电力机车车体结构设计探讨
车体
车体概述电力机车车体是机车主要承载部件之一，机车运行中，承受着垂直载荷、水平冲击载荷和侧向力的作用，并向车钩传递牵引力和制动力，所以车体结构必须具有足够的强度和刚度，以保证机车运行的安全性和平稳性；另一方面车体作为机车大部分机械、电机设备和电器电子装置的安装基础，除为车内设备提供足够的空间，并保证机车正常运转外，还要为司机操纵提供良好的工作环境。
1 车体1.1 车体结构韶山3B型电力机车是为满足铁路货运需要而开发的货运电力机车。
机车车体设计采用了：框架式整体承载全钢箱形壳体结构；单端司机室；无中梁式底架；框架式侧墙；小顶盖；自然式通风方式；双侧宽敞直通走廊；车体总体结构如图1-1所示。
车体结构以横向中心线对称布置，由底架、司机室、侧构和顶盖装置等组成。
司机室前部设有宽敞明亮的前窗，侧面设有铝合金活动侧窗及固定侧窗，视野开阔，便于了望。
车体内部设有司机室与车内设备的隔墙，及机车各种设备的安装基础。
从入口门可以直接进出司机室，通过走廊门可进入车内各室。
车体两侧墙上沿纵向整齐排列百页窗，大气经过百页窗及滤尘网进入车体，再进入各机组，冷却各种设备，实现自然通风。
机车牵引缓冲装置设置在机车两端的标准高度上，机车通过牵引装置实现对列车的牵引。
机车前端下部装有排障器，用来排除线路上的障碍物保证机车运行安全。
排障器上设有脚踏板，便于工作人员调车作业。
3132 图1-1车体外形图1--车钩缓冲装置；2--底架；3--司机室；4—司机室侧窗；5—侧构；6--台架；7--百叶窗；8—顶盖；9—后端墙;1--前窗；11—机车后视镜1.1.1 底架韶山3B型机车车体底架全长20200mm,宽3106mm。
全部采用16Mn钢板及钢板压型件组焊而成，底架采用两侧梁高、中间横梁低的“凹”字形结构，横梁上平面距轨面1600mm。
底架主要由两端牵引梁，侧梁，两根牵引横梁，一、四位枕梁，二、三位枕梁，牵引杆座及变压器梁及一些小横梁、小纵梁等组成。
重载电力机车车体结构设计及优化分析
重载电力机车车体结构设计及优化分析发布时间：2021-07-01T15:39:19.867Z 来源：《科学与技术》2021年第7期作者：刘云鹏[导读] 重载是节省能源和提高铁路货运效率的主要方向。
重载运输是大功率电力机车为提供牵引动力。
刘云鹏中车大连机车车辆有限公司机车开发部辽宁大连 116021 摘要：重载是节省能源和提高铁路货运效率的主要方向。
重载运输是大功率电力机车为提供牵引动力。
在重载运输牵引环境中，机车车体受到复杂的大载荷对机车车身结构设计的深入研究越来越重要。
关键词：重载电力机车；车体；结构设计如果在牵引梁与侧梁之间添加刚度较高的过渡结构，则可以大大降低过渡区域中的应力水平，并显着增加结构的总体载荷水平。
更改尺寸参数(如厚度)对优化效果的影响有限，因此，在车身设计中协调刚度设计具有重要意义。
局部结构参数化零件模型允许优化局部结构的尺寸参数，获得所需的优化，并减少优化分析计算的处理时间。
一、我国重载电力机车车体技术现状及特点1.机车车身整体结构。
重载直流机车以SS4系列机车为代表。
SS4和SS4B型机车体引进并吸收了基于SS4型机车体技术的8K型和6K型机车体的先进技术，采用调制简化为核心根据设计原则，形成了8轴电力机车主体，其特点是机车主体的整体荷载、底架两侧垂直梁结构、车厢两侧走廊、侧壁整体通风和机车屋顶大结构。
机车车身支撑结构由内底架、驾驶室、侧墙、后墙、焊接件，如设备的安装平台。
车身是由高质量的碳基钢或高质量的低合金钢制成的。
在当时的技术条件下，大顶盖结构允许采用现代预布线和预布线方法进行施工，缩短生产周期，改善施工条件。
为提高机车整体装配质量创造条件重型交流传动机车以HXD3C型机车为基础。
车体主要由底架、司机室、侧、后墙、设备安装框架梁和车身辅助结构构件组成。
可以拆下车辆的顶盖，以便于在车辆中吊起设备。
