段仕會(huì)，徐世鋒，李立東，孔維剛，李智澤，穆鳳軍，邵文東

(中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161002)

為適應(yīng)我國(guó)發(fā)展鐵路快捷貨物運(yùn)輸需要，做好鐵路快捷貨車及關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備，2000—2014年，中車齊齊哈爾車輛有限公司先后4次在中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司(原鐵道部)立項(xiàng)、1次在國(guó)家科技部立項(xiàng)開(kāi)展了我國(guó)鐵路快捷貨車及其轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵技術(shù)研究工作[1]。2017年，中車齊齊哈爾車輛有限公司牽頭，依托2017年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)“軌道交通貨運(yùn)快速化關(guān)鍵技術(shù)研究”，針對(duì)快捷貨車轉(zhuǎn)向架，從轉(zhuǎn)向架技術(shù)路線、技術(shù)方案，標(biāo)準(zhǔn)體系、動(dòng)力學(xué)、新型材料、工程化研究、自發(fā)電技術(shù)、安全監(jiān)測(cè)技術(shù)、檢修運(yùn)維技術(shù)等方面開(kāi)展了技術(shù)研究，并取得了良好的效果。

1 技術(shù)路線

依據(jù)我國(guó)國(guó)情和路情，面向高鐵線路、準(zhǔn)高速線路和既有提速線路，運(yùn)用列車和運(yùn)輸需求，借鑒我國(guó)客車、高鐵轉(zhuǎn)向架成熟技術(shù)，立足自主創(chuàng)新，“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合，系統(tǒng)研究國(guó)內(nèi)外典型高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)發(fā)展、關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)集成，定位快捷貨車轉(zhuǎn)向架技術(shù)路線為：

(1) 采用焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架。該轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)整體性好，綠色環(huán)保，通過(guò)合理配置兩系懸掛系統(tǒng)可滿足鐵路快捷貨車長(zhǎng)期高速穩(wěn)定、安全運(yùn)行要求。

(2) 一系懸掛系統(tǒng)優(yōu)先采用彈性轉(zhuǎn)臂定位；二系懸掛系統(tǒng)在貨車時(shí)速160 km時(shí)優(yōu)先采用橡膠彈簧，時(shí)速200 km以上時(shí)優(yōu)先采用空氣彈簧等高性能二系結(jié)構(gòu)。兩系懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，通過(guò)合理匹配懸掛參數(shù)可滿足鐵路快捷貨車動(dòng)力學(xué)性能和運(yùn)用維護(hù)要求。

(3) 采用技術(shù)成熟的垂向、橫向液壓減振器。該減振器性能穩(wěn)定，可提供合理阻尼參數(shù)，實(shí)現(xiàn)減振裝置無(wú)磨耗。

(4) 轉(zhuǎn)向架與車體的連接形式可分為心盤連接和無(wú)心盤連接：心盤連接采用傳統(tǒng)的貨車心盤和旁承連接，滿足鐵路快捷貨車時(shí)速160 km的運(yùn)用要求，且組裝、維護(hù)、檢修方便；無(wú)心盤連接采用牽引拉桿、抗蛇行減振器連接，滿足鐵路快捷貨車時(shí)速160～200 km及以上的運(yùn)用要求。

基于快捷貨車轉(zhuǎn)向架技術(shù)路線，我國(guó)已完成220 km/h、160 km/h快捷貨車轉(zhuǎn)向架等系列產(chǎn)品的研制，如圖1所示。

2 標(biāo)準(zhǔn)體系研究與應(yīng)用

2.1 車輪、車軸和軸承的材料、設(shè)計(jì)及試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)車輪、車軸和軸承的材料、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與歐洲、美國(guó)、日本及國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基本相當(dāng)，個(gè)別標(biāo)準(zhǔn)的要求更嚴(yán)格、更全面、更具有操作性。

2.1.1 材料標(biāo)準(zhǔn)

采用TB/T 1013—2011《碳素鋼鑄鋼車輪》、TB/T 2235—2016《鐵道車輛滾動(dòng)軸承》、TB/T 2817—2018《鐵路貨車用輾鋼車輪》、TB/T 2945—1999《鐵道車輛用LZ50鋼車軸及鋼坯技術(shù)條件》、Q/CR 592—2017《鐵路貨車軸承用滲碳軸承鋼》、Q/CR 593—2017《鐵路貨車軸承用高碳鉻軸承鋼》。

