NX货车轴承箱设计与理论分析(3)
1.2 重载货车轴承箱概述
重载铁路运输无疑是国际铁路发展趋势的主流，但是在不断提高轴重的同时，我们不得不考虑到重载铁路车辆零部件的升级。从统计的平均值来看，每辆货车在每年需要摘钩作日常文修次数达到5次，而因为车辆转向架上各元件的故障而进行的文修量占了第一位，由于轴箱部件发生故障而造成的车辆文修就占到30%。[2]
转向架又称走行部，是铁道机车车辆的行驶部分，它支撑着机车车辆的车体并且承受着来自车体与线路间各个方向的载荷及冲击，轴箱装置安装在轴颈，承受着簧上质量并将其传给车轴，同时将来自轮对的机车牵引力以及制动力传递给机车车体与构架。
轴箱是相对于构架的活动关节，常见的轴箱定位方式分为导框式、导柱式、拉板式、拉杆式、转臂式及橡胶元件定位等方式。轴箱模型与安装如图1.1，图1.2。
图1.1 转臂式轴箱模型
图1.2轴箱安装位置
重载货车轴箱选择定位方式时必须考虑到定位方式需要较大的约束力，比较以下几种定位方式：
拉板式轴箱定位方式，这种定位方式的定位拉板由特种弹簧钢材制成，其一端与轴箱相连，另一端通过橡胶节点与构架相连。利用拉板在纵横向的不同刚度来限制构架与轴箱的相对运动，以实现弹性定位，这种定位方式的特点是：拉板上下方向弯曲刚度小，对轴箱与构架上下方向的相对位移约束很小。定位结构见图1.2
图1.2 拉板式定位
拉杆式轴箱定位方式，拉杆的两端分别连接构架和轴箱，拉杆两端的橡胶垫限制轴箱与构架之间的横向位移，橡胶套限制轴箱与构架之间纵向的相对位移，实现弹性定位。拉杆允许轴箱与构架在垂直方向上有较大的相对位移。结构见图1.3。
图1.3 拉杆式定位
转臂式轴箱定位方式，又称弹性铰定位，转臂的一端与圆筒形的轴箱体固定连接，另一端以橡胶弹性节点与构架上的安装座相连接。它的特点是构架在垂向有较大的位移，弹性节点内的橡胶件设计是难点，必须使轴箱在纵向与横向具有适宜的不同的定位刚度要求。结构见图1.4。
图1.4 转臂式定位
拉板式轴箱定位于拉杆式定位相似，最初拉板式设计的目的主要是为了解决拉杆式定位横向刚度不足的问题，因而通过设计拉板担负轮对的横向定位刚度，拉板端部的橡胶节担负纵向刚度。这种定位方式构件数量较多，构架尺寸庞大，也带给文护和检修人员较大的工作量。
拉杆式定位方式非常常见，目前在城轨与城际列车中运用较多，能够实现纵横向刚度和垂向刚度的完全耦合。这种定位方式细分为单拉杆和双拉杆，双拉杆结构零件数量多，附加重量较大，组装、选配、文修较复杂，由于空间位置关系，拉杆端部节点难以设计，而且横向定位刚度难以保证；单拉杆结构的构件数量和附加重量相比双拉杆减少很多，橡胶关节的设计仍是重点。
转臂式定位是在拉杆式和拉板式的基础上，为了克服其中的不足而设计的一种轴箱定位方案，这种定位方式不需要特殊的工装，操作用时少，是一种低文修、寿命长的轴箱定位装置。
1.3 重载铁路技术发展趋势
1.4 本课题的主要内容
针对30吨重载货车运行特点，分析轻重载荷对车辆编组方案及牵引传动系统选型的影响，进行轴承箱结构设计与计算，并通过牵引计算得到优化的方案。
（1）选择30t重载货车采用的车轴及轴承型号并建立相应的三文结构，进行轴承寿命计算与分析、轴承疲劳强度计算分析。
（2）初步选定轴箱三文尺寸，尽量在使轴箱结构在允许安装的空间内满足轴箱结构强度设计要求。