整个主体形成了长方体的框架结构。
2.机车车身结构强度。
车身必须强度和刚性，以满足重载运输的要求。
六轴9600kW货运电力机车车体研究
终 点 时 最 大 不 超 过 ３３ ０ｋ ０ Ｎ。
（ ）动 态吸收 能力最 少不低 于 ４ ０ｋ 。 ３ ５ Ｊ 钩缓 系统选 用 了小 间隙的 １ Ａ 型 Ｅ级钢 车钩 和大 ３ 容量 的 ＱＫＸ ０ １ ０型 弹性胶 泥缓 冲器 。
１ ０ｋ ／ ２ ｉ ｈ速 度 等 级 ６轴 ９ ６ ０ ｋ 货 运 机 车 是 我 ｎ ０ Ｗ
前 窗 等 附 属 部 件 ， 图 ２所 不 。 如
国 目前 单 轴 功 率 最 大 的 重 载 货 运 机 车 ， 车 体 能 在 其 ４ ℃ 时使 用 ， 承 受 ３０ ０ ｋ 的压 缩 载 荷 和 ２５ ０ ０ 能 ０ Ｎ ０ ｋ 的拉 伸载 荷 。以株 洲 电力 机 车有 限公 司 ＨＸ １ Ｎ Ｄ Ｂ车 体 为例 ， １ ０ｋ ｈ速度 等 级六 轴 ９６ ０ｋ 货运 机 车 对 ２ ｍ／ ０ Ｗ 车 体进 行介 绍 。 车 体是 电力 机 车的 主要机 械部 件 之 一 ， 整个 车 体 是 以底 架 、 侧墙 、 机室 等组 焊成 一个 整 体 承载 结 构 ， 图 司 如
图 ２ Ｈ 。 Ｂ机 车 车 体 Ｘ １
图 ３ 车 体 纵 向 力传 递
黄 成 荣 （ ９ ６ ） ， 苏 阜 宁 人 ， 究 员 （ 稿 日期 ：０ ０ ０ ～ ２ ） １ ６一 男 江 研 收 ２ １ ４ ７
２
铁 道 机 车 车 辆
第 ３ 卷 Ｏ
式 ， 部 由钢板 及钢 板压型件 组焊 而成 的焊接结 构 。底 全 架采用 了贯通式 中央 纵 梁 的框 架结 构 ， 由牵 引梁 、 它 枕
图 １ 车 体 承 载 结 构
韶山型电力机车车体解析
车体的功能
1.车体是乘务人员操纵、保养和维修机车的场 所。车体内设有司机室和各机器间。
2.安装各种电气、机械设备，并保护车内设备 不受外界风沙、雨雪的侵蚀。
3.传递垂直力。将车体内外各种设备的重量经 车体和车体支承装置传给转向架。
4.传递纵向力。将转向架传来的牵引力、制动 力经车体传给车钩和缓冲器。
(3)车体在结构上，应保证安装设备的方便，检查保养设备 的方便，以及检修时更换设备的方便。
(4)司机室和机械室，都要考虑到改善乘务员工作条件，在 通风、采光、取暖、嘹望、隔音、隔热等方面尽量完善。
(5)高速机车要有流线形的车体外壳，以减小空气的阻力。 (6)车体的外形尺寸应在国家规定的机车车辆限界尺寸间。
台架是为安装车内除变压器以外其他电 器和机械设备而设置的。
车体底架组成
两根侧梁 两根枕梁 两根牵引梁 两根变压器横梁 两根变压器纵梁 侧墙在车体两侧，是车体的主要承载结 构之一。
采用框架结构，立柱、横梁、外墙板均 采用3mm厚的16Mn钢板压型体焊接而 成。
侧墙中间部分设有侧墙进风口，安装百 叶窗和滤尘器。
侧墙上部开设6个采光用椭圆窗口。
车顶盖
车顶盖由4个顶盖和3根活动横梁组成。 顶盖由前至后依次为：第一高压室顶盖、
变压器室顶盖、第二高压室顶盖、机械 室顶盖。 车顶盖做成宽度较大的大顶盖，车顶盖 和活动横梁做成活动可拆式。
司机室
司机室外形制成多平面组成的棱形多面 体，即美观又使风阻小。
台架
车体的分类
底架承载式车体：底架承担所有载荷， 而侧墙、车顶均不参与承载。
底架和侧墙共同承载式车体：侧墙参与 承载，与车体焊接成一个牢固的整体。
整体承载式车体：将底架、侧墙、车顶 组成一个坚固轻巧的承载结构，使整个 车体的强度、刚度更大，而自重较小。
关于机车车体结构的探讨
电力机车概论关于机车车体结构的探讨班级：电1406-4姓名：刘东学号：20142801关于机车车体结构的探讨摘要:随着机车的重载高速发展，对车体结构的承载能力要求越来越高，同时又对车体重量进行限制，承载能力和轻量化成了车体结构设计的一对矛盾。