2.1.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

采用GB/T 4662—2012《滾動(dòng)軸承 額定靜載荷》、GB/T 6391—2010《滾動(dòng)軸承 額定動(dòng)載荷和額定壽命》、GB/T 37454—2019《鐵路車輛非動(dòng)力車軸設(shè)計(jì)方法》、TB/T 3463—2016《鐵道車輛車輪強(qiáng)度評(píng)定方法》。

2.1.3 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

采用TB/T 3017.1—2016《機(jī)車車輛軸承臺(tái)架試驗(yàn)方法 第1部分：軸箱滾動(dòng)軸承》、TJ/CL 275A—2016《動(dòng)車組車輪暫行技術(shù)條件》、TJ/CL 446—2016《鐵路貨車LZ45CrV鋼車軸暫行技術(shù)條件》、TJ/CL 447—2016《鐵路貨車用CL65、CL70輾鋼整體車輪暫行技術(shù)條件》、TJ/CL 519—2016《動(dòng)車組用D2輾鋼整體車輪暫行技術(shù)條件》、TJ/CL 520—2016《動(dòng)車組用DZ2車軸暫行技術(shù)條件》、TJ/CL 521—2016《動(dòng)車組輪對(duì)組成用(DZ2車軸)暫行技術(shù)條件》，這些標(biāo)準(zhǔn)均能滿足160 km/h快捷貨車運(yùn)用要求。

目前，按照上述車輪、車軸和軸承的材料、設(shè)計(jì)及試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)完成了鐵路快捷貨車技術(shù)方案設(shè)計(jì)、仿真計(jì)算及校核、樣件試制、試驗(yàn)等各項(xiàng)工作，并驗(yàn)證了系列標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性[2]。

2.2 構(gòu)架、搖枕及轉(zhuǎn)臂考核標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法

對(duì)比分析TB/T 1335—1996《鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及鑒定規(guī)范》、TB/T 3549.1—2019《機(jī)車車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范 轉(zhuǎn)向架 第1部分：轉(zhuǎn)向架構(gòu)架》、UIC系列規(guī)程、EN 13749：2011《鐵路設(shè)備 輪對(duì)和轉(zhuǎn)向架 規(guī)定轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)要求的方法》、JIS等標(biāo)準(zhǔn)，吸取我國(guó)高鐵轉(zhuǎn)向架的研發(fā)和試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合貨車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，快捷貨車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、搖枕、轉(zhuǎn)臂等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的靜強(qiáng)度及疲勞性能的考核標(biāo)準(zhǔn)宜采用TB/T 3549.1—2019，試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法和評(píng)定方法等可借鑒高鐵轉(zhuǎn)向架相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于采用構(gòu)架、轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)的鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架，可將構(gòu)架、轉(zhuǎn)臂組裝后共同進(jìn)行考核；對(duì)于采用構(gòu)架、搖枕、轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)的鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架，可將構(gòu)架、搖枕、轉(zhuǎn)臂組裝后共同進(jìn)行考核。

目前，按照上述試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、工況及評(píng)定方法，我國(guó)完成了160 km/h快捷貨車轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架、搖枕及轉(zhuǎn)臂的相關(guān)試驗(yàn)[3]。

2.3 橡膠元件、鋼彈簧相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

中車齊齊哈爾車輛有限公司通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向架一系、二系懸掛系統(tǒng)等的橡膠元件技術(shù)研究，結(jié)合我國(guó)鐵路貨車核心橡膠元件技術(shù)管理現(xiàn)狀及高鐵轉(zhuǎn)向架核心部件技術(shù)要求，形成了系列橡膠元件的工程圖紙和專用技術(shù)條件，滿足我國(guó)快捷貨車轉(zhuǎn)向架技術(shù)參數(shù)、安全性和可靠性要求，滿足批量生產(chǎn)和裝車要求[4]。

鋼彈簧滿足Q/CR 660—2018《鐵路貨車轉(zhuǎn)向架圓柱螺旋彈簧》要求，采用60Si2CrVAT彈簧鋼，垂向疲勞壽命不低于3×106次。試驗(yàn)方法按TB/T 2211—2010《機(jī)車車輛懸掛裝置鋼制螺旋彈簧》的規(guī)定執(zhí)行，試驗(yàn)結(jié)果滿足TB/T 2211—2010要求[5]；牽引裝置結(jié)構(gòu)件試驗(yàn)參考TB/T 3549.1—2019要求執(zhí)行，試驗(yàn)結(jié)果顯示，超常載荷工況應(yīng)力小于材料許用應(yīng)力，運(yùn)行載荷工況應(yīng)力的峰值和谷值均在疲勞極限范圍之內(nèi)[6]。

