摘要：随着社会经济不断发展，交通运输行业发展水平快速提高，轨道行业呈井喷式发展趋势，地铁车辆在各大城市中普及，对轨道工程车的需求也越来越多。模块化设计理念经过不断创新研究和借鉴其他的成功经验，历经数十年的发展逐渐成熟，各大车辆供应商基本都建立了成熟的设计平台及平台化车型。基于此，本文就从轨道工程车转向架的模块化设计展开分析。
关键词：轨道工程车；转向架；模块化设计
1、模块化设计的概述
模块化设计指的是采用分解和组合的原理，将一类产品的功能进行分解组合形成通用而又独立的模块系统，再根据相同的零部件，相同的工艺流程，相同的接口界面和相同配置等原理和规律将其集合，最终形成产品。模块是一个标准或通用单元，模块结构具有通用互换性，组合性、独立性和兼容性，往往可以构成系列化。就产品结构而言，模块化设计是特征尺寸模块化、结构典型化、部件简统化、参数系列化、装配组合化。模块化设计可以降低设计差错率，提高部件接口工艺性，减少项目研发人员投入，缩短产品研发周期，避免重复设计，提高工作效率，提高生产效率，降低生产成本。
2、轨道工程车转向架的模块化设计要点
2.1工程车转向架部件模块化设计
2.1.1构架的模块化设计
构架作为转向架的的基础件，是转向架的受力骨架，其他部件的安装基础，构架应设计为基础模块。工程车构架的主要区别在于管夹座、线卡座、受流器安装座的不同，而管夹座、线卡座可以在构架组成后在焊接在构架上，构架模块化设计可不考虑管夹座、线卡座。而受流器安装座需要和构架一起加工，需要考虑受流器安装座的不同。工程车辆受流方式有两种形式：受电弓受流与第三轨受流，如果是第三轨受流，转向架构架上需要安装第三轨受流器，受流器的安装接口需统一。如果是受电弓受流，转向架构架上不需要安装第三轨受流器。根据受流方式的不同，将构架模块设计为两种基础模块：一种是带受流器安装座的构架模块，一种不带受流器安装座的构架模块。见图1，构架模块为转向架的基础模块。
图1构架基础模块
2.1.2牵引装置模块设计
对不同车型中通用的相同结构，应设计出基本模块，如工程车转向架的牵引装置。牵引装置是将转向架连接到车体上，传递制动力和牵引力，牵引装置需与转向架、车体连接。目前工程车转向架中的牵引装置均采用中心销Z字型牵引杆，并且结构相同，与车体的接口、转向架的接口均一致。故可以将牵引装置设计为一个牵引装置通用模块，如图2所示。
图2牵引装置通用模块
2.1.3轮对驱动轴箱模块设计
轮对驱动轴箱装置由轮对驱动组装、轴箱组装组成。轮对驱动组装由驱动单元与轮对组装组成。两种速度等级转向架的轮对驱动组装结构不同，但是结构功能一致，与构架的接口一致，并且同一速度等级的轮对驱动组装可以通用。故可以设计为两种轮对驱动基本模块，一级传动轮对驱动基本模块与二级传动轮对驱动基本模块两种速度等级转向架上的轴箱体均可以通用，轴箱组装上面安装速度传感器、接地装置等设备，后续将速度传感器的接口、接地装置的接口简统化后，轴箱组装可设计为三个基本模块：轴箱组装模块、轴箱组装模块（安装接地装置）、轴箱组装模块（安装速度传感器）。
2.1.4一系悬挂模块
一系悬挂主要包括一系弹簧组、垂向减震器等部件，目前工程车转向架的一系弹簧大部分为同一型号的内外弹簧组，只是由于轴重的不同，工作载荷下得高度不同。工程车使用的垂向减振器均相同。可将该一系悬挂装置设计为一系悬挂基本模块，高度差通过垫片进行调整。南京车的一系弹簧为单弹簧，可将该一系悬挂设计为一个一系悬挂特殊模块。
2.1.5二系悬挂模块
工程车二系悬挂主要包括二系橡胶堆与横向减震器，目前工程车转向架使用的横向减震器均相同。二系橡胶堆与轴重、车辆通过的最小曲线半径有关，工程车轴重一般为13～14t，通过的最小曲线半径要求大部分为100m和110m（除广州新线L型），使用的二系橡胶堆一致，可将该二系悬挂设计成1个二系悬挂基本模块。南京工程车由于轴重只有10t，二系橡胶堆不一样，而广州新线L型工程车的最小曲线半径要求为65m，使用的二系橡胶堆也不一致，故可将这两种二系悬挂设计为两种二系悬挂特殊模块。
2.1.6轮缘润滑装置模块
无法形成通用部件的其他各部件，尽量统一连接结构形式、形状或断面。如工程车转向架的轮缘润滑装置，工程车上使用的轮缘润滑装置主要有干式、湿式两种润滑形式，两种轮缘润滑装置不可通用，但是与构架的安装接口一致，并且同一种润滑方式的轮缘润滑装置简统化后可以通用，所以可将轮缘润滑装置设计为干式轮缘润滑模块和湿式轮缘润滑模块两个基本模块。
2.2工程车转向架模块化设计的目标及优点
通过将转向架各部件简统化，设计成不同的模块，构建工程车转向架的部件模块库，后续工程车转向架的设计中根据合同或技术要求，尽量从模块库中选择合适的模块，进行组合，如遇特殊要求，特殊部件时，可将该部件简统化后设计为新的模块，完善工程车转向架模块库。模块库可以满足不同车型的工程车、适合不同的设计和工艺结构需求，并且可以满足不同用户对不同车型的不同要求。工程车转向架的模块化设计的优点：①减少工程车转向架的设计成本，缩短设计周期。②转向架各部件模块化后，可以对各个模块进行大批量生产，缩短制造周期。③模块化设计便于转向架的后续维护检修，减少维护成本。
结束语
模块化设计是当前轨道交通车辆设计发展的趋势，也是各大生产制造厂家努力发展的方向。目前我司在部件设计简统化上取得了一定成果，后续在模块化设计以及如何模块化设计成果运用到新项目中仍需不断的完善和创新。
参考文献：
[1]吴莹.模块化设计在整车设计制造中的应用[J].铁道技术监督，2012.
[2]靳雷波.轨道交通车辆设计及优化分析[J].机电机械，2016.
[3]苏会芳.轨道交通装备模块化库建设的技术研究[J].中国高新技术企业，2017.
论文作者:钟广辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：转向架论文; 模块论文; 构架论文; 轴箱论文; 工程车论文; 装置论文; 轮缘论文; 《基层建设》2018年第20期论文;