因此，必须设计性能优良的车体结构，使其既满足承载能力的要求，又实现轻量化的目的。
车体是电力机车的重要传力结构，机车正常运行时，车体是牵引力和制动力从转向架传递给车辆的必经环节;车体是机车二系悬挂系统以上各种设备赖以安装集成的载体，需承受二系悬挂系统以上全部设备的重量及由全部设备产生的各种动载荷;车体是司乘人员的工作场所，需为司乘人员提供安全舒适的工作环境。
1车体承载特性从整体结构看，电力机车车体是由底架、司机室、侧墙、端墙、顶盖等组成的一个长条形的腔体结构，而且大部分电力机车带两台转向架，也有极少数带3台转向架，车体被支撑在转向架上，相当于一根两端外伸的单跨或两跨简支梁。
从车体设计载荷来看，车体主要承受纵向力、垂向力和纵向铅垂面内的弯矩。
根据车体受力特点和车体形状及支撑特点，可以用车体横断面来衡量车体的整体承载能力，其中横截面的面积和抗弯截面模量是衡量车体承载能力的两个主要尺度。
车体承载部件设计是车体结构设计的主要内容，然而车体是由诸多部件组成的复杂结构，部件之间通过接头联接起来，车体承受的各种力通过联接接头在车体各部件之间传递，联接接头处往往会出现力流偏转和应力集中，因此承载部件之间的联接设计非常重要，尤其是主要承载部件之间的联接设计更为重要。
2车体横截面设计车体大致分为机械间段和司机室段，在机械间段车体横截面由顶盖、侧墙和底架组成，在司机室段车体横截面由司机室和底架组成。
由于顶盖是通过螺栓安装固定的可拆卸结构，一般认为顶盖不是车体的主要承载结构，考察车体承载特性时不考虑顶盖，因此，对车体横截面起决定作用的是底架、侧墙和司机室的横截面设计。
2.1底架横截面设计以某型电力机车机械间段车体横截面来说明底架的承载特性。
SS4改型电力机车车体结构和检修工艺分析
SS4改型电力机车车体结构及检修工艺分析学生姓名：学号：专业班级：指导教师：SS4改型电力机车车体结构和检修工艺分析摘要SS4改型电力机车是在SS4、SS5和SS6型电力机车的基础上，吸收了8K机车一些先进技术设计的。
SS4改型机车车体由底架、侧墙、车顶盖装置、司机室、司机室骨架、台架、后端墙、司机室前端组成。
SS4改型电力机车是由各自独立的又互相联系的两节车组成，每一节车均为一完整的系统。
它电路采用三段不等分半控调压整流电路。
采用转向架独立供电方式，且每台转向架有相应独立的相控式主整流器，可提高粘着利用。
电制动采用加馈制动，每台车四台牵引电机主极绕组串联，由一台励磁半桥式整流器供电。
机车设有防空转防滑装置。
电力机车的日常维护保养是把机车处于萌芽状态故障现象及时发现并处理，除了机车乘务员的日常检查和保养以外，还必须按时进行各种修程的定期检修。
目前，电力机车的检修制度有两种。
一种是定期检修。
另一种是状态修。
在我国铁路各个机务段中主要是采用定期检修制度，也有少数单位时兴状态修制度。
不过随着机车故障诊断记录系统的不断成熟以及机车功能模块化的逐步推广，配合更加全面的机车信息管理系统，我国未来逐步采取状态修的检修体制应该是完全可行的，毕竟它代表了机车检修管理发展的方向。
本文从SS系列电力机车的基本构造和检修工艺出发，结合各个部件检修实例，和机车车体结构特点，对SS4改型电力机车车体结构和检修工艺进行了分析和研究。
改型电力机车；机车车体；检修工艺关键词：SS4西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）目录摘要 (I)引言 (1)1 SS4系列电力机车发展史 (2)1.1 SS4型电力机车的背景 (2)1.1 SS4型电力机车的研制 (2)1.3 SS4型电力机车的改进 (3)1.4 SS4型电力机车的衍生型 (4)2 SS4改型电力机车 (5)3 SS4改型电力机车车体结构 (7)3.1 概述 (7)3.2 SS4改型机车车体结构特点 (8)3.3 