摘要：转向架是轨道机械车辆的重要部件之一，轨道工程机械车辆的转向架是直接承载车体质量的部件，转向架的参数设定直接决定了轨道工程机械车运行时候的平稳性和安全性。科学合理的轨道工程机械车辆转向架构架制造的参数，是能够为轨道工程机械车辆曲线行驶提供安全保障，提高轨道工程机械车辆的操作舒适度。本文就轨道工程机械车辆转向架构架的制造工艺展开相关讨论。
关键词：工程车辆；转向架；制造工艺；轨道工程
随着我国的轨道交通行业快速发展，高铁、地铁、客运等各种轨道交通的运输要求也越来越严格，唯有不断加强自身，提高轨道工程机械车辆的制作工艺，才能够提高轨道交通行业的发展速度和质量安全。转向架作为轨道交通机械车辆的重要组成部分，起着承上启下的作用，对提高轨道工程机械车辆的质量有非常重要的地位。
一、轨道工程机械车辆转向架概述
轨道工程机械车辆是通过事先铺设好的轨道，在轨道上快速的行进。为了能够一次性运载更多的物品，也为了效率最大化的应用轨道价值，轨道工程机械车辆往往都是很长的一串，以增加轨道工程机械车辆的运输效率。但是轨道在铺设的过程中并不是完全呈直线的，在某些地方会有一定弧度和曲线铺设，而转向架，就是能够在一定半径曲线内转向运行的车辆构件，让轨道工程机械车辆能够在不同的曲线径向位置实现不同的转向。转向架在轨道工程机械车辆的发展中历史悠久，对轨道工程机械车辆的发展拥有不可忽视的作用，不过早期的轨道工程机械车辆的转向架连接机构中往往存在多余的结构，提高了转向架的制作费用，降低了转向架的运行效率，同时，也对轨道工程机械车辆转向架的保养维修带来了一定的阻碍和困难。因此，想要发展轨道工程机械车辆，帮助轨道工程机械车辆不断提速，完善我国的轨道工程机械车辆，就需要提高转向架的制作工艺，完善转向架的设计构造，以提高转向架对轨道工程机械车辆的性能提升[1]。
二、三种转向架的机理分析
1、普通转向架
普通转向架是转向架发展的基础，普通转向架的各种参数都比较平衡，也存在着诸多的不足。比如说，普通的转向架在通过小曲线轨道的时候，普通转向架会因为前轴冲角引起外轨道的横向蠕变力对转向架前轴产生不良的力影响，然后就会因为转向架后轴和轨道中心相接近，破坏原本稳定的轮径差，让蠕变力对轮缘接触的前轴产生横向压力，影响轨道工程机械车辆的使用和稳定性能。
2、柔性定位转向架
柔性定位转向架是选用各种柔性悬挂的方式，增强普通转向架的转向能力。柔性定位转向架和普通的转向架之间，柔性定位转向架的定位刚度比普通转向架的定位刚度更小。通过合理的设置好柔性定位转向架，在轨道工程机械车辆行驶的过程中，进入曲线轨道运行的时候，在和普通转向架相同的轮轨蠕滑力导向作用下，柔性定位转向架对曲线冲角的影响要更小。
3、自导向转向架
自导向转向架是通过轨道工程机械车辆的车轮对角交叉支撑，将导向机构加装在同转向架的前轮和后轮之间。通过这种方式，能够有效的铰接转向架前后轮，让转向架的车轮在行驶过程中能够进行相对回转，提高轨道工程机械车辆在进入曲线轨道时运行的稳定性[2]。
三、轨道工程机械车辆转向架结构
1、转向架结构设计
轨道工程机械车辆的转向架构架是H型设计结构，通过中间一根橫梁连接两边的一体化设计。转向架中的结构包括支撑圆盘、耳板座、橡胶旁承，主体则是由上下、左右、前后的盖板、支撑圆筒和支撑板焊接而成。通常来说，转向架的厚度在20mm左右，侧板厚度在16mm左右。转向架中的支撑圆盘主要是连接转向架和车体，承载车体的重量，同时也是保证车辆在进入曲线行驶的时候，能够自由的进行专向。耳板座是定位轴箱转臂的结构，其余还有各种弹簧座和支撑钢板，帮助转向架定位、安置缓冲用的弹簧，也能够加强转向架结构的刚度，提高转向架在应用中的承载能力[3]。
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2、转向架的运行工况
