【科普】长大有力-D38型钳夹车

2023-10-02 14:14 作者:怀念成局的韶山3 0人读过 | 我要投稿

随着我国国民经济的快速发展和西部开发建设, 国家工业建设和电力建设迅速发展, 铁路承担着日益增加的大型变压器、发电机、轧钢设备、锅炉、反应塔等特种长大货物的运输。但这些设备自重都在上百吨,普通的铁路货车难以运输。为此,铁路专门研制了用于运输这些设备的特种货车,而我们本期故事的主角-D38型380吨钳夹车-便是其中的一员。

研制

1996年初,齐齐哈尔车辆厂（今齐齐哈尔铁路车辆（集团）有限责任公司）根据铁道部新型钳夹式货车招标技术规范的要求及1997年度铁道部科技发展计划项目的要求开始与四方车辆研究所、铁道部科学研究院、西南交通大学、大连铁道学院等单位基于德国500吨钳夹车的基础上研制一种自重较轻、功能较全、适应范围较广、采用新技术、新结构、新材料、新工艺较多、性能先进的新型钳夹式长大货物车。

早在下线之前,齐齐哈尔车辆厂就D38型380吨钳夹车采用大底架单向曲梁还是大底架双向曲梁进行了大底架、车耳和液压旁承纵向连通模拟试验。

试验结果表明:

(1) 2种结构方案在试验载荷工况下的合成应力均未超过材料的许用应力, 而且2种方案在横向载荷、扭转载荷作用下, 其横向刚度、扭转刚度均较大, 完全能够满足使用要求。

(2) 双向曲梁方案在主梁小拐角下盖板横向折弯角处有较大的应力集中, 其应力值比单向曲梁相同部位增大了近1倍。分析其原因, 主要是双向曲梁的主梁存在附加扭转应力, 而单向曲梁的主梁则不存在。

(3) 大底架上下封板对提高大底架整体强度、刚度至关重要, 特别是在侧移工况下, 对改善大底架主梁上下盖板的受力状态更加明显。当大底架采用传统的开口结构 (即不加封板) 时, 主梁下盖板最大应力为527.2 MPa;当大底架采用全封闭结构时, 相同部位的应力降为107.3 MPa。

在综合考虑了大底架结构强度、刚度、重量、制造工艺性等因素后, 齐齐哈尔车辆厂最后俄日D38型380吨钳夹车选择了单向曲梁方案。

1997年12月末,D38型380吨钳夹车在齐齐哈尔车辆厂下线。

D38型380吨钳夹车自重226吨,载重380吨,空车时全长52.718米、重车时全长64.818米,全车共有32根车轴。空车时最高运行时速90km/h、重车时最高运行时速50km/h。同时D38型380吨钳夹车是中国铁路载重重量最大、轴数最多、长度最长、运行速度最快、自重最轻（与当时的D35型钳夹车相比,D38型380吨钳夹车载重上升30吨,自重却下降64吨）的特种铁路货车。

试验

1998年10月15日—19日, 由铁科院主持、齐车公司及部驻齐车公司验收室参加, 对该车钳形梁、大小底架等车体钢结构及转向架构架进行了静强度、刚度试验。结果表明:①钳形梁最大应力发生在耳根处的下盖板上, 为405.7 MPa, 钳形梁耳孔处最大值为400.3 MPa, 等分撑杆座附近的钳形梁内侧腹板上的静动合成应力最大值为421.6 MPa, 均小于材料的许用应力 (430 MPa) ;②大底架最大应力发生在上盖板上, 为441.8 MPa, 略超过材料的许用应力2.7%;③小底架最大应力发生在小枕梁与侧梁相交处的侧梁上盖板上, 为-409.2 MPa, 小于材料的许用应力;④导向梁最大应力值为84.1 MPa, 等分撑杆最大应力值为374.0 MPa, 均小于材料的许用应力。因此, 车体强度满足《强度规范》的要求。钳形梁耳孔处换算挠度为99.2 mm, 其挠跨比为0.982/250;大底架中央换算挠度为33.74 mm, 其挠跨比为0.65/250;小底架中央换算挠度为6.25 mm, 其挠跨比为0.27/250, 均小于设计任务书的要求。因此, 车体刚度满足要求。

1998年10月18日—11月1日, 由铁科院主持、哈尔滨铁路局、齐齐哈尔铁路分局、绥化车辆段、四方所、齐车公司及部驻齐车公司验收室等单位参加, 对该车进行了如下试验:齐昂线正线运行试验、富嫩线小半径曲线试验、齐车公司厂内厂矿企业线路条件试验。正线空车最高试验速度达100 km/h, 重车最高试验速度达60 km/h。结果表明:该车在空车100 km/h、重车60 km/h的试验速度条件下, 横向、垂向加速度、平稳性等车辆平稳性指标及该车脱轨系数、轮重减载率、轮轨间横向力等车辆稳定性指标均符合《动力学规范》的规定, 且空重车平稳性指标均达到了优秀级。

1998年10月19日—20日, 该车在齐齐哈尔分局所管辖的油毡厂专用线上进行了通过半径R300 m、外轨超高h=140 mm的通过曲线试验。结果表明:该车在限速10 km/h通过小半径、大超高曲线线路时, 其强度及空重车动力学性能满足《强度规范》及《动力学规范》的要求。

运用

在这之后,D38型380吨钳夹车配属哈尔滨铁路局哈尔滨车辆段并编号5623800,由中铁特种货物运输中心支配使用。后来D38型380吨钳夹车一度担当了庆陵锻造厂压力机机架、盘山电厂发电机定子、托克托电厂发电机定子、三峡电站变压器、定州电厂发电机定子、韩城电厂发电机定子、南钢中厚板厂轧机牌坊及太原电厂发电机定子等大型货物的运输。