TD_%2811%29型凹底平车用新型铸铝止轮器的研制.pdf
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1、2023 年 6 月(总第 440 期)63研究与交流STUDY AND COMMUNICATIONS第 51 卷Vol.51第 6 期No.6铁 道 技 术 监 督RAILWAY QUALITY CONTROL收稿日期:2023-02-12作者简介:曹宝刚,高级工程师;武进雄,教授级高级工程师;万涛,高级工程师;王艳霞,高级工程师0引言铁路平车是运输轮式车辆的主要工具。在运输轮式车辆过程中,需用止轮器和紧固索将轮式车辆定位、固定在铁路平车上。常见止轮器结构形式有三角木加扒锔钉、铁塑三角挡加双帽钉、钢板焊接铁鞋加 T 型螺栓和其他复杂结构止轮器等。这些止轮器各具优点,但也存在不足。三角木加扒锔
2、钉和铁塑三角挡加双帽钉结构只适用于木地板铁路平车,并且操作不当时易出现松动失效等问题;钢板焊接铁鞋虽能用于钢地板铁路平车,但其重量偏大,搬运操作不便,定位时还受钢地板上 T 型螺栓孔位置限制;复杂结构止轮器结构复杂,易出现结构失效问题,且成本高。同时,钢地板承载面的特种铁路平车不断涌现,如 TD11,TD6等型特种凹底平车。为满足钢地板铁路平车运输轮式车辆过程中快速定位、固定轮式车辆的需求,研制一种适用于 TD11型凹底平车用新型铸铝止轮器(以下简称“新型止轮器”)。1新型止轮器方案设计1.1结构设计为了实现可靠定位加固轮式车辆的功能,并且同时满足结构简单、使用便捷的要求,经过多种方案比选,确
3、定新型止轮器采用铸铝整体浇铸薄壁新型结构形式。新型止轮器结构及安装如图 1 所示。鞋面 2鞋帮鞋面 1吊耳(a)外观图TD11型凹底平车用新型铸铝止轮器的研制曹宝刚,武进雄,万涛,王艳霞(中车石家庄车辆有限公司技术中心,河北 石家庄 051430)摘要:针对目前铁路平车运输轮式车辆用止轮器应用现状和存在的问题,设计新型铸铝止轮器,确定新型铸铝止轮器用材料。计算、分析新型铸铝止轮器静强度,并参考 TB/T 3162.32007铁道车辆停车防溜装置第 3 部分:防溜铁鞋(止轮器),开展验证试验,提出进一步优化新型铸铝止轮器结构措施。静强度计算和验证试验结果表明,优化后的新型铸铝止轮器结构强度满足相
4、关标准要求。关键字:凹底平车;止轮器;铸铝件;强度;性能试验中图分类号:U294.25U272.3文献标识码:B文章编号:1006-9178(2023)06-0063-05Abstract:In view of the current application status and existing problems of wheel stoper when railway flat car isused to transport wheeled vehicles,new cast aluminum wheel stoper is designed,and the materials of ne
5、w cast aluminum wheel stoper are determined.The static strength of the new cast aluminum wheel stoper was calculated and analyzed,and the verification test was carried out by referring to TB/T 3162.32007 Railway car anti-sliding device forstopping-Part 3:Braking shoe for loose protection.Further opt
6、imizing the structure of the new cast aluminum wheelstoper is put forward.The results of static strength calculation and verification test show that the optimized structurestrength of the new cast aluminum wheel stoper meets requirements of the relevant standard.Keywords:Depressed Center Flat Car;Wh
7、eel Stopper;Cast Aluminum;Strength;Mechnical Property Test64TD11型凹底平车用新型铸铝止轮器的研制研究与交流局部加强筋鞋底鞋沿整体加强筋(b)半剖图系留槽铸铝止轮挡吊环螺栓(c)安装图图 1新型止轮器结构及安装新型止轮器由鞋面、鞋底、鞋帮、内部加强筋和吊耳组成。鞋面由鞋面 1 和鞋面 2 组成,为与车轮接触部位,可分别适用于定位加固 2 种轮径的轮式车辆。鞋面探出鞋帮部分为鞋沿;鞋帮位于止轮器两端部,鞋帮上设有起加强作用的竖向凹槽,凹槽内铸有倒 U 形吊耳,吊耳上有紧固螺栓安装孔;止轮器内部腔体设有 2 个整体加强筋和多个局部加强筋
8、。鞋面、鞋底和内部加强筋壁厚均为 5 mm,鞋帮壁厚为 7 mm。新型止轮器通过吊环螺栓与铁路平车钢地板上安装的系留槽配合使用,起到固定轮式车辆车轮的作用。新型止轮器采用整体浇铸方式制作,具有结构简单、轻便可靠、操作方便、易于批量化生产等优点。1.2材料确定新型止轮器采用铸造铝合金材料。通过对比分析多种铸造铝合金材料机械性能后,确定选用ZAL101A 铸造铝合金材料。ZAL101A 铸造铝合金是 AL-Si-Mg 系可热处理强化的铸造铝合金,抗拉强度 b为 275 MPa,屈服强度为 246 MPa,延伸率s为 2。ZAL101A 铸造铝合金的铸造工艺性良好,铸造温度为 680 750,液相线
9、温度为 610,固相线温度为 577;可焊性能良好,可采用氩弧焊或气焊,通过焊补修复铸造缺陷;切削加工性能良好,可根据需要,采用硬质合金刀具对 AL101A 铸造铝合金进行钻孔、攻丝、磨削等加工;抗腐蚀性能良好,表面极易形成致密的氧化膜,防止在空气中进一步氧化,通常不需要对 AL101A 铸造铝合金作防护处理。ZAL101A 铸造铝合金适用于铸造薄壁、大面积和形状复杂的壳体类零件,广泛应用在船舶舰艇制造中。AL101A 铸造铝合金密度为 2 690 kg/m3,约为钢材密度的 1/3,在同等外形尺寸下,可大幅度减轻工件重量。2新型止轮器静强度计算及其分析为了验证新型止轮器强度是否符合设计要求,
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