2.4 動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方法

對(duì)比GB/T 5599—1985《鐵道車輛動(dòng)力學(xué)性能評(píng)定和試驗(yàn)鑒定規(guī)范》和UIC 518—2009《鐵路車輛的試驗(yàn)與驗(yàn)收依據(jù) 動(dòng)力學(xué)性能 安全性、軌道疲勞、運(yùn)行性能》規(guī)定，結(jié)合我國(guó)實(shí)際試驗(yàn)條件和2004年完成的160 km/h貨車動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，參考《200 km/h電動(dòng)車組動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)鑒定方法和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》要求，系統(tǒng)研究了適合于160 km/h鐵路快捷貨車的線路動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方法。研究結(jié)果表明，GB/T 5559—1985規(guī)定的試驗(yàn)方法基本滿足160 km/h快捷貨車的動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)要求。通過(guò)分析研究，認(rèn)為GB/T 5599—2019適用于160 km/h鐵路快捷貨車的線路動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)。

為使試驗(yàn)方法更加科學(xué)合理，建議調(diào)整輪重減載率指標(biāo)：當(dāng)試驗(yàn)速度≤160 km/h時(shí)限度值調(diào)整為0.65，當(dāng)試驗(yàn)速度>160 km/h時(shí)限度值調(diào)整為0.8；建議轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)評(píng)價(jià)采用構(gòu)架橫向加速度指標(biāo)和車體橫向運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo)：構(gòu)架橫向加速度峰值連續(xù)6次以上達(dá)到或超過(guò)8 m/s2，車體橫向運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo)大于4.0，兩者之一達(dá)到限值即認(rèn)為轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)；對(duì)于其他評(píng)價(jià)指標(biāo)、試驗(yàn)條件、測(cè)點(diǎn)布置、數(shù)據(jù)處理方法，建議參考UIC 518標(biāo)準(zhǔn)[7]。

2.5 構(gòu)架載荷譜及疲勞可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)體系

針對(duì)我國(guó)快捷貨車車體及轉(zhuǎn)向架可靠性設(shè)計(jì)及可靠性評(píng)價(jià)，開(kāi)展了快捷貨車車體及轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的損傷一致性載荷譜以及疲勞可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)體系研究。利用測(cè)力構(gòu)架和相應(yīng)的測(cè)力元件實(shí)測(cè)快捷貨車車體及轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷及關(guān)鍵部位動(dòng)應(yīng)力，結(jié)合構(gòu)架關(guān)鍵部位的載荷-應(yīng)力傳遞關(guān)系進(jìn)行載荷譜的損傷一致性校準(zhǔn)和疲勞可靠性評(píng)價(jià)[8]。

2.6 焊接結(jié)構(gòu)焊縫疲勞壽命預(yù)測(cè)方法

焊接結(jié)構(gòu)焊縫疲勞壽命預(yù)測(cè)采用美國(guó)2007年頒布的ASME標(biāo)準(zhǔn)中的主S-N曲線法。提取有限元分析結(jié)果的節(jié)點(diǎn)力，運(yùn)用解析法計(jì)算焊縫處的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，獲得對(duì)有限元網(wǎng)格尺寸不敏感的結(jié)構(gòu)應(yīng)力；將對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行修正獲得的等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力作為主S-N曲線參量，實(shí)現(xiàn)了以一條主S-N曲線的模型來(lái)預(yù)測(cè)焊縫疲勞強(qiáng)度的目標(biāo)。該方法可有效解決名義應(yīng)力法的2個(gè)技術(shù)難題：一是焊接接頭分類難以把握；二是有限元法計(jì)算應(yīng)力時(shí)，難以可靠地獲得焊縫上的應(yīng)力集中。

利用上述方法完成了HZ160C3型轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的焊縫疲勞評(píng)估，共評(píng)估了50條關(guān)鍵焊縫，得到了焊縫的應(yīng)力集中部位及多工況的累計(jì)損傷值，為后續(xù)構(gòu)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化、編制產(chǎn)品技術(shù)要求提供了有效的技術(shù)依據(jù)[9]。