车体几个部分主要结构 (9)3.3.1底架 (9)3.3.2侧墙 (12)3.3.3车顶盖装置 (13)3.3.4司机室 (14)3.3.5司机室骨架 (14)3.3.6台架 (15)3.3.7后端墙 (16)3.3.8司机室前端 (16)3.4车体内层和内部结构 (16)3.4.1司机室内墙和地板 (16)3.4.2车内各室骨架及门联锁装置 (17)3.4.3司机室后墙 (17)3.4.4底架地板和走廊地板 (18)4 电力机车检修工艺概述 (19)4.1检修机构 (19)4.2检修指标 (19)4.3车体结构检修 (20)4.4电力机车分解 (20)4.5车体油漆 (21)SS4改型电力机车车体结构和检修工艺分析4.5.1油漆前处理 (21)4.5.2遮蔽 (21)4.5.3油漆 (21)4.5.4整理 (21)4.5.5测试和试验 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）引言随着近年来世界交通运输业的不断发展和提高，国内铁路运输业也紧随其步，各种应用技术也在不断进步，工程质量也在不断提高。
ZER2型电力工程车车体设计
107中国设备工程 2020.07 （上）中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ngZER2型电力工程车属于工程维护车辆范畴，用于在城市轨道环境下调车、牵引及救援用，主要采用内燃或蓄电池动力。
ZER2型电力工程车供电方式为柴油机加受电弓受流，该车型目前已上海、深圳、广州等国内外城市广泛应用。
ZER2工程车车体采用双司机室外走廊的底架承载结构，车体整体为全钢焊接结构，车体强度高、质量轻、检修方便。
1 电力工程车车体主要特征和技术参数1.1 主要特征因ZER2型电力工程车主要应用于城市轨道交通，故电力工程车车体具有以下特征：（1）车体结构设计满足EN 12663：2010《铁路设施.铁路车辆车身的结构要求》；车体焊接设计满足《EN 15085:2007铁路应用-铁路车辆和部件的焊接》等轨道交通领域标准的要求。
（2）因该车型应用于城市轨道交通，与铁路机车相比较，机车重量有较大限制。
因此，在保证车体强度和刚度的前提下，需对车体进行轻量化设计。
（3）车体中部需安装柴油机，致使车体上部在两司机室之间无连接，车体焊接结构的横截面出现突变，车体为底架承载结构，对底架的强度及刚度要求较高。
（4）为避免共振，增强司乘人员乘车时的舒适性，车体自振频率除与转向架点头及浮沉频率分离外，还需要与柴油机的自振频率隔离。
（5）采用外走廊结构，两司机室通过外走廊相连接，便于运行中巡视，为方便设备及柴油机检修作业，侧墙上布置有可打开的侧墙门。
1.2 车体主要技术参数（表1）2 车体结构的设计ZER2型电力工程车车体为双司机室外走廊结构，ZER2型电力工程车车体设计谷祥帅，贺燏（中车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 412001）摘要：本文主要介绍了ZER2型电力工程车车体的结构特点及各主要部件的设计结构，并对该车进行了有限元分析。
该电力工程车为底架承载结构，并进行了轻量化设计,易于设备检修。
第二章电力机车车体
第二章 电力机车车体第二章电力机车车体电力机车从侧面来看，分为上下两大部分结构。
上部称为车体，下部称为转向架。
车体由底架、侧墙、车顶和车顶盖及司机室构成的壳形结构，在车体的内部，安放着各种机械、电气设备。
因此车体不仅需要足够的刚度和强度，以便承受各个方向的静载荷和冲击载荷，而且在结构上要力求满足整齐、通畅，从而为机务乘务人员和检修工作人员提供安全、方便的工作场所。
本章以SS4改和HXD1、HXD3型电力机车为主型机车，除了对车体的功能、要求和类型作必要的阐述外，将重点介绍上述3种车型车体的结构组成和特点。