转向架主要是承受轴箱弹簧所传递的垂直载荷力，以及定位转臂传递的横向载荷力和纵向载荷力。垂直载荷力是车辆自身重量的载荷力度；纵向载荷力是由主动轮的牵引力和阻力共同作用产生；横向载荷力则是因为转向架承载的车体重量，运行过程中车辆内部的零部件橫向振动引起的。这些力都会施加在轨道工程机械车辆的转向架底座上，影响转向架工作和车辆运行安全。
2.1浮沉载荷
通过对以上三种不同原因引起的载荷，可以将其分解成为具体的三种载荷内容，第一种是浮沉载荷。浮沉载荷主要是指轨道工程机械车辆在运行的过程中，因为车体运动发生上下左右的振动变化，引起车辆的垂向载荷力产生变化，就像是在水里面浮沉一样。
2.2侧滚载荷
侧滚载荷是指车体在运行过程中，因为车体产生的滚动效应，由车辆的横向载荷、纵向载荷共同引发垂直载荷力发生变化。浮沉载荷多在轨道工程机械车辆直线行驶的时候产生，侧滚载荷则在车辆转弯，车体运行状态发生侧向变化的时候产生。
2.3扭转载荷
扭转载荷通常是一组垂向作用在转向架轴箱部位的自平衡载荷力系。扭转载荷主要是因为车辆的线路及转向架结构设计、制作有缺陷，导致导向架的四个轴箱产生的反应力不均衡所产生。扭转载荷在床柜的直行、转弯、上下坡的时候都趋向正常，只有在超常运行的状况下，比如车轮失载的时候，就会让扭转载荷力度出现问题[4]。
四、转向架的制造工艺难点及解决措施
1、整体拼焊
在转向架进行制作的时候，往往需要对转向架的开档尺寸做出良好的设计保证，才能够确保转向架在进行拼焊的时候，整体尺寸的数据差模型和设计吻合，这也是目前转向架在制作时的难点。而解决方法就是在进行转向架制作的时候，需对转向架的设计尺寸放量2mm，只有这样，在进行转向架整体拼焊的时候，才可以避免因为焊接收缩导致转向架的尺寸变形。
2、中心线偏差
在转向架的设计理论中，需要让转向架的各个中心线设计重合，以保证转向架的稳定性。但是在实际的转向架施工过程中，往往会因为拼装偏差、工序等问题，导致整体拼装之后转向架中各个中心线无法完全重合。譬如说，在进行拼焊的时候，焊接导致的物理收缩会让已经设计好的中心线重合位置出现偏差，这种时候，在制作的时候预留的2mm尺寸的作用就能够完美的体现出来[5]。
3、对角线尺寸
转向架的上下拉杆座、拉杆支座间距、高度差、对角线尺寸，对于轨道工程的机械车辆运行稳定都有非常关键的影响。想要妥善解决这个问题，首先需要在转向架拼装之后，对其下平面进行整体的加工，并严格保证下平面台阶的高度差，以此来保证转向架上加工的尺寸精度。
结束语
综上所述，在轨道工程机械车辆的转向架设计制造的时候，不但要考虑到设计制造时出现的问题，还需要考虑到实际装配时可能存在的影响条件，需要在转向架的制造设计中引入可拓展思维，确立轨道工程机械车辆转向架设计模型，基于实际情况给出设计难点解决方案。
参考文献：
[1]张莎.一种轨道工程车转向架构架强度及模态分析[J].铁道技术监督，2019（6）：64-68.
[2]邱友胜，欧阳尔卓，林元春.焊接机械手在机车构架生产中的工艺研究及应用[J].金属加工：热加工，2019（6）：11-14.
[3]陆超，李涛，袁泉.新型工艺转向架支撑定位装置的结构设计与强度分析[J].机械，2019（8）：8-12.
[4]贾文峥，王艳辉，苏宏明，等.基于风险网络的轨道交通车辆风险评价[J].交通运输系统工程与信息，2019（4）：143-148.
[5]王建斌，宋烨，邬平波.动车组转向架构架结构型式评价方法[J].机械工程学报，2018，54（18）：140-145.
论文作者:陈轼
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/15
标签：转向架论文; 轨道论文; 载荷论文; 车辆论文; 工程机械论文; 车体论文; 构架论文; 《基层建设》2019年第27期论文;