3 動(dòng)力學(xué)仿真及滾動(dòng)、振動(dòng)試驗(yàn)研究

3.1 線路適應(yīng)性仿真

基于西南交通大學(xué)提出的車輛-軌道耦合動(dòng)力學(xué)理論進(jìn)行線路適應(yīng)性仿真分析。將車輛系統(tǒng)和軌道系統(tǒng)視為一個(gè)相互作用、相互耦合的大系統(tǒng)，分析了車輛道岔、鋼軌焊縫不平順、車輪扁疤不平順、車輪擦傷不平順、車輪周期性不圓和不平順、隨機(jī)不平順等激擾的動(dòng)力響應(yīng)，分析結(jié)果表明，裝用快捷貨車轉(zhuǎn)向架的鐵路貨車以160 km/h的速度運(yùn)行時(shí)，輪軌各項(xiàng)動(dòng)態(tài)安全性能指標(biāo)均滿足行車要求[10]。

3.2 線路動(dòng)力學(xué)仿真

依據(jù)GB/T 5599—1985要求對(duì)轉(zhuǎn)向架配裝全側(cè)開(kāi)快捷棚車、塞拉門快捷棚車、4×20 ft集裝箱快捷平車的不同方案進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真研究，結(jié)果顯示：配裝于棚車且運(yùn)行速度大于300 km/h時(shí)、配裝于平車且運(yùn)行速度大于230 km/h時(shí)，車輛蛇行運(yùn)動(dòng)臨界速度滿足時(shí)速160 km的運(yùn)行要求，且安全裕量較大；在160 km/h速度范圍內(nèi)，車輛的橫向平穩(wěn)性指標(biāo)、垂向平穩(wěn)性指標(biāo)均小于3.5，達(dá)到優(yōu)級(jí)；車體最大橫向加速度小于0.5g，最大垂向加速度小于0.7g，滿足GB/T 5599—1985要求；輪軸橫向力、脫軌系數(shù)、輪重減載率均滿足GB/T 5599—1985要求，且有一定的安全裕量。

3.3 車輛滾動(dòng)、振動(dòng)試驗(yàn)

針對(duì)基于一系轉(zhuǎn)臂技術(shù)平臺(tái)研制的鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架，進(jìn)行了220 km/h快捷貨車轉(zhuǎn)向架配裝于集裝箱平車的滾動(dòng)、振動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)速度達(dá)到300 km/h，試驗(yàn)結(jié)果表明，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到優(yōu)級(jí)；還進(jìn)行了160 km/h快捷貨車轉(zhuǎn)向架配裝于棚車的滾動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，最高試驗(yàn)速度達(dá)到280 km/h時(shí)車輛未失穩(wěn)。圖2為220 km/h快捷貨車轉(zhuǎn)向架滾動(dòng)、振動(dòng)試驗(yàn)和160 km/h快捷貨車轉(zhuǎn)向架滾動(dòng)試驗(yàn)。

圖2 快捷貨車轉(zhuǎn)向架滾動(dòng)、振動(dòng)試驗(yàn)

4 新型材料研究

目前快捷貨車轉(zhuǎn)向架鋼板材料為Q355NE鋼，該材料低溫沖擊性能和塑韌性指標(biāo)均較好，可保證轉(zhuǎn)向架安全性和可靠性。因我國(guó)地域廣，車輛運(yùn)用環(huán)境變化較大，為進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)向架材料對(duì)溫度、濕度、大陸性、海洋性等氣候的適應(yīng)性，研制了強(qiáng)度水平適中、沖擊性能和耐腐蝕性能較好的K-355NH耐候鋼[11]。

4.1 新型耐候鋼的成分優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)25種鋼材進(jìn)行成分設(shè)計(jì)、試驗(yàn)室制備及試驗(yàn)，系統(tǒng)分析了C、Si、Nb、S、Cr、CU、P等元素及含量對(duì)鋼材顯微組織、拉伸性能、沖擊性能、彎曲性能、腐蝕失重、腐蝕銹層形貌、腐蝕銹層物相的影響規(guī)律，探討了化學(xué)成分-微觀組織-力學(xué)性能-耐腐蝕性能之間的關(guān)系，最終確定新型低合金高強(qiáng)度的K-355NH耐候鋼的成分及范圍，如表1所示。與進(jìn)口鋼相比，試驗(yàn)室制備的鋼板的低溫沖擊韌性有了一定程度的提高，同時(shí)在-40 ℃條件下的沖擊功仍能滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)中“-20 ℃環(huán)境下大于27 J”的要求。