第一节 车体概述一、车体的功能车体就是电力机车上部的车厢部分，如图2-1所示。
它的用途主要表现在以下几个方面：（1）用来安装各种电气设备和机械设备，并保护车体内各种设备不受雨、雪、风沙的侵袭。
（2）是乘务人员操纵、维修、保养机车的场所。
1电力机车构造2（3）传递垂向力：承受车体内各种设备的重量，并经支承装置传给转向架以至钢轨。
（4）传递纵向力：接受转向架传来的牵引力、制动力，并传给设在车体两端的牵引缓冲装置，以便牵引列车运行或实行制动。
（5）传递横向力：机车在运行时，还要承受各种原因形成的横向力的作用，如离心力、风力等。
图2-1 电力机车结构图二、对车体的要求由于车体的作用和工作时受力的复杂性，为了使电力机车安全平稳的运行，车体必须满足以下几点：（1）车体尺寸应纳入国家规定的机车车辆限界尺寸内。
（2）有足够的强度和刚度：即在机车允许的设计结构速度内，保证车体骨架结构不发生破坏和较大变形，以确保行车安全和正常使用。
（3）适当减轻自重。
重量分布均匀，重心尽量低，以适应高速行车的需要。
（4）结构要合理。
车体结构必须保证设备安装、检查、保养以及检修更换的便利。
（5）作为先进的动力，车体应尽量改善乘务员的工作条件，完善通风、采光、取暖、瞭望、降噪、乘凉等措施。
第二章 电力机车车体 （6）高速机车要有流线型车体外形，以减少运行时的空气阻力。
电力机车车体-SS4改电力机车车体结构认知
项目一
电力机车总述
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
SS4改机车是一种重联货 运机车，功率6400KW，在我 国保有量很大，是我国九十年 代以来技术较成熟的交直传动 电力机车，具有一定的代表性。 本次任务主要掌握机车底架、 侧墙、端墙、车顶、司机室、 安装台架、排障器等部件的结 构组成及作用。
动横梁组成。4个顶盖由前至后 依次为第一高压室顶盖、变压 器室顶盖、第二高压室顶盖、 机械室顶盖，车顶盖上装有车 顶电器设备。
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
二、SS4改电力机车车体主要结构
5. 司机室： 司机室外形制成多平面组
成的菱形多面体，既美观又使 风阻小。为减轻自重，司机室 外墙板和骨架的主要梁柱全部 采用3 mm和2.5 mm后钢板。
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
二、SS4改电力机车车体主要结构
6. 台架： 台架是为安装车内除变压
器以外的其他电气和机械设备 而设置。底架上面焊有设备安 装骨架（简称台架），它是车 内设备安装和电缆布线等的基 础。
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
二、SS4改电力机车车体主要结构
7. 排障器： 排障器距轨面高度为
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
二、SS4改电力机车车体主要结构
2. 侧墙： 主要由侧墙板和车顶侧梁
及各种纵、横梁组焊构成，是 车体承载结构的重要组成部件。 侧墙中间设有侧墙进风口，用 来安装立式百叶窗和过滤器装 置。
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
二、SS4改电力机车车体主要结构
3. 后端墙： 后端墙支承载底架Ⅱ端牵
引梁端部，两侧与两侧墙连接， 角立柱插入侧墙内部，以便连 接牢固。中间是后端门门框， 两侧为钢板压型立柱和Z形横梁 组成的骨架，外侧铺上薄钢板。 骨架和蒙皮均为厚度3 mm的 16Mn钢板。
电力机车车体- HXD3电力机车车体结构认知
项目一
电力机车总述
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
