香港高台平车研制

香港高台平车研制

唐溢,李振华,刘锋

中车株洲车辆有限公司 湖南株洲 412003

摘要：介绍了香港高台平车的主要技术参数、主要结构配置、计算分析情况。

关键词：平台、参数、结构、计算

1 前言

根据长江公司与香港德威公司签订的高台平车供销合同，由株辆公司根据香港德威公司提供的技术规范，为香港铁路有限公司研制一辆高台平车。

2 主要用途

该车为一辆高空作业工程车，车面安装有升降工作平台，能与港铁现有机车连挂，且能与香港各铁路线上的其它工程车辆组成列车编组运行，以在迪士尼度假线、城市线、机场快线和东涌线线路上进行架空线路维护工作。

3 主要技术参数及基本尺寸

表1    香港高台平车主要技术参数

自重                                           ≤ 32t+10t（配重）

载重                                           26t

轴重                                           17t

最高运行速度                                   80km/h

最小曲线半径                                   140m

最大超高高度                                   150mm

紧急制动率                                     ≥1.4 m/s2±14%

手制动                                  重车能在3.2%坡度上停稳

工作平台绕纵轴旋转角度                   ≥±90°

工作平台可从轨道中心横向移动距离           ≥7m

车辆限界                                符合香港机车车辆限界

表2      香港高台平车基本尺寸

车辆长度              20520mm

车辆最大宽度           2460mm

地板面宽度             2384mm

车辆定距             14200mm

地板面高度             1130mm

车钩高度                790 mm

转向架轴距             1800mm

车轮直径               φ840mm

4 主要结构配置

香港高台平车主要由平车、动力站、应急发电机、电气控制柜、工具柜、灭火器箱、移动升降工作平台、滑动栏杆等组成（见图1）。

图1

4.1平车

平车主要由底架、空气制动装置、手制动装置、电气系统、车钩缓冲装置、转向架、液压控制系统等组成。

4.1.1 底架组成

底架主要由中梁组成、枕梁组成、侧梁组成、大横梁组成、横梁组成、上旁承组成、端梁组成、小横梁、加强梁、地板等组成。中梁组成、枕梁组成、大横梁组成、横梁组成均为箱型组焊结构，由腹板及上、下盖板组成。

4.1.2 空气制动装置

空气制动装置采用符合UIC标准的克诺尔KE双管制动系统，主要由供风管、制动管、两个制动缸、KE分配阀、限压阀、空气过滤器、减压阀、紧急阀、副风缸、闸调器、称重阀、直端塞门等组成。采用国产不锈钢制动管系及法兰接头。

4.1.3 手制动装置

手制动机布置在车体两侧，采用BSW型制动机。

4.1.4 转向架

采用焊接构架式转向架，轴箱弹簧为两级刚度，主要由整体构架、轴箱弹簧悬挂装置、轮对和轴承，基础制动装置、常接触式弹性旁承、称重阀、球面下心盘、心盘衬垫、液压锁闭装置、起吊装置等组成。基础制动装置、轮对、球面下心盘、心盘衬垫及弹性旁承为借用香港平车转向架件。

4.1.4.1 构架组成

构架组成主要由双腹板式侧梁、箱型截面心盘梁、导框座组成、导框座、斜楔座、固定杠杆支点座等组成。

4.1.4.2 轮对组成

轮对组成主要由符合TB/T2945-1999的RD2型车轴，和符合BS EN 13262:2009的840mm轮径车轮组成。

4.1.4.3 轴箱弹簧悬挂装置

轴箱弹簧悬挂装置主要由轴箱、斜楔体、轴箱挡块装置、内圆弹簧、外圆弹簧、橡胶块、主磨耗块（左）、导向套、吊杆、止动垫片、主磨耗块（右）、副磨耗板等组成。

4.1.4.4 基础制动装置

基础制动装置由制动梁、制动梁安全托、固定杠杆支点、闸瓦托吊、制动杠杆、下拉杆、闸瓦、闸瓦插销、闸瓦销环等组成。

4.1.4.5 滚动轴承装置

由SKF197726圆锥滚动轴承及配套的前盖、后盖、轴端螺栓等组成。

4.1.4.6 液压闭锁装置

液压闭锁装置在作业工况下使用。它的作用是利用油缸的推进力将轴箱上方的弹簧闭锁，代替弹簧起承载作用，起到保护弹簧和提高作业平稳性的作用。

4.1.4.7 起吊装置

起吊装置由吊板、吊耳、销轴等组成，起吊装置通过螺栓与心盘梁上盖板连接。

4.1.5 电气系统

电气系统由动力站、移动升降工作平台、控制系统、照明、列车线、对外交流电源输出插座等组成。

4.1.6 车钩缓冲装置

车钩缓冲装置为带有AL VI缓冲器的BSI车钩。

4.1.7 液压控制系统

液压控制系统由液压闭锁装置油缸、液压管路、控制阀等组成。液压油缸动力由移动升降工作平台的动力站提供。

4.2 移动升降工作平台

移动升降工作平台通过螺栓与安装座连接，安装座通过螺栓安装在底架上。

5 计算分析说明

5.1 车体静强度计算

采用ANSYS12.1 有限元分析计算软件，依照TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》规定的考核工况，对该车车体进行了静强度计算。各工况下车体各处应力均小于许用应力，在垂向静载荷作用下，该车车体中梁中央挠度满足挠跨比≤1/900的要求。因此，该车车体静强度及刚度满足设计要求。

5.2 转向架静强度计算

转向架结构严格按照TB/T 1335 -1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》工况进行计算，计算结果表明，转向架构架和承载鞍在各工况下应力均未超出《规范》规定的许用应力，其强度均符合《规范》和设计任务建议书要求。

5.3 车体疲劳计算

不同焊接接头缺口工况类型时，按EN 12663-2《铁道应用-铁道车辆车体结构要求》表20，疲劳载荷工况下，车体结构各缺口工况大应力计算结果均小于疲劳检验极限应力上限值，因此车体结构的疲劳强度满足考核标准的要求。

5.3 动力学性能计算

按照GB5599-85标准要求，进行动力学仿真分析， 评价直线上的运行性能（考察其蛇行运动稳定性）、通过缓和曲线（扭曲线路）的运行性能、通过有不平顺线路的运行性能等，计算结果表明，高台平车在设计速度范围内的动力学性能满足标准的要求。

6 结束语

通过以上对该车各部分设计说明及各项计算结果表明，该车方案设计满足、符合用户技术规范和相关标准的要求，该车于2021年在香港铁路线上投入运用，至今运用情况良好。

参考文献：

[1]严隽耄，傅茂海.车辆工程 第3版[M].北京: 中国铁道出版社，2008.

[2]闻邦椿.机械设计手册[M].北京: 机械工业出版社, 2020.

[3]钟玉龙.改进的高空作业液压系统[J].维修与改造，2006(1):14-15.