表1 K-355NH耐候鋼的成分范圍 %

4.2 大氣環(huán)境因素對(duì)耐候鋼腐蝕性能影響及評(píng)價(jià)體系的建立

4.2.1 新型耐候鋼耐腐蝕性能試驗(yàn)

耐腐蝕性能試驗(yàn)對(duì)比分析了K-355NH耐候鋼和Q345E(Q235替代)耐候鋼的耐腐蝕性能，大氣暴露腐蝕試驗(yàn)選擇在大連、北京、武漢、福建4種典型環(huán)境下進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)間(暴露時(shí)間)分別設(shè)置為1個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月和12個(gè)月，不同區(qū)域的樣品在不同時(shí)間段內(nèi)腐蝕速率的變化見(jiàn)表2。

表2 不同區(qū)域的樣品在不同時(shí)間段內(nèi)腐蝕速率 g·(m2·h)-1

試驗(yàn)結(jié)果顯示，K-355NH耐候鋼腐蝕速率隨著試驗(yàn)時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸下降，最后都穩(wěn)定在0.02～0.04 g/(m2·h)范圍之內(nèi)，是Q235耐候鋼腐蝕速率的13%～33%，這是由于K-355NH耐候鋼長(zhǎng)期暴露在空氣中，其表面生成的銹層可有效保護(hù)基體，顯著降低腐蝕速率。

4.2.2 耐候鋼腐蝕性能評(píng)價(jià)體系

結(jié)合試驗(yàn)室加速試驗(yàn)和大氣暴露腐蝕試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果，初步建立了快捷貨車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架用耐候鋼腐蝕性能評(píng)價(jià)體系，具體評(píng)價(jià)程序見(jiàn)圖3。

圖3 耐候鋼腐蝕性能評(píng)價(jià)體系

基于上述研究成果，初步制訂適合我國(guó)快捷貨車轉(zhuǎn)向架用耐候鋼板的采購(gòu)技術(shù)條件，可在國(guó)內(nèi)的鞍鋼、寶武鋼等鋼鐵企業(yè)進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)，其成本與Q355NE耐候鋼板相差不大，但其低溫沖擊性能、塑韌性、可焊性以及耐候性方面均有明顯的提高，具有潛在的推廣價(jià)值。

5 工程化研究

(1) 工藝裝備。為滿足鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架批量生產(chǎn)要求，中車齊齊哈爾車輛有限公司配備了激光切割機(jī)和水切割機(jī)等設(shè)備；焊接專區(qū)集中配置12臺(tái)套焊接機(jī)械手系統(tǒng)等裝備，建成了構(gòu)架、搖枕等大部件自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線；配置數(shù)控龍門加工中心、數(shù)控龍門銑床等大型設(shè)備及其配套的加工隨形夾具，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)架、搖枕、轉(zhuǎn)臂體的整體加工，并能保證加工精度；配置熱處理窯對(duì)構(gòu)架、搖枕進(jìn)行回火處理；配置預(yù)處理線、轉(zhuǎn)臺(tái)式拋丸機(jī)對(duì)板材件、結(jié)構(gòu)件進(jìn)行表面處理，同時(shí)配置專用設(shè)備對(duì)其內(nèi)腔進(jìn)行防腐處理；配置三坐標(biāo)劃線檢測(cè)儀對(duì)構(gòu)架進(jìn)行檢測(cè)，一次裝夾便可完成構(gòu)架組成的檢測(cè)工作，減少人為因素對(duì)劃線加工及檢測(cè)精度的影響。

(2) 制造技術(shù)。為保證制造及組裝質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)構(gòu)架、輪軸、橡膠元件、彈簧等關(guān)鍵零部件制造技術(shù)及轉(zhuǎn)向架組裝技術(shù)進(jìn)行研究。提出了構(gòu)架焊接、尺寸控制、加工基準(zhǔn)、檢查基準(zhǔn)等的質(zhì)量要求；建議車輪材質(zhì)采用CL65或CL70鋼，車軸材質(zhì)采用LZ45CrV鋼，同時(shí)提出了控制同一輪對(duì)車輪直徑差、動(dòng)態(tài)不平衡值的技術(shù)要求；提出了橡膠元件剛度制造公差及關(guān)鍵部位橡膠元件的選配裝用原則；提出了彈簧主要尺寸的控制要求；提出了控制兩側(cè)固定軸距之差及對(duì)角線差、一系鋼彈簧高度差、二系彈簧高度差，同一輪對(duì)輪重差等轉(zhuǎn)向架組裝要求。