HXD3型电力机车是我国 第一批和谐型电力机车，首台于 2006年12月下线。是由大连机 车车辆有限公司生产，总功率 7200KW，轴列式为C0-C0。
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
2. 司机室： 司机室钢结构的所有板梁
厚度均为8 mm，司机室内部采 用铝板装修。前窗玻璃为一块 柱面玻璃，直接黏结于司机室 的风挡玻璃框上，侧窗采用提 拉式结构。司机室各墙、顶棚、 地板都添加防寒隔声材料。司 机室门采用气密封整体门，即 门和门框是一个整体，门框直 接安装到司机室门洞口钢结构 上。
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
3. 侧墙及隔墙： 侧墙承担了大部分的垂直
载荷，侧墙立柱都与底架边梁 相连。为了将底架的力有效地 传递到蒙皮，使整个蒙皮能均 匀地承受载荷，配置了由立柱 和横梁组成的骨架网格，网格 梁全部采用 120 mm×80 mm×8 mm的方管。
下部排障器上方，为底架、司 机室与排障器的过渡部件，主 要由2.5 mm厚的蒙皮和8 mm厚 的纵横板梁骨架组焊而成。
THANK YOU
三、HXD1型机车车体结构
1. 底架装配： 底架是机车主要承载部件，
它不但承受车体本身的质量和 车内所有设备的质量，同时还 传递牵引力和制动力以及复杂 的动应力。
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
1. 底架装配： HXD3型车体底架主要分端
梁、旁承梁、中梁（变压器 梁）、边梁等。其中端梁安装 有钩缓装置用以牵引，中梁下 面吊挂着主变压器，旁承梁则 通过旁承座连接转向架支撑整 个车体。
电力机车车体与设备布置ppt课件
〔7〕车底设备布置 辅助设备主要包括：主电路库用插座、辅助电路库
用插座、控制电路库用插座、行灯插座、重联插座、 蓄电池柜、总风缸、接地棒、照明灯和标志灯等。 〔8〕机车布线 主电路布线：主电路中1000V电压以上的电缆和 电线。 辅助电路布线：辅助电路220~380V电压的电缆 和电线。 控制电路布线：控制电路电线。
式等； 3、对车体较多地进展了规范化、系列化和通
用化设计； 4、采用单端司机室和两侧多通式走廊。
二、车体各部分的主要构造
二、车体各部分的主要构造
1、底架 底架主要由两根牵引梁、两根侧梁、两根变压器横梁、两根变 压器纵梁，一根台架横梁，一根隔墙梁和一些辅助梁组焊而成。
2、侧墙 在车体两侧，整体承载式车体。 3、顶盖 车顶盖由4个顶盖和3根横梁组成。 4、司机室 司机室外型制成多平面组成的棱形多面体， 既美观又使风阻小。
5、台架
台架是为安装车内除变压器以外的其他电气 和机械设备而设置。
6、排障器
排障器的作用主要是排除线路上的妨碍物， 确保列车运转平安。
SS8型电力机车车体构造
〔a〕大顶盖截面外形 〔b〕大顶盖与活动横梁的衔接 〔C〕大顶盖的密封安装
第三节 车体设备布置
一、概述
为了保证运转中设备的可靠和平安，利用有限的车 体空间，既要便于设备的检查、维修和拆装，又要使 分量坚持平衡，使设备布置合理，普通应有以下原那 么：
司机控制室：一个换向手柄和一个调速手柄。
换向手柄：7个位置〔0、后、制、前、Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ三级磁场减弱〕
调速手柄：牵引区1～11级、0、制动区11～1级 辅助司机控制室〔调车控制器〕
简化的司机控制室：只需前、后位及低级位的进级。
电空制动器〔大闸〕 六个位置：紧急、重联、制动位、中立 〔保压〕、运转、过充 空气制动阀〔小闸〕 四个位置：缓解、运转、中立、制动 选择开关：电空位和空气位 主台气表安装〔学生自学〕
