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出口秘鲁集装箱平车的研制

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孙纯旭

摘要：本文主要介绍了秘鲁集装箱平车的主要技术参数、车辆结构配置、计算分析及试验情况。

关键词：集装箱平车;技术参数;结构;试验

秘鲁集装箱平车是中车长江车辆公司为秘鲁铁路公司设计制造一种铁路集装箱专用平车，2015年5月完成设计，8月完成样车试制及试验，11月完成批量生产及交付，2016年1月开始在秘鲁铁路线上正式运营。

1 车辆用途

该车主要用于在秘鲁标准轨距铁路上运输三个4米特种集装箱，或两个20英尺国际标准集装箱。

2 主要技术参数（表1）

3 主要结构及配置

该车主要由底架组成、集装箱锁闭装置、空气制动装置、手制动装置、车钩缓冲装置和转向架等部件组成（参见图1）。

3.1 底架组成

底架为骨架式鱼骨形全钢焊接结构，主要由端梁、中梁、枕梁、大横梁、纵向梁、走板等组焊而成。其中：枕梁由枕梁上盖板、枕梁腹板和枕梁下盖板组焊而成;大横梁由横梁上盖板、横梁腹板、横梁下盖板组焊而成。

中梁为双向变截面鱼腹形組焊结构，主要由中梁上盖板、中梁下盖板、中梁腹板、中梁隔板和冲击座组焊而成，上心盘与中梁间采用专业拉铆钉连接。

3.2 集装箱锁闭装置

集装箱锁闭装置采用Quick-Lock锁，由16个标准Quick-lock、4个固定位锁座和12个高低位锁座组成，承载座焊接在横梁端部。

3.3 空气制动装置

空气制动装置采用了美国Wabtec公司的ABDX制动系统。主要由ABDX控制阀、10〞×12〞ABU型制动缸、2300-DJ型闸调器、ELX-B40%空重阀、双室风缸、均衡风缸、RX-3保持阀、AB-1双支管阀、MDV 100脱轨阀、组合式集尘器、球芯折角塞门、主管三通、制动杠杆、制动拉杆、软管等组成。

3.4 手制动装置

手制动装置采用AAR标准的U-9300型手制动机，具有制动、阶段缓解和快速缓解等三种功能。

3.5 车钩缓冲装置

车钩缓冲装置主要由车钩、钩尾框、钩尾销、从板和缓冲器等组成。车钩为符合AAR标准的E级钢SBE60EE型车钩，相应配置SY40AE型钩尾框，Y44AE型从板，Mark50缓冲器，按照AAR S-239标准布局。

3.6 转向架

转向架采用常摩擦力减振装置铸钢三大件式转向架，主要由轮对组成、侧架组成、中央悬挂及减振装置、摇枕组成、基础制动装置、轴承、承载鞍、弹性旁承等组成。

4 计算分析

4.1 车体静强度计算

采用ANSYS软件按照AAR M1001标准的规定对车辆的基本工况、顶车、抬车、吊车、侧滚浮沉、屈曲等工况进行计算，计算结果显示：在各工况下车体各部位的最大应力都小于材料的屈服强度450MPa，在侧滚浮沉工况时，枕梁下盖板开孔处应力最大为432 MPa;车辆的最小屈曲因子为1.651，与标准值1.5相比，有足够的安全裕量;在冲击工况下，最大应力为450MPa，小于材料Q450NQR1的抗拉强度550MPa。

4.2 车体疲劳寿命分析

依据AAR机务标准C-Ⅱ-2007（M-1001） “货车设计制造规范”第7章“货车的疲劳设计”的有关内容确定车体结构疲劳寿命分析的载荷条件和评价方法，采用ANSYS有限元软件对该车体进行应力计算，估算该车体在心盘、纵向车钩、旁承及扭转载荷谱条件下的疲劳寿命。通过计算评估，该车车体所有焊缝部位均能满足375万公里设计寿命的要求，靠近端部的大横梁下盖板与纵向梁下翼板对接焊缝疲劳损伤最大，疲劳寿命为421万公里。

4.3 动力学性能计算

按照AAR M-1001 第11章《新造货车运用评价试验和分析》对秘鲁集装箱平车在空车和满载工况下进行了动力学仿真分析，线路为FRA 2级，分析结果显示：车辆在直线上的蛇行运动稳定性，空重车在圆曲线和缓和曲线上的运行安全性，以及通过有各种激扰的线路时的动力学性能均满足AAR 标准的要求。

5 试验

5.1 车体静强度试验

按照AAR M-1001第Ⅺ章“新造货车运用性能的试验和分析”对秘鲁集装箱平车试制样车进行车体结构静强度试验，主要有以下工况及组合：牵引载荷、缓冲压缩载荷、压缩载荷、垂向装载、顶车载荷、车钩垂向载荷。试验结果显示：车辆在所有工况均没有发生永久变形，最大应力值为338MPa，发生在重车压缩工况，位于中梁上盖板靠近大横梁处，车体静强度满足AAR M-1001标准要求。

5.2 集装箱装载/卸载试验

采用20英尺标准集装箱和4米特种集装箱进行了实际装载和卸载试验，试验结果显示：集装箱锁闭装置能在高低位之间容易转换，并且在高低位时都能闭锁到位，所有集装箱都能自然落入相应锁头上，所有锁钩都能正确锁住集装箱角件并能顺利解锁。

5.3 模拟曲线通过试验

为验证车辆在通过曲线时，转向架与车体在相对摆动中，在最恶劣的情况下，转向架与车体之间不发生干涉。车辆与车辆在相对摆动中，车辆与车辆间端部有足够的间隙，以及车辆与车辆间的软管长度不会造成拉扯、打结以及连接后满足离轨面高度要求，进行了车辆模拟曲线通过试验。试验结果显示：在模拟曲线工况中，车辆各零部件之间无干涉，且在极限工况时仍有足够的安全距离。

6 结束语

出口秘鲁集装箱平车的设计和制造均满足相关标准和用户技术规范的要求，经过四年多的持续运营，为用户创造了良好的经济效益，用户反馈车辆性能状态良好。

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