軸箱是實現(xiàn)輪對滾動向構架平動轉化的關鍵部件，是連接輪對與構架的活動關節(jié)，它傳遞牽引力、制動力、橫向力和垂向力，在機車車輛的轉向架構成中，起著承上啟下的重要作用。伴隨鐵路高速、重載時代的來臨，軸箱服役過程中承受的載荷條件變得更為復雜苛刻，由此導致的軸箱組成部件失效將嚴重影響行車安全，例如國產(chǎn)提速客車CW-2系列轉向架投入運用后，先后發(fā)生吊桿裂折、軸箱轉臂節(jié)點定位座裂損、構架強度不足等問題，尤其是軸箱體彈簧定位座在12個月內(nèi)接連8次被檢出平均長度超過83mm的裂紋，而軸箱轉臂處裂紋也大量涌現(xiàn)，甚至發(fā)生轉臂折斷的質量事故，直接威脅鐵路運輸安全，并造成巨大損失。
      可見，開展針對軸箱的靜強度分析與疲勞強度校核分析對保障鐵路客貨運安全具有重要意義。軸箱體是包括機車、客車和部分貨車在內(nèi)的大部分車型軸箱的骨架，它以間隙配合的方式套在軸承外，通過螺栓連接安裝內(nèi)、外端蓋，同時還設有一系簧座，根據(jù)需要還可設置軸箱拉桿安裝座、垂向止擋凸臺等。由于缺乏直接標準，目前國內(nèi)針對軸箱體強度校核的常用做法是，借鑒轉向架構架強度試驗相關標準，將其推廣應用于軸箱體，完成其強度計算與校核。然而，現(xiàn)有研究在標準推演過程中，往往做了較大的載荷類型和(或)工況組合簡化，使得強度評價結果因涵蓋外載種類和(或)模擬工況的不足，存在偏離標準要求較遠和遺漏最危險條件的可能。本研究探討B(tài)SEN13749：2005《鐵路應用-轉向架構架結構要求的規(guī)定方法》標準在軸箱體強度分析中的推演應用方法，并以出口某國機車軸箱體為例，介紹方法的使用過程。
      現(xiàn)有針對軸箱的試驗標準，如BSEN12802：1998《鐵路應用-軸箱-性能試驗》，UIC515-5：1994《機車車輛轉向架走行部軸箱試驗》等，均為針對軸箱整體(包括軸箱體、滾動軸承、密封件、油脂等)進行臺架和運行試驗的指導準則。標準中僅規(guī)定了垂向與橫向載荷，且與試驗模擬運行速度相關，未包含縱向載荷，考核重點在于軸箱溫度、軸承缺陷和密封效果，未涉及軸箱體強度驗證。軸箱體強度校核的常用做法是借鑒針對轉向架構架的強度試驗標準，如BSEN13749：2005《鐵路應用-轉向架構架結構要求的規(guī)定方法》(以下簡稱EN13749)，UIC510-3：1994《二軸、三軸轉向架試驗臺強度試驗》、《TB/T1335-1996K鐵路車輛強度設計及試驗鑒定規(guī)范》等，將其對構架強度計算時的載荷工況確定方法，推廣應用于軸箱體，從而實現(xiàn)針對軸箱體的強度計算與校核。EN13749是用來指導轉向架構架強度設計、計算、試驗和生產(chǎn)的標準，相對于其他標準，它具有如下3個較為明顯的特點：①適用范圍較廣。根據(jù)用途和特點將轉向架分為包括客車、動車、拖車、機車等在內(nèi)的7類。②包含的試驗載荷類型多樣。涉及垂向、橫向、縱向、扭轉和由構架上安裝部件產(chǎn)生的附加載荷。③載荷工況組合方式明確。按照運用中有可能產(chǎn)生的情況，對載荷進行組合、疊加。基于EN13749的上述特點，本研究選取該標準作為后續(xù)推演應用的基礎。

                                                                                  專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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