电力机车车体- HXD1电力机车车体结构认知
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
7. 车体附属部件： 主要指车体上的门、窗、后端墙部件、排障器、司机室
内装、扶手杆、脚踏、走廊盖板、司机室地板等。
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开启的活动侧窗以及入口门， 司机室后墙上设有走廊门，通 向机械间中央走廊。司机室结 构采用了骨架与蒙皮一起形成 整体承载的钢结构形式，且采 用左右侧墙、前墙及顶棚组成 的模块化结构，因此蒙皮及骨 架梁均由6mm低温容器板拼装 或压型而成，不仅简化组装工 艺，而且加强了司机室的承载 能力。
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
5. 侧构及隔墙： HXD1型机车车体侧构采用
了上倾斜网架式结构，根据设 计计算分析结果，侧构骨架的 设计和布置充分体现了强度和 刚度强弱合理布置的原则。
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
6. 顶盖： HXD1型机车车体顶盖设计
成4个可拆卸的框架式活动小顶 盖，机车车顶高压电器集中安 装后端的活动顶盖和后端墙上 固定顶盖上，这些设备为受电 弓、主断路器、高压接地开关、 高压电压互感器、避雷器、高 压隔离开关、高压穿墙套管、 高压连接器、及车顶支撑绝缘 子。
电力机车构造课程
项目一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电力机车总述
任务三 HXD1电力机车车体结构认知
HXD1型电力机车是一款 干线铁路重载货运的新型交流 电力机车，由两节机车重联而 成。是由株洲电力机车有限公 司生产，总功率9600KW。
任务三 HXD1电力机车车体结构认知
一、HXD1型电力机车简介
HXD1型电力机车是一种 用于重载列车的8轴9600kW干线 货运交流传动电力机车，能满 足长距离区间、长大坡道上牵 引重载长大编组货运列车运行 的运输需要。
小质量电机车车体结构分析及优化
３ 仿 真 实 验 与 结 果分 析
硼ｔ 神
图 ４ 优化 后 的控 制 策 略
以武广高铁 中某 区段为 实验 线路进行仿 真实验 。线路具体参 数 为 ：线路 全场为 ３ ６ ． １公里 ，区间最高 限速为 ３ ０ ０ ｋ ｍ ／ ｈ ，平均坡度 为 经过 遗传算法优化之 后 ． 列 车全程运行 时间为 ６ ８ ５ ． ７ ｓ ． 虽 然 比优 ２ ％ 。 ． 平均 曲线半径为 Ｒ ４ ０ ０ 机车型号为 Ｃ ＲＨ ２ （ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ ｓ Ｈｉ ｇ ｈ — 化前 的耗时要长 ． 但依然能够保证准点。由图 ３和图 ４中可 以看 出， 列 ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ） 型动车组 ， 列 车的编组长度为 ８ 辆． 编组重量为 ３ ４ ５ ｔ ． 制 动方式 车 的工况转换有 了明显 的减少 ．列车运行 全程仅仅用了两次牵引 ． 长 为 复 合 式 制 动 时间处 于惰行状态也使列 车的能耗降低 ． 舒 适性也大大提 高 ． 优化后 ５ ７ ． ６ ｋ Ｗｈ ： 虽然全程仅 有两次牵引 ． 但行车速度还是基 根据线路数据和多 目 标模 型 ． 利用模糊专 家系统 和遗传算法进行 能耗 系数仅为 ５ 仿真实验 ， 仿真结果如图 １ 、 图２ 、 图３ 和图 ４ 所示 。 本保证在 了 ２ ５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ以上 ， 而且没有超 速的安全隐患 ： 在制动方面 ， 采 用 了一次制动 的形式 ． 