一种铰接式轻轨车辆摇枕的设计与强度分析

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为适应曲线半径小的线路条件，通常采用带摇枕的铰接式转向架技术来实现，因此摇枕是轻轨车辆转向架的重要部件之-。轻轨车辆转向架摇枕结构主要有铸造件和焊接件两种结构。铸钢件尺寸精度低、壁厚超差、重量大，适宜用于铸件结构形式相对简单的摇枕，虽然铸铝件可以解决超重问题，但从可靠性有待进-步研究，故不被广泛用于摇枕。焊接件因其结构工艺性好，被广泛应用于铁道车辆转向架。但焊接件结构的摇枕很难在内部设计附加气室，并且很难保证附加气室的气密性。

针对摇枕附加气室结构问题，本文开展了相关研究，较好的解决了附加气室设计及其气密性问题。

2摇枕结构设计摇枕是铰接式转向架的重要组成部件，不仅能实现转向架和车体的连接作用，承受和传递垂向力、横向力和纵向力，同时也实现转向架与车体的相对回转运动，确保车辆安全可靠地通过小曲线线路如图l所示，根据铰接式轻轨车辆转向架总体技术要求，摇枕结构主要包括由上盖板，下盖板，外侧板和内侧板焊接丽成的U形箱型摇枕体，以及垂向减振器座、高度阀座、回转支承座、横向止挡座、起吊座、牵引拉杆座、摇头止挡座等附件，其中摇枕体两端部内设置有独立附加气室。摇枕装置所用的材料均为焊接工艺性能良好的低温压力容器钢板16MnDR。

1垂向减振器座；2高度阀座 3回转支承座；4横向止挡座；5起吊座；6牵引拉杆座；7摇头止挡座 ；8摇枕体图1摇枕结构摇枕装置的左右两侧内腔分别设置有-个附加气室，如图Z昕示。该附加气室由附加气室立板、空气簧进气导筒、附加气室上盖板及其附属的进气导管等组成。为确保附加气室有良好的工艺性和气密性，采取了如下结构设计。

附加气室主体与摇枕下盖板-起组焊，摇枕上盖板最后再拼焊，该结构方便焊接施工，有利于保证焊缝质量≌气弹簧进气导筒上端设计有-段内螺纹，下端通过机加工扩孔保证与空气弹簧的导筒袖隙配合。摇枕与空气弹簧上盖板通过螺栓连接并且进气孔设计有倒角，可以减小在起吊过程与车辆运行过程中空气弹簧与摇枕的相对运动所引起空气弹簧进气管的密封件损坏的概率。附加气室下部设置有排水孔可以有效的解决附加气室内部由于冷凝作用所形成的积水。该结构的优点有：1)可以在封摇枕上盖板前通过对摇枕进行水压试验和气压试验保证焊接好的附加气室的气密性完好。2)附加气室的所有进气导管均有-段螺纹，在水压试验和气压试验的时候，方便用螺堵密封。3)附加气室采用的封闭焊缝，摇枕下盖板的焊接变形量会很校1摇枕下盖板 2进气导管 3空气簧进气导筒 4排水孔 5附加气室上盖板图2附加气室636 l科技博览3强度分析3.1基本计算参数转向架质量空气弹簧上部摇枕及其部件台计质量摇枕下部部件合计质量垂向减振器最大阻尼力横向减振器最大阻尼力横向止挡承受的最大横向力回转支承座承受的最大垂向载荷3.2计算载荷工况组合5.2×1000盘g0.5×1000kg4.7× 1000kgl7.25 kN25.875 kN100 kN154 kN工况1、纵向30 m/s2冲击：在空气弹簧座处施加垂向和横向约束，在牵引拉杆座处施加纵向约束，在回转支承座处施加纵向正向冲击力，同时考虑承受最大垂向载荷工况2、纵向50 m/s2击：在空气弹簧座处施加垂向和横向约束，在牵引拉杆座处施加纵向约束，在回转支承座处施加纵向正向冲击力，同时考虑承受最大垂向载荷。

工况3、两侧垂向减振器承受向上拉力，同时回转支承座处承受最大垂向载荷。

工况4、左侧垂向减振器座承受拉力，右侧垂向减振器座承受压力，回转支承座承受最大垂向载荷。

工况5、摇枕起吊工况，在起吊座施加摇枕下部部件合计重量载荷。

工况6、车体向左横向运动，横向减振器座承受最大阻尼力，回转支承座处施加全约束。

工况7、车体向左横向运动，横向止挡座承受最大横向力，回转支承处座施加全约束3 3计算结果采用UG建立实体模型，导人ANS I进行仿真计算，摇枕装置的有限元网格模型如图3所示。计算结果表明，摇枕在工况1、3.4、6、7下的最大Von-dses应力值分别为251.7MPa、231.8 MPa、231.7MPa、118.5MPa和162.2MPa，小于材料的屈服极限315MPa。摇枕在工况5下的最大Yon-Mises应力值为87。

1MPa，小于材料的疲劳强度极限130MPa。摇枕在工况2的应力最大值出现在摇枕加强筋的圆弧处，最大应力值为282.2MPa，小于材料的强度极I490MPa，应力云图见图4。

