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[摘 要]阐述了动车组车下设备箱门锁的结构与功能,对门锁内部的应力进行了分析计算,并详细地比较并分析了两类材质门锁的力学性能。最后,通过分析门锁断裂的故障原因,提出了对设备箱门锁的选择与使用的一些建议。
[关键词]动车组;锁;应力;材料
中图分类号:U270.4+1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)14-0284-01
1 引言
近几年来,随着中国铁路的快速发展,动车组扮演了极其重要的角色。目前,虽然我国的动车组技术已经取得了不小的成果,但是为了满足人们对动车组高安全性和高可靠性的要求,使出行变得更安全、更方便、更快捷,第一批高铁人始终都没有放缓对提高动车组产品质量不断探索的腳步。
2 问题提出
3 拉紧锁应力分析计算
拉紧锁一般由锁壳,锁芯,转轴、锁紧螺母、锁舌以及锯齿垫片构成。安装时,通过将锁紧螺母拧紧实现锁闭结构的安装,安装结构如图2所示。
该安装结构会使锁体承受一定的预紧载荷,同时在运行过程中设备结构振动会对锁闭结构产生冲击载荷,因此,分析时主要考虑锁闭结构的轴向载荷。
本次建模计算的工况条件建立在锁具的相关技术参数之上。分别假设在拉力为450N以及锁紧力矩最大为20Nm的两种工况条件下,在锁壳断裂面的中心建立RP参考点,同时建立Coupling与RP连接,便于载荷的施加。
由以上计算可知,锁紧力矩对锁闭结构影响远远大于450N拉力的影响。
4 材质选择与评价标准
5故障分析与总结
而如果选用同样结构,材质为不锈钢SUS304的锁具,其材料屈服强度为205MPa,同样扭矩的情况下,其安全系数可达到1.7951,满足塑性材料安全系数1.5-2.0的要求。并且当门锁应力超过520MPa时,才可能发生拉伸断裂。
通过上述对锁具模型的应力计算以及不同材质力学性能的分析对比可以看出,不仅材质对锁具的选择起到了重要的作用,而且在锁具的日常的使用中也应该严格按照产品使用要求加以控制,防止安装时因为锁紧扭矩过大等人为原因造成的锁具损伤现象的出现。
参考文献
[1] 孙宏伟.客车车下悬挂系统的紧固现状及改进建议[J].铁道车辆,2006,44(2):38-40.
[2] 徐灏,等.机械设计手册(第一版)[M].北京:机械工业出版社,1995.
[3] 高存贞,杨涤心,谢敬佩,王爱琴.高铝锌合金研究现状及进展[J].热加工工艺,2010,39(7):23-26.
[4] 朱浩川,姚谏.不锈钢材料的应力-应变模型[J].空间结构,2011,17(1):62-69.
基金项目
国家科技支撑计划资助项目(2009BAG12A01)
作者简介
吴宏彬(1982-),男,硕士,工程师,主要从事动车组电气系统研究。
[关键词]动车组;锁;应力;材料
中图分类号:U270.4+1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)14-0284-01
1 引言
近几年来,随着中国铁路的快速发展,动车组扮演了极其重要的角色。目前,虽然我国的动车组技术已经取得了不小的成果,但是为了满足人们对动车组高安全性和高可靠性的要求,使出行变得更安全、更方便、更快捷,第一批高铁人始终都没有放缓对提高动车组产品质量不断探索的腳步。
2 问题提出
3 拉紧锁应力分析计算
拉紧锁一般由锁壳,锁芯,转轴、锁紧螺母、锁舌以及锯齿垫片构成。安装时,通过将锁紧螺母拧紧实现锁闭结构的安装,安装结构如图2所示。
该安装结构会使锁体承受一定的预紧载荷,同时在运行过程中设备结构振动会对锁闭结构产生冲击载荷,因此,分析时主要考虑锁闭结构的轴向载荷。
本次建模计算的工况条件建立在锁具的相关技术参数之上。分别假设在拉力为450N以及锁紧力矩最大为20Nm的两种工况条件下,在锁壳断裂面的中心建立RP参考点,同时建立Coupling与RP连接,便于载荷的施加。
由以上计算可知,锁紧力矩对锁闭结构影响远远大于450N拉力的影响。
4 材质选择与评价标准
5故障分析与总结
而如果选用同样结构,材质为不锈钢SUS304的锁具,其材料屈服强度为205MPa,同样扭矩的情况下,其安全系数可达到1.7951,满足塑性材料安全系数1.5-2.0的要求。并且当门锁应力超过520MPa时,才可能发生拉伸断裂。
通过上述对锁具模型的应力计算以及不同材质力学性能的分析对比可以看出,不仅材质对锁具的选择起到了重要的作用,而且在锁具的日常的使用中也应该严格按照产品使用要求加以控制,防止安装时因为锁紧扭矩过大等人为原因造成的锁具损伤现象的出现。
参考文献
[1] 孙宏伟.客车车下悬挂系统的紧固现状及改进建议[J].铁道车辆,2006,44(2):38-40.
[2] 徐灏,等.机械设计手册(第一版)[M].北京:机械工业出版社,1995.
[3] 高存贞,杨涤心,谢敬佩,王爱琴.高铝锌合金研究现状及进展[J].热加工工艺,2010,39(7):23-26.
[4] 朱浩川,姚谏.不锈钢材料的应力-应变模型[J].空间结构,2011,17(1):62-69.
基金项目
国家科技支撑计划资助项目(2009BAG12A01)
作者简介
吴宏彬(1982-),男,硕士,工程师,主要从事动车组电气系统研究。