专属机车徽像与司机室的设计研究

戚百灵

摘  要  着重介绍了专属列车机车徽像的设计与司机室安装的研究，从外观的美观、钢结构的强度、轻量化、安装方式到可靠性等进行设计与研究。

关键词：HXD3D型机车;徽像设计;司机室;钢结构

1 引言

随着国内铁路机车的发展和各专属机车的更新换代，对机车的速度要求也越来越高，专属机车换型时速160公里HXD3D电力机车，高速度、大徽像、高风阻，针对徽像设计与司机室安装连接进行设计研究，新一代专属机车应运而生。采用简单化、高强度、美观轻量化钢结构，用最简单的安装结构，整体连接，增加整体强度，实现机车徽像与司机室前脸连接安装。

2 HXD3D机车司机室设计

司机室的设计综合考虑司机室的整体强度、美观性、轻量化、安装可靠性等要求来更好的设计，以安全运营，可靠性、美观性的因素做分析研究从而充分发挥系统效能。整体的司机室设计采用proel三维设计软件进行设计，建立整体的司机室模型。司机室分别由前脸、左右侧墙、后墙以及顶盖等组成，主要加强司机室的前脸结构，以保证安装徽像承载的强度;司机室空调改为顶置式设计，方便空调的使用与维护。（图1）

2.1 司机室钢结构的设计

司机室的钢结构由司机室左、右侧墙、前脸、顶盖、底板组焊而成。为了保证司机室前脸的强度、刚度，整体梁采用材料为Q345E的压型槽钢和方钢进行设计，前脸蒙皮为6mm厚度的钢板，同时内部设计网格式加强梁，合理的布置分散受力，外部设计法兰式徽像安装座，安装座与整体徽像最大程度保持一致，以保证安装的强度;安装座截面与司机室蒙皮面保证贴合，采用周边满焊，这样提高了组焊的精度与强度。（图2）

3 具体实施

具体方案：以连接体为主体，兼顾司机室前脸安装及徽像安装;在连接体安装内侧，上、下、左、右弯板组焊成一个“法兰式”连接体，连接体一侧与徽像安装的平面保证平面度为1，并开18个螺栓孔，另一侧贴合司機室前脸合适位置，将连接体与司机室前脸蒙皮进行周边阻焊;组焊后连接体的“法兰面”结构与司机室形成一个直立垂直的安装面;“法兰面”设有18个有螺栓安装孔（附图2）用于徽像的安装，在徽像与连接体连接是时中间设计有橡胶圈，用于徽像安装与机车运用时起到减震作用;另外连接体的底部设有三个排水孔，用于排水;安装整体徽像时螺母采用施必牢自锁防脱螺母，紧固力矩要求220-250Nm，防止徽像在高速行驶时脱落的安全隐患，完成了徽像与机车的连接要求，保证了毛泽东号机车的安全行驶。

4计算载荷及工况

各工况的最大应力（即Von Mises应力），应力云图见图3。

结论：

通过对毛泽东号HXD3D型机车主席像安装座的受力分析，考虑两种载荷组合，采用了3个计算工况，计算了安装座的强度，在安装座的各部位出现的最大应力均小于材料Q235的许用应力235MPa，表明安装座的强度满足设计要求。

5 结语

在我们铁路交通日益发展的今天，专属机车是铁路上的一道风景线，也是时代精神的象征，HXD3D机车徽像与司机室连接的成功研制，保证了徽像连接器强度，利用有限元及整合设备安装方案的方法优化结构，进行轻量化、美观化设计，有效减少了安装困难和低强度风险，利用施必牢自锁防脱螺母紧固安装，有效防止了徽像在高速行驶时脱落的安全隐患，完成了徽像与机车的连接要求，保证了专属机车新一代毛泽东号机车的安全行驶。并且将方案优化应用的其他专属车型、朱德号、共产党员号等等。为我国的专属机车的设计做出了巨大贡献。

参考文献

[1] 崔笛.机车司机室的设计与综合舒适性研究[B].大连：大连机车车辆有限公司，2011.