浅谈100%低地板轻轨车转向架构架

浅谈100%低地板轻轨车转向架构架

目前，30多个国家的许多城市已经开通了低轨电车，而低轨电车的100%以上主要由法国、德国和加拿大等发达国家垄断。本公司为了突破发达国家的技术垄断,很早就开始低地板有轨车的研发设计,2003年为长春轻轨研发设计的70%低地板轻轨车,运行状况良好,多年的运行结果表明该车是绿色环保的,具有良好的安全性和可靠性。在此基础上,又加大研发设计的投入,先后攻克了独立轮转向架、轻量化车体、牵引传动及控制系统、整车系统集成等关键技术,自主研制了100%低地板轻轨车,为现代城市轨道交通提供了全新的选择。为土耳其提供的100%低地板轻轨车车厢地板仅高出轨面35cm,乘客上下车无需站台,极大地方便了老人、儿童和残障乘客的通行。该车采用轻量化铝合金车体,最高运行时速为70km,噪音远低于汽车和公交车。列车动力来自于轨道上空专门架设的接触网,通过智能动力管理系统与再生制动相结合,极大地提高了能源的利用效率,真正实现污染零排放,体现了绿色、智能的交通理念。该车转弯半径小,通过最大坡道可达70‰,在城区狭小地带能够畅通行驶,舒适平稳,具有节能、环保和方便乘客等显著优点,是目前世界范围内“最绿色”的交通工具之一。1100%低地板配备了轨电车转向系统车辆转向架需满足整车的使用条件,并保证车辆运行安全性和舒适性。1.1使用条件1.1.1环境或存放温度海拔高度:≤1200m;环境温度:-25~+40℃;使用(或存放)环境温度:-25~+42℃;最湿月月平均最大相对湿度:≤90%(该月月平均最低温度为25℃)。1.1.2铁路条件最高运行速度:70km/h;线路平面最小曲线半径:19m;最小竖曲线半径:1000m;轨距:1435mm。1.2列车数据1.2.1车辆的从构设计列车由4个模块编组组成,其中3个模块装有动力转向架,1个模块装有非动力转向架。编组方式:-Mc+M*TP+Mc-。图1中Mc为安装动力转向架和司机室的动车模块;M为安装动力转向架的动车模块;TP为安装受电弓和非动力转向架的拖车模块。1.2.2悬架、悬挂方式设计速度为80km/h,试验速度为88km/h,轴距为1850mm,轨距为1435mm,车轮直径(新/全磨耗)为600mm/540mm,轴质量为10t,悬挂方式为一、二系均为橡胶弹簧,制动方式为盘形制动+磁轨制动。1.3主要装置和设备动力转向架包括:构架、动力轮轴、一系悬挂、二系悬挂、牵引拉杆、液压制动装置、磁轨制动装置、驱动装置、撒砂装置、轮缘润滑装置和扫石器。非动力转向架包括:构架、非动力轮轴、一系悬挂、二系悬挂、牵引拉杆、液压制动装置、磁轨制动装置。动力转向架与非动力转向架采用相同的一、二系悬挂、牵引拉杆、磁轨制动装置。2100%低地板具有轨道电车转向结构的结构特征2.1用于材料的材料制造100%低地板有轨电车转向架构架的材料有Q345D,Q345E,S355J2W+N的板材和管材。2.2有轨电车转向架100%低地板有轨电车转向架分为动车转向架和拖车转向架,它们主要区别在于动车转向架侧梁上有齿轮箱吊座,而拖车转向架则没有。有轨电车转向架由侧梁组成、横梁组成、端梁组成和构架等部件组成。100%有轨电车转向架构架结构如图2所示。3100%低地板安装工艺包括轨道电车框架3.1板厚板厚的下料、抛丸、校平钢板在下料前和折弯后都需要进行预处理,采用的是抛丸处理;抛丸后采用激光、等离子和火焰切割分别对板厚在16mm以下和16mm以上的板材进行下料;下料后按设计要求的ISO9013等级检查表面质量,等离子弧下料配件需进行二次抛丸处理;采用数控板材校平机对其进行校平,校平后用平尺检查。由于在组装焊接后会发生焊接变形及收缩,因此下料板材也应留有放量,保证焊后尺寸,减少焊后调修。3.2调修和检测板材采用数控折弯机进行折弯,折弯后用铜锤进行调修,调修后用样板进行检测,其满足设计要求。板材折弯后,用立式加工中心或数控立式铣床加工坡口。3.3点固焊焊接质量由于侧、横梁都是箱形焊接结构,组装时基本都采用立板与肋板组装后与下盖板组装,再扣上盖板的顺序进行组装;在组装前应先检查各单件的尺寸、坡口尺寸和钝边是否满足要求,同时在组装过程中要保证组装各部件时的间隙,以保证焊接质量。组装后,检查各组件尺寸,并对焊缝区域两侧各宽20mm范围内打磨至金属光泽,不得有油污、锈蚀、油漆等,打磨后对部件进行点固焊接。施焊前,应检查焊机性能是否良好,并在试板上按照焊接工艺文件调节点固焊参数。点固焊后应对焊缝的引弧和熄弧部位打磨,彻底去除引弧和熄弧部位的缺陷,并修磨成缓坡,有利于下道焊缝的焊接。4100%低地板焊接工艺包括带轨电车框架的结构4.1焊接工作试件的考核焊工上岗前不但要持有相应的资格证书,还要通过焊接工作试件的考核才能上岗。焊前,检查需工件是否组装良好,施焊区域是否按照要求打磨到位,焊接设备及工装是否运转正常。4.2机械手焊接的检测焊接时采用富氩混合气体保护焊,保护气体为φ(Ar)80%+φ(CO2)20%;按机械化程度分为半自动焊和机械手焊接。其中端梁焊接采用机械手焊接。4.3焊接材料气体保护焊使用ISO14341-A-G383MG3Si1焊丝,直径为1.2mm。4.4焊接工艺参数100%低地板有轨电车转向架构架焊接难度最大的是侧梁。侧梁折弯处弯度较大,焊接间隙容易超差;动车侧梁组成中有齿轮箱吊座,侧梁整体结构为非对称箱形结构,容易造成大的焊后变形,给焊后调修工作带来困难。因此,通过运用焊接工艺试验制订合理的焊接顺序,可以减少焊接变形。具体焊接顺序为1→2→3→4,如图3所示。侧梁组成焊缝长度3200mm,焊缝形式为16HV(单面V形坡口,熔深16mm),为全焊透焊缝,手工焊接时,焊缝金属填充采用4层5道,如图4所示。焊接由于受组装工装和工艺条件限制,单件组装后无法保证焊接间隙,因此对于要求全焊透的焊缝焊接质量和实际操作带来很大难度。通过用焊接试件模拟现场实际焊接情况,反复测试和检测,确定可采用稍大焊接电流、电弧电压在PC位置进行打底焊接,此焊接工艺的热输入较大,可以保证打底焊道的焊透要求,填充层及盖面层焊缝分别在PA和PB位置焊接,具体焊接工艺参数见表1。侧梁上的齿轮箱吊座为锻件,材料为Q345D钢,板厚为50mm,从图3中可以看出,齿轮箱吊座只在侧梁外侧,在焊接后很容易造成侧梁整体弯曲,因此在焊接时应严格按照焊接工艺参数进行施焊,控制好道间温度,焊接前对锻件进行预热,预热温度为100~150℃。5为有轨电车提供了有力的保障100%低地板有轨电车转向架构架制造通过合理的工艺方案,从开始对各环节进行控制,既缩短