转向架抗侧滚扭杆吊杆螺栓受力分析及改进建议

2021-09-28黄竹安

中国科技纵横 2021年14期

关键词：转向架

黄竹安

（中车南京浦镇车辆有限公司，江苏南京 210031）

0.引言

本文主要基于转向架抗侧滚扭杆的吊杆安装螺栓折断故障进行分析，通过相关调研分析认为：螺栓折断与车辆找平状态不佳有关，找平后左右两侧空簧高度差甚至高达10mm，此时螺栓易发生松动，继而承受剪切载荷，在其他因素的耦合作用下导致螺栓折断故障。

以下将详细分析吊杆安装螺栓的受力并提出建议。

1.结构简介

吊杆用于连接抗侧滚扭杆与车体，配合抗侧滚扭杆抑制车体的侧滚倾斜运动，吊杆螺栓的安装扭矩设计为173N·m，如图1所示。

图1 结构示意图

2.车辆上下体侧滚角度计算

2.1 重力倾角附加系数计算

考虑车辆在侧倾力矩产生倾角后，由于重力的分量和弹性悬挂会使得车辆会在此基础上有一额外的附加倾斜角[1]。通过式（1）～（3）计算重力倾角附加系数S3=0.219。

式中：np—车辆一侧轴箱数量，取4；ns—车辆转向架数量，取2；Mc3—车体在满员载荷下重量kg，取52155kg；hsc3—车体在满员载荷下的重心距轨面高度m，取 2.097m；hcp0,3—一系支撑面在满员载荷下距轨面高度m，取 0.907m；hcs0,3—二系支撑面在满员载荷下距轨面高度m，取 0.94m；Kφp0,3—整车一系在满员载荷下的抗侧滚刚度 N.m/rad，计算为 7.2MN.m/rad；Kφs0,3—整车二系在满员载荷下的抗侧滚刚度N.m/rad，计算为4.536MN.m/rad；Cp0,3—每轴箱一系在满员载荷下的垂向刚度N/m，取0.9MN/m；Cs0,3—每转向架一侧二系在满员载荷下的垂向刚度N/m，取 0.384MN/m；Kφn—每转向架扭杆抗侧滚刚度N.m/rad，取1.5MN.m/rad；bp—一系弹簧横向跨距m，取2m；bs—二系弹簧横向跨距m，取2m。