图3摇枕有限元网格模型图4工况2下摇枕Von-Mises应 分布图China SCieece and Technology Review浅谈数控技术在机械制造中的应用李程辉(郑州大学机械工程学院 450001)应用技术I[摘 要]数控技术作为-项附有较高科技水平的综合性技术，想要跟随现代经济发展的步伐，就必须要重视数控技术的在机械制造中的作用～数控技术以及数控设备在机械制造中的应用程度成为对各国机械工业技术水平的重要衡量标准之-，同时其也是我国所采取的提高本国工业化技术含量的手段之-。

[关键词]数控技术；机械制造及自动化；应用中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2013)18-0637-O11目前我国机槭翻造行业的现状所谓机械制造就是机械产品从原料的加工、冷热处理、制成产品、检测产品、包装产品以及运输的整个过程。目前我国该行业无论是在生产实力方面还是在企业规模水平上均处于世界先进行列，可是我们所生产的机械产品多为技术含量较低的中、低档机械，并在知识产权品牌上较为落后。

我国的机械制造产品对外国的技术需求较高，这是个严重的问题。当消费者购买国产机械商品时，通常会发现商品的某些关键部件都来自国外，久而久之变回让人们产生-种：进口产品的质量-定好于国产的质量。

所以，我国机械制造产业急需要的就是提高产品的能力与质量、增加产品的科技含量，改变人们对国产机械产品的认识观点，提高自身竞争力，适应现代市澈争。

2机械翻造自动化通过在主控器上进行编码以及数据的输入，操作机械完成-些无法人工完成的速度较快、精度较高、加工复杂的-系列过程，提高生产产品达标率，也能极大的降低工作难度、提高生产效率，满足现代工业的生产需求。

想要改变机械产业现状、提高自身实力，保证产品质量，降低成本，就必须要实现机械制造现代化。只有实现了自动化，才能成功应对市场的发展与需求。而实现极限自动化的最关键便是数控技术的使用。同时，其使用也是标致产业从传统向现代过渡的标致。

3数控技术(1)工业生 产在实际生产操作过程里，通过将程序代码输人计算机，让计算机进行自动控制生产制造操作动作。

在生产的同时，计算机也能同步检测是否有生产故障或者系统错误的出现，并作出相应措施，保护生产，发出警报。

在进行数控时，也需要-些工人进行监督，这样不仅能更安全有效率的进行生产，也能在出现问题时，及时的帮助系统进行保护工作在工业生产中使用数控技术不仅能改善生产工作条件、降低危险系数，也能节省劳动力、降低生产成本、提高产品生产效率 ，也保证了产品的质量 。

由于产品通过计算机控制机械进行生产，所以产品之间基本不存在差异问题。

(2 )煤 矿机械采煤机械由于煤矿行业的利润优势，得到了迅速的发展，并且由于开采煤矿的具体环境不同，机械的种类、先进设备的开发速度也不相同。所以-般机械都是小批量的进行生产。因为开采机械的机壳使用焊件来制造毛培。单件下料的问题对于传统加工方式来说，着实是个难题。通过使用数控技术控制切割，不仅能完成采煤机叶片、滚筒等处理、取代了过去常用的仿形法，是整个过程得到优化。数控技术在煤矿机的使用优势在于 通过使用数控技术制造的采矿机拥有更快的切割速度，其锋利的叶片使之能在相同的时间，进行等多的采集，而且作业效果也比传统机械更优秀，并降低了采矿的危险性，大大提高了生产的效率。

(3)汽 车工业我国汽车企业随着我国现代化的进程脚步的加快也在飞速的发展，这也就导致了汽车制造业中，汽车部件装置的加工技术不断的进步。汽车行业通过使用数控技术不但提高了汽车复杂部件的制作效率，也使得我国汽车工业在国际上的地位得到进-步的巩固。汽车工业近20f来发展尤为迅猛。在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在陕速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部伴决速制造的实现过程。而通过整合得到的告诉柔性生产线不但可以为汽车生产带来多品种、中低批量的高效生产，也可以充分满足其所面对的产品不断更新的现代要求。同时，将虚拟制造技术、柔性控制技术、集成制造技术在汽车工业中进行引用也使行业得到质的改变吗，可以说数控技术是2l世纪的汽车工业必不可少的重要技术。

(4 )机 床设备机械制造中，特别是现代机械制造行业中，最重要的组成部分便是机械设备，拥有-台具有控制能力的机床设备将会把企业带入几点-体化的现代格局中来。数控技术使得机床设备得到进-步的提升，通过数控技术对机床加工进行控制，这样的机床叫做数控机床数。

控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。

该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件不仅能够提高加工精度、提高加工质量、减轻劳动强度，其在对于复杂零件的处理能力也比普通机床要强。

(5)航空工 业目前航空工业制造已经成为我国重点关注的工业事业，也是科技含量最高的工业，在其制造领域中，经常会用到铝或其他雷系的刚度较为差的合金。

在对这些材质的处理中，传统工艺往往起不到令人满意的效果，材质多用作薄壁或鳖等，需要极为精细的切割工艺。通过引用数控技术，达到对高速、高精以及优秀柔性的完美处理，使得对其切割能顺利完成，为产业节省更多的时间与金钱。

4结语现今的我们生存在世界经济-体化的时代，随着产品竞争的不断加速，数控技术在我国机械制造中的应用的必要程度是毋庸置疑的，数控技术将制造业转变为工业～数控技术的应用作为发展的战略目标，并给予足够力度的实施，才能保证我国机械制造业在国际竞争中存在优势。随着数控技术在我过应用的不断扩大，我们也必须要意识到，自重创新、科技创新的重要性，为数控技术、为我国机械制造业提供更优秀的发展空间。