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軸箱是實(shí)現(xiàn)輪對(duì)滾動(dòng)向構(gòu)架平動(dòng)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部件，是連接輪對(duì)與構(gòu)架的活動(dòng)關(guān)節(jié)，它傳遞牽引力、制動(dòng)力、橫向力和垂向力，在機(jī)車車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)成中，起著承上啟下的重要作用。伴隨鐵路高速、重載時(shí)代的來(lái)臨，軸箱服役過(guò)程中承受的載荷條件變得更為復(fù)雜苛刻，由此導(dǎo)致的軸箱組成部件失效將嚴(yán)重影響行車安全，例如國(guó)產(chǎn)提速客車CW-2系列轉(zhuǎn)向架投入運(yùn)用后，先后發(fā)生吊桿裂折、軸箱轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)定位座裂損、構(gòu)架強(qiáng)度不足等問(wèn)題，尤其是軸箱體彈簧定位座在12個(gè)月內(nèi)接連8次被檢出平均長(zhǎng)度超過(guò)83mm的裂紋，而軸箱轉(zhuǎn)臂處裂紋也大量涌現(xiàn)，甚至發(fā)生轉(zhuǎn)臂折斷的質(zhì)量事故，直接威脅鐵路運(yùn)輸安全，并造成巨大損失。
可見，開展針對(duì)軸箱的靜強(qiáng)度分析與疲勞強(qiáng)度校核分析對(duì)保障鐵路客貨運(yùn)安全具有重要意義。軸箱體是包括機(jī)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(guò)螺栓連接安裝內(nèi)、外端蓋，同時(shí)還設(shè)有一系簧座，根據(jù)需要還可設(shè)置軸箱拉桿安裝座、垂向止擋凸臺(tái)等。由于缺乏直接標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)針對(duì)軸箱體強(qiáng)度校核的常用做法是，借鑒轉(zhuǎn)向架構(gòu)架強(qiáng)度試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將其推廣應(yīng)用于軸箱體，完成其強(qiáng)度計(jì)算與校核。然而，現(xiàn)有研究在標(biāo)準(zhǔn)推演過(guò)程中，往往做了較大的載荷類型和(或)工況組合簡(jiǎn)化，使得強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果因涵蓋外載種類和(或)模擬工況的不足，存在偏離標(biāo)準(zhǔn)要求較遠(yuǎn)和遺漏最危險(xiǎn)條件的可能。本研究探討B(tài)SEN13749：2005《鐵路應(yīng)用-轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)要求的規(guī)定方法》標(biāo)準(zhǔn)在軸箱體強(qiáng)度分析中的推演應(yīng)用方法，并以出口某國(guó)機(jī)車軸箱體為例，介紹方法的使用過(guò)程。
現(xiàn)有針對(duì)軸箱的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，如BSEN12802：1998《鐵路應(yīng)用-軸箱-性能試驗(yàn)》，UIC515-5：1994《機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架走行部軸箱試驗(yàn)》等，均為針對(duì)軸箱整體(包括軸箱體、滾動(dòng)軸承、密封件、油脂等)進(jìn)行臺(tái)架和運(yùn)行試驗(yàn)的指導(dǎo)準(zhǔn)則。標(biāo)準(zhǔn)中僅規(guī)定了垂向與橫向載荷，且與試驗(yàn)?zāi)M運(yùn)行速度相關(guān)，未包含縱向載荷，考核重點(diǎn)在于軸箱溫度、軸承缺陷和密封效果，未涉及軸箱體強(qiáng)度驗(yàn)證。軸箱體強(qiáng)度校核的常用做法是借鑒針對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強(qiáng)度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，如BSEN13749：2005《鐵路應(yīng)用-轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)要求的規(guī)定方法》(以下簡(jiǎn)稱EN13749)，UIC510-3：1994《二軸、三軸轉(zhuǎn)向架試驗(yàn)臺(tái)強(qiáng)度試驗(yàn)》、《TB/T1335-1996K鐵路車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定規(guī)范》等，將其對(duì)構(gòu)架強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的載荷工況確定方法，推廣應(yīng)用于軸箱體，從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)軸箱體的強(qiáng)度計(jì)算與校核。EN13749是用來(lái)指導(dǎo)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架強(qiáng)度設(shè)計(jì)、計(jì)算、試驗(yàn)和生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)于其他標(biāo)準(zhǔn)，它具有如下3個(gè)較為明顯的特點(diǎn)：①適用范圍較廣。根據(jù)用途和特點(diǎn)將轉(zhuǎn)向架分為包括客車、動(dòng)車、拖車、機(jī)車等在內(nèi)的7類。②包含的試驗(yàn)載荷類型多樣。涉及垂向、橫向、縱向、扭轉(zhuǎn)和由構(gòu)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(yùn)用中有可能產(chǎn)生的情況，對(duì)載荷進(jìn)行組合、疊加。基于EN13749的上述特點(diǎn)，本研究選取該標(biāo)準(zhǔn)作為后續(xù)推演應(yīng)用的基礎(chǔ)。
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