主要是在保证舒适性的情况下对安全性和和低 能 耗 的考 虑 由于遗传 算法在 一次运 行过 程 中可 以获得一 个 Ｐ ａ ｒ ｅ ｔ ｏ 一 最优 解 集． 所 以可 以得到多组满 足要 求 的列车操纵 策略 ． 可 以满足各 种状况 下 的列车运行控制过程 ． 有一定的灵活性。 从仿 真结 果来看 ． 系统能输 出满意 的速度距离 曲线 ． 实验结果符 合 规定 的要求 ．利用遗传 算法多 目 标优 化算法能够满 足列 车的安全 性、 准点性 、 节能性 以及旅客 的乘车舒适。
电力机车防撞车体结构设计及分析
电力机车防撞车体结构设计及分析摘要：铁路运输的安全性和可靠性一直是公众关注的焦点。
因此，本文对电力机车车体结构进行了深入分析，并对其冲击稳定性进行了研究，分析了电力机车车体结构、重载技术性能和车体结构的刚度参数，对车体纵断面结构的应力流动进行了分析，利用该模型对局部结构应力进行了优化，完善了电力机车车体的设计。
【1】利用电力机车作为电气化线路的重要牵引工具，可以提高列车速度和牵引重量，这将大大提高铁路的运输能力，这也是全球公认的电力机车发展方向。
首先概述了铁路车辆结构分析和碰撞安全研究的背景和重要性。
简要介绍了设计强度分析和碰撞仿真的理论基础和关键技术。
关键词：电力机车、撞击、车体、结构设计1、前言重载是提高铁路货物运输能效的主要方向。
我国已计划通过鄂尔多斯-江西、山西-鲁连-山东等重载线路运输能源，但在困难的牵引条件下，电力机车牵引状态复杂，车体复杂，载重大。
为了降低电力机车碰撞事故的风险，发达国家采用了相应的碰撞安全规则，如英国GM/rt2100或49cfr等，但国家标准并未对防撞车辆的能量强度进行全面的规定。
【2】当我们开始安装和谐电力机车冲击吸能装置的可能性时，对装置的功能和效率的定量分析却很少。
本文介绍了电力电力机车安装前后仿真分析的方法和结果。
2、电力机车车体结构及特性上世纪90年代，中国引进和掌握了法国8K电力机车技术。
此外，根据改进后的设计，已对SS4型电力机车进行了改造，部分货运拖轮还在进行中。
自01年以来，中国先后引进了德国西门子、法国阿尔斯通和日本东芝的技术。
【3】近年来，通过对各种重型电力机车车体载荷的分析和实际工作，初步确定了3000kN的纵向压缩载荷和2500kN的纵向拉伸载荷。
TB/T 2541-2010《电力机车车体静强度试验规程》中也确定了车体纵向压缩载荷为3000kN，GB/T 1598-2012《铁路电力机车车体设计要求》中规定：纵向拉伸载荷为2500kN。
电力机车车体结构设计探讨简
容， 然而车体足 由诸多部件组成的复杂结构 ， 部件
第ｌ 期（ 总 第４ ７ ９ 期）
黄 学 君： 电 力 机车 车 体结 构 设 计 探 讨
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１ ５
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接接头在车体各部件之问传递 ， 联接接头处往往会
出现 力 流偏转 和应 力集 中 ， 因此 承 载部 件之 间 的联
１ ． ３ 倍车体设计重量 的垂 向载荷 ； （ ６ ） 一台转 向架
车体一端架车和一端起 吊或两台转 向架整车架 车 和整车起 吊工况下 ， 车体 自重 （ 含车载 设备 ） 和转
全部设备的重量及 由全部设备产生 的各种动载荷 ； 车体是 司乘人员 的 １ 二 作场所 ， 需为司乘人员提供安 全舒适 的工作环境。
第１ 期 （ 总 第４ ７ ９ 期 ）
铁 道机 车与动车
２ ０ １ ４ 年１ 月
电 力 机 车 车 体 结 构 设 计 探 讨
黄 学 君
（ 株洲电力机车有限公司， 湖南 株洲 ４ １ ２ ０ ０ １ ）
摘 耍 ：