩裝置

目前，國內(nèi)內(nèi)燃機車主要采用102鉤緩裝置或電力機車采用13A型內(nèi)電鉤緩裝置。以上兩種都是車鉤與緩沖器一起作用，它由車鉤，緩沖器，鉤尾框，從板等組成一個整體，安裝于車底架端部的牽引梁內(nèi)。車鉤在牽引和拉伸工況下的受力都是通過后端的緩沖裝置進行力的傳遞。

3.2 CKD8G型機車鉤緩裝置

CKD8G型機車采用螺旋車鉤和側(cè)緩沖器。螺紋車鉤裝置由牽引鉤、牽引桿和鏈子鉤構(gòu)成，其組成位于車體中心線的車輛兩段，安裝在中間牽引梁內(nèi)部，起連掛和牽引作用。緩沖裝置為高分子彈性體或橡膠板，位于車鉤兩側(cè)端部端板上，起緩沖作用，在調(diào)車作業(yè)、過彎道、循環(huán)制動、緊急制動等工況時，承受較大壓力及壓縮方向的沖擊力。

3.3 技術(shù)參數(shù)

螺紋車鉤及側(cè)緩沖器技術(shù)參數(shù)：

螺紋車鉤的行程58mm或65mm

螺紋車鉤最小吸收能量為15 KJ.

聯(lián)結(jié)器最小破壞強度850KN

牽引桿和其他傳力裝置至少能承受1000 KN

聯(lián)結(jié)器長度，從連接環(huán)的內(nèi)側(cè)到螺紋車鉤螺栓和牽引鉤的連接銷處，必須滿足：—自由狀態(tài)長度986（+10，-5）；鎖緊狀態(tài)長度750（+10，-10）

側(cè)緩沖器最小吸收能量為15KJ.

側(cè)緩沖器初壓力大于10KN

側(cè)緩沖器的長度為650mm

側(cè)緩沖器行程為110mm

側(cè)緩沖器中心距為1860mm

螺紋車鉤的水平中心線距軌面高度 1020.5mm～1044.5mm

側(cè)緩沖器的水平中心線距軌面高度1020.5mm～1044.5mm

兩緩沖器中心間距2×930（±5）mm

車鉤銜接線中心線間距離： <21000 mm

3.4 車鉤組成

鉤后緩沖系統(tǒng)主要是在機車起動時，對車鉤拉力進行緩沖，一減少對前從板座的沖擊力，保護機車結(jié)構(gòu)。牽引掛鉤通過鉤尾銷與鉤后緩沖系統(tǒng)連接在一起，鏈子組成通過鉤頭銷與牽引掛鉤連接。連掛作業(yè)時，首先應(yīng)將鏈子組成的長度調(diào)節(jié)至最大長度，推動兩車，使兩車輛間的側(cè)緩沖器相互接觸，將鏈子組成的另一端掛入對面的牽引掛鉤內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鏈子組成上的手柄，直至鏈子組成在兩車輛間拉緊為止，完成連掛作業(yè)。

3.5 側(cè)緩沖器組成

緩沖器整體用螺栓將其連接座與端部端板連接，其內(nèi)部的緩沖彈性體用來調(diào)節(jié)受沖擊時的行程，使車輛在起動，制動以及過曲線時有適當(dāng)?shù)膲嚎s，將沖擊能量進行釋放，減小沖擊，提高車輛的穩(wěn)定和安全。機車連掛作業(yè)時，緩沖盤是直接受力的地方，應(yīng)當(dāng)有足夠的接觸面積，以避免機車在轉(zhuǎn)彎時，緩沖盤相互勾結(jié)。

3.6小結(jié)

CKD8G型機車已交付客戶使用，機車在正常運行條件下，端部的牽引緩沖結(jié)構(gòu)合理，強度能夠滿足機車?yán)旌蛪嚎s工況下的正常使用。螺紋車鉤及側(cè)緩沖器在使用中安全可靠，能夠保證車輛的安全運行，同時機車的牽引性能良好，能夠滿足客戶要求，連掛作業(yè)時車輛具有良好的曲線通過能力，最小通過曲線半徑R100m。

4.結(jié)論

我國國內(nèi)現(xiàn)有機車，大多采用傳統(tǒng)的牽引緩沖系統(tǒng)，而隨著公司的長久發(fā)展和不同的客戶需求，未來產(chǎn)品的多樣化也是必然趨勢。此次，CKD8G型機車牽引緩沖系統(tǒng)的設(shè)計，也意味著公司產(chǎn)品的多樣性和研發(fā)方面又向前邁進了一步，為占領(lǐng)市場做出了積極貢獻。該車端部的設(shè)計，也為今后類似產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)提供借鑒。endprint