HXN3型机车车体设计理念的诠释.pdfVIP

V01．35 1 第35卷增刊1 铁道机车车辆 Suppl 201 RAII。WAYI。()C()M()TIVE＆．CAR 2015 5年5月 May． 文章编号：1008—7842(2015)S1—0063—04 HXN3型机车车体设计理念的诠释 王惠玉 (大连机车车辆有限公司，辽宁大连116021) 摘要 为了更深入的认识HX、3机车车体在减重的苛刻要求下的设计理念，就车体底架、侧墙、司机 室等结构的设计特点和设计理念进行了逐一解析，并对该车体仿真分析的应用深度以及与结构设 计紧密结合的思想进行了讨论。 关键词HX×3机车；车体；设计理念；计算分析； 7842．2015．S1．13 中图分类号：U260．2文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1008 HX、3型机车是美国EMD公司与大连机车车辆有板材组焊成箱形结构。除了边梁是箱形结构外，底架两 限公司合作开发的大功率内燃机车。该车是目前国内 个边梁之间也布置有工字形纵向梁，并与底架上下盖板 功率最大、速度最高的内燃机车，其研发遇到的最大困 组成箱形结构。底架的箱形结构及边梁和中间梁截面 难是减重问题，由于柴油机发电机组以及车内辅助设备 示于图2。 的质量较大，分配给车体钢结构的质量受到很大限制。 在该车体设计研发中，除合作双方的技术交流外，更多 的是体现出EMD公司和大连机车车辆有限公司很多 值得思考的设计理念。 1 车体整体的设计思想 HX、3型机车车体是内走廊的整体承载式车体。 由于总重的限制，如何将有限的结构总重，设计出结构 强度、冈0度均满足要求的车体，是车体结构设计首要研 究的课题。另外，该车选用的柴油机与主发电机为分离 式，其柴油机曲轴与发电机轴的同轴度、平行度均严格 保证在0．06mm之内，这就要求车体在安装柴油机、主 图l 车体中间截面拉伸工况受力图 发电机的长度上在垂向载荷作用下具有足够的刚度。 因此，该车体设计为整体油箱结构。 (1)整体箱形结构 从整体分析该车体承载钢结构，就相当于一个完美 的整体箱形结构，这个箱形结构是通过对底架、侧墙、隔 墙、上悬梁各自刚度的合理搭配组成，这样大大提高了 图2 车体底架组成的箱形结构及边梁和中间梁截面 车体的抗弯刚度。同时，通过对底架、侧墙、上悬梁等结 构各自所承担载荷的合理调配，明显的降低了底架的应 (3)侧墙桁架和框架组合结构 力水平，现取车体结构中部截面并将所受反力示出，可见 车体侧墙结构设计采用桁架和框架相结合的思路， 上述结构在拉伸工况下各自传递力的分布，详见图1。 在底架中段柴油机安装部位，由于有整体油箱结构，其 (2)底架箱形结构 刚度较大，所以该段对应的侧墙采用框架结构，从底架 为了提高底架中段安装柴油机部位的刚度，底架采 的油箱端部到司机室后墙部位，由于刚度较低，为了加 用整体油箱结构。由于总重限制，底架边梁、油箱、横梁 强其抗扭、抗剪刚度，同时有利于引导力流走向，所以采 mm 等结构均采用6mm的薄板，其主要承载的边梁由6 用桁架结构。其结构示于图3。 王惠玉(1943)男，教授级高级工程师(收稿