袁可 冯万盛 王金辉 赵斌 韦怡 黄江彪

摘 要：从某自导向转向架的两瓣式平衡臂轴衬失效案例入手，对其进行运行工况整体分析，进而对原结构不同的失效问题进行一一剖析之后，做出预压量、胶层厚度分布、自由面、胶层型式等多方面的结构改进，并对比两种结构的有限元仿真分析结果。最终根据疲劳试验结果进一步验证该产品设计改进的效果，产品的疲劳优化预计将疲劳寿命由2-5年优化至10年左右。

关键词：自导向转向架;平衡臂轴衬;层叠式橡胶节点;有限元仿真分析;疲劳试验

Abstract： starting from the failure of 2-sleeves marty bar bushing on the truck， after analyzing the overall running load conditions， causes of failures were uncovered individually. Improvements were obtained on the new structure in many aspects like pre-compression， rubber thickness， free surface contour of rubber， rubber layer structure. Fatigue test was performed eventually and it proved that the design improvement was achieved. The service life of current product could be enhanced from 2-5 years to about 10 years.

Keywords： Self-steering Truck; Marty Bar Bushing; Multiple Layer Rubber Bushing; Finite Element Analysis; Fatigue Test.

引言

自导向转向架[1]（见图1）包括一系列把两端车轴连接在一起的杆件，在车辆前端车轴通过曲线时，载荷通过一系拉杆等杆件传递至后端车轴，起到带动后端车轴一同运动的自导向功能，改善曲线轨道上粘着[2]以及避免出现蛇形运动的作用。

美国GE的自导向式机车转向架用平衡臂轴衬在运行过程中（2-5年期间），出现了批量产品失效情况，主要表现为产品蹿出、橡胶开裂等多个问题，导致其传递自导向式转向架行进过程中水平载荷的功能基本丧失，给车辆带来了安全隐患。

同时本产品属于层叠式橡胶节点（3层橡胶），相对单层节点而言，设计、工艺、仿真等多个方面的难度均要更高，失效案例也同样更多。但由于它在小空间尺寸下的高径向刚度、低偏扭转刚度的特有性能优势，本结构设计仍是该应用环境下的首选。

本文从平衡臂轴衬的失效形式、原因剖析、仿真分析及試验验证着手，解决该橡胶件的失效问题，提升其疲劳寿命，满足客户使用要求。……