6 自發(fā)電及轉(zhuǎn)向架安全監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

6.1 軸端發(fā)電裝置

為滿足快捷貨車安全監(jiān)測(cè)及制動(dòng)系統(tǒng)用電需求[12]，結(jié)合鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)形式，研制了軸端發(fā)電裝置，并完成了軸端發(fā)電裝置的試制、安裝及各項(xiàng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，可實(shí)現(xiàn)不同速度級(jí)下DC 24 V、200 V的供電能力，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。圖4為軸端發(fā)電裝置試裝現(xiàn)場(chǎng)及功能運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)結(jié)果。

圖4 軸端發(fā)電裝置試裝現(xiàn)場(chǎng)及功能運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)結(jié)果

6.2 轉(zhuǎn)向架安全監(jiān)測(cè)技術(shù)

目前鐵路貨車轉(zhuǎn)向架安全監(jiān)測(cè)主要采用地面5T系統(tǒng)以及人工列檢方式，滿足120 km/h及以下速度級(jí)鐵路貨車運(yùn)用的安全要求。而鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架運(yùn)用速度達(dá)到160 km/h，同時(shí)采用了減振器等設(shè)備，因此，為進(jìn)一步保證其運(yùn)用安全，對(duì)轉(zhuǎn)向架安全監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究。

鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括輪軸監(jiān)測(cè)模塊和運(yùn)行品質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊。輪軸監(jiān)測(cè)模塊：在轉(zhuǎn)向架軸箱或轉(zhuǎn)臂上設(shè)置溫度、振動(dòng)復(fù)合傳感器，實(shí)時(shí)采集軸承溫度及一系簧下振動(dòng)譜，通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)判斷軸承溫度、車輪踏面擦傷等故障并預(yù)警；運(yùn)行品質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊：在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上設(shè)置加速度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)構(gòu)架加速度，通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)判斷其關(guān)鍵部件失效引起的失穩(wěn)或異常等故障并預(yù)警。

7 檢修運(yùn)維技術(shù)研究

鑒于160 km/h快捷貨車的運(yùn)行速度、編組輛數(shù)及車輛軸重與普通貨運(yùn)車輛存在明顯的技術(shù)差別，但均與25T型旅客列車相近，為保證運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性，快捷貨物運(yùn)輸裝備宜采用固定配屬、固定編組、固定線路等班列組織方式和客車化管理模式，因此其檢修周期建議參考采用25T型客車檢修修程。

根據(jù)快捷貨車結(jié)構(gòu)，結(jié)合鐵路貨車運(yùn)用、維護(hù)特點(diǎn)，提出了鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架運(yùn)用、維護(hù)技術(shù)要求。采取轉(zhuǎn)臂底部開(kāi)孔等技術(shù)措施，充分適應(yīng)現(xiàn)有5T技術(shù)應(yīng)用要求；采取防松、防脫等技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)車輛始發(fā)及到達(dá)時(shí)不進(jìn)行入庫(kù)檢查的目標(biāo)；采用智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)輪軸系統(tǒng)故障、轉(zhuǎn)向架運(yùn)行情況，保障車輛運(yùn)行安全、可靠。

8 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架技術(shù)路線、標(biāo)準(zhǔn)體系、動(dòng)力學(xué)、新型材料、工程化能力建設(shè)、自發(fā)電及轉(zhuǎn)向架安全監(jiān)測(cè)技術(shù)、檢修運(yùn)維技術(shù)等的研究，全面掌握了滿足軌道交通貨運(yùn)快速化需求的轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵技術(shù)，形成自主創(chuàng)新、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鐵路快捷貨車轉(zhuǎn)向架系列產(chǎn)品，建立了適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系以及試驗(yàn)和制造平臺(tái)，為我國(guó)發(fā)展快捷鐵路運(yùn)輸，建立便捷、安全、經(jīng)濟(jì)、高效的現(xiàn)代物流體系，奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。