150吨浅坑式重载机车移车台设计

牛爱成

（中铁工程设计院有限公司，北京，100038）

150吨浅坑式重载机车移车台设计

牛爱成

（中铁工程设计院有限公司，北京，100038）

本文以浅坑式移车台专利技术为基础，首先设计了150吨浅坑式重载机车移车台的结构框架，分析且计算了重载机车移车台的整体受力；接着进一步优化了设计计算结果，调整了移车台的承载构件，实现了150吨浅坑式重载机车平行转轨的目标。

移车台；重载；平行转轨；浅坑式

引言

为解决铁道车辆生产检修过程中的平行转轨问题，我院于1996年成功的研制了27m-60t浅坑式移车台，属国内首例，填补了国内空白，获实用新型专利（专利号：ZL9621418.X）。

随着机车载重及速度的提高，生产检修部门对检修设备提出了新的要求。北京二七厂希望能设计制作150吨重载的浅坑式机车移车台，解决车间内的机车平行转轨作业问题。我院根据用户的要求，在现有浅坑式移车台专利技术的基础上，经过计算机程序模拟计算，并根据优化的计算结果，对移车台的承载构件进行结构调整，完成了我国第一台150吨重载的浅坑式机车移车台设计制作。

1 设计研发目标

浅坑式移车台两端设各设1.5米长的过桥，对应的基础地面两端设置斜坡，允许无轨车辆通过。采用浅坑式移车台，移车台基础地面不会妨碍无轨车辆的通行，有效地解决了深坑式移车台地坑两侧交通受阻问题和消防通道问题，使厂区或车间物流畅通，生产安全。浅坑式移车台得到了广泛的应用，并根据实际的生产需要，衍生出许多种载重和尺寸接近的移车台。浅坑式移车台已经成为铁路行业生产检修作业过程中必备的专用设备［1］。

150吨重载机车移车台主要用于车长不超过25米，车重不大于150吨，轨距1435毫米的铁路机车平行移轨作业。

2 总体技术要求

150吨浅坑式重载机车移车台的设计，关键是要解决移车台载重大（承载150吨）的问题；同时还要考虑解决移车台的运行轨道所在地坑要浅，不能影响地面无轨车辆的通行问题。因此需要在移车台载荷传递路线的关键环节——横梁上采取措施。根据程序模拟计算结果，对组成横梁的各焊接构件进行优化组合，选择最佳的力学截面，进行施工图设计，达到所要求的性能参数［2］。

表1　性能与指标要求

3 关键方案与设计计算

根据用户对150吨浅坑式重载机车移车台的要求，需要对移车台的承载构件——车架进行结构调整，并根据计算机程序输出结果，对关键部位进行优化设计［3-5］。

3.1供电方案

移车台的供电采用拖链供电，与常用的安全滑触线相比，不占用地面以上的空间，同时拖链供电也不影响地面无轨车辆的通行［6］。电缆线放置在拖链内，随拖链运行。拖链的一端固定在地面以下的地沟内（移车台的供电电源线从此处引入），另一端固定在移车台上，随移车台运行，实现移动供电的功能。

3.2保护方案

移车台的两侧主梁外面设置护罩。驱动移车台的主动车轮、电气元件及连接电气元件的电缆电线均安装在护罩内，移车台外观整洁美观，同时也提高了移车台的安全性。

由于150吨的载重，与之前的移车台（载重60吨左右）相比，移车台的载重明显增加，移车台终端保护措施需要加强。

3.3移车台的设计计算

移车台设计的关键点是减少移车台车架承载主体结构的厚度，在不影响地面无轨车辆通行的情况下，通过计算选择车架各承载构件的结构和材料，保证车架的承载能力。根据移车台的结构，分析移车台传递机车重量的路线：机车车轮——移车台上面的钢轨——副梁——横梁——主梁——车轮——地面钢轨。

由于需要减少移车台车架承载主体结构的厚度，因此对车架各承载构件进行精确计算是十分必要的。组成车架的各个承载构件副梁、横梁和主梁是焊接在一起的、类似井字结构，形成一个整体，力的传递路线比较复杂，需要设计移车台车架的力学模型，通过计算程序对力学模型进行模拟计算，检查机车处于车架不同位置处，构件承受的最大载荷，确定构件的结构尺寸，最大限度的发挥材料的性能，节约设备材料，降低设备投资。

4 设备组成及结构特点

150吨重载机车移车台主要由车架、过桥、走行机构、操作平台、拖链供电装置、护罩装配、电气控制系统、多功能终端保护装置等部分组成，如图1所示。

图1　北京二七厂浅坑式重载机车移车台现场照片

4.1车架

车架是移车台的受力载体，整个机车的重量全部由车架承担。台面上安装走行轨道，轨道的轨距为1435mm，供机车在台面上行走。车架主梁为箱型焊接结构，车架主体总长25米，宽4.2米。组成车架的各个承载构件均经过计算程序的力学模拟计算，使组成车架的各承载构件处于等强度受力状态，整个车架结构具有足够的强度和刚度；在车架台面上铺设花纹钢板供工作人员在台面上操作行走。制作成形的车架，经过150吨机车负载运行，具有足够的强度和刚度。

4.2过桥

过桥设置在车架的两端，作为机车上下移车台的过渡机构。电动推杆驱动过桥做上下摆动。当过桥落下时，允许车辆上下移车台。过桥的位置状态与移车台的运行状态互锁。当过桥处于抬起状态时，允许移车台运行。当过桥处于落下状态时，移车台不能运行。共设两套过桥，分别控制，以保证可靠进出机车。过桥为钢板焊接的壳体结构，具有良好的抗扭性能。当电动推杆从过桥的一侧驱动过桥上下摆动时，过桥台面具有足够的刚度。过桥上设置1435毫米轨距的钢轨，供机车在过桥上通过。过桥下部为斜坡结构，与地面基础上的浅坑斜坡相吻合。

4.3走行机构

走行机构由4个主动车轮装配和4个从动车轮装配组成，采取4主动车轮分别驱动、8车轮同时承载结构。在车体的左右两侧，一侧为4组主动车轮装配，另一侧为4组从动车轮装配。主动车轮装配由4台三合一减速机（电机、减速机、制动器连为一体）和车轮、轴、角型轴承箱等组成，主要功能是驱动车轮转动，实现移车台走行、对位、停车和锁定，并与从动车轮装配共同支承移车台整机和车上被移动物体——机车的重量。从动车轮装配由车轮、车轴、角型轴承箱等组成。

4.4操作平台

操作平台是操作人员操控移车台的场所。整个移车台设置2个操作平台，对角安装在移车台的两端。为适应室内使用的特点，操作平台为开放式结构。台面周边焊接1.2米高的不锈钢栏杆，便于操作司机瞭望车间内的环境情况。台面上仅仅设置操控按钮箱，移车台的控制柜安装在车架侧面的主梁上，以便缩小操作平台的台面尺寸，减少移车台的总体宽度，使移车台在车间内具有尽量大的运行区间。

4.5拖链供电装置

移车台在室内使用，拖链供电装置放置在地面电缆沟内，电缆沟深250、宽80，不影响车间内无轨车辆的通过。移车台基础地面以上部分，没有固定装置，车间地面整洁美观。

4.6护罩装配

在移车台车架主梁外侧，设置护罩装配，遮盖车轮和电器、电缆，使移车台外观整洁美观。护罩装配用2毫米厚钢板折弯，分段安装在护罩安装架上。可根据检修需要，将护罩从安装架上拆下。安装架配合护罩焊接在主梁上，使护罩外观整洁美观。

4.7电气控制系统

电气控制系统实施对移车台运行、调速、换向、对轨、制动等各种动作的操控；控制系统的核心部件选用变频器，可实现移车台的低速行走，便于对轨；由于使用变频器控制行走电机，使移车台运行平稳，在移车台启动及停车时没有冲击。在移车台的四角装有紧急停车按钮，遇有紧急情况时能迅速停车，并报警。在移车台的两端各装有一个点动开关，用来控制移车台的前进、后退，便于对轨。在移车台的两端各装有一个声光报警器，当移车台行走时提醒周围人员注意安全。

在移车台两侧主梁下部安装了接近开关，当移车台运行到工作场地的两端接近极限位置时，行程开关动作，切断行走电路，使移车台停止运行。

4.8多功能终端保护装置

150吨浅坑式重载机车移车台属大型设备，需保证移车台在车间地面上运行的安全性，防止移车台冲撞车间墙壁或立柱。1）设置接近开关：当移车台接近运行终点时，移车台上的接近开关发出停车信号，电控系统做出反应，对移车台实施电控自动停车。2）缓冲器终端软停车：当接近开关失灵时，缓冲器吸收移车台的运行动能，强迫移车台停车。3）止挡装置硬停车：当接近开关、缓冲器都失去功能时，止挡装置直接阻止移车台前进，对移车台实施终点定位硬停车。

5 结束语

150吨浅坑式重载机车移车台的出现，为铁路机务段进行厂区规划和改造提供了技术手段。继北京二七厂150吨浅坑式重载机车移车台的投产使用后不久，南昌机务段到我院协商订购150吨浅坑式重载机车移车台。

南昌机务段通过使用机车移车台，对厂区进行改造，将联合厂房前的许多铁路进出线道岔取消，改成移车台平行转轨，节约了地面面积，将节约的地面面积做成柴油机库、柴油机边跨和喷漆库，如图2所示。

图2　南昌机务段浅坑式重载机车移车台现场照片

目前，国内越来越多的机务段已经开始使用浅坑式重载机车移车台对机车进行平行转轨作业，浅坑式重载机车移车台开始在机务段得到广泛的应用。

［1］陈国民，双股道100t移车台［J］，铁道车辆，1996.

［2］翟明选，新型移动供电装置——拖链系统［J］，起重运输机械，2004.

［3］邹慧君，机械运动方案设计手册［M］，上海交通大学出版社，1994.

［4］成大先，主编机械设计手册（第2卷）［S］，化学工业出版社，2002.

［5］陈秀，严国良，机械设计课程设计图册［M］，高等教育出版社，2004.

［6］周希章，周平，等，如何正确选用电动机［M］，机械工业出版社.

牛爱成（1962-），男，毕业于兰州交通大学，高级工程师，一直就职于北京中铁工程设计院，从事铁路检修设备的研发工作。在移车台、转车盘、机车牵引电动机真空压力浸漆设备、铁路货车抛丸除锈设备研制方面，有比较多的研究。

Design of 150-tons Overloading on Shallow Pit Type Locomotive Moving Car

Aicheng Niu（China Railway Engineering Design Institute Co.，LTD.， Beijing， 100038， China）

Based on mobile platform patent technology， frame structure was designed that was 150 tons of shallow pit type locomotive mobile platform. Calculating for locomotive mobile platform overall stress，further optimizing the design calculation results and adjust the locomotive mobile platform components，150 tons of shallow locomotive mobile platform Parallel transition goal is realized.

Mobile Platform； Overload； Parallel Transition； Shallow Pit Type

U279

A

2095-8412 （2016） 04-687-04

工业技术创新 URL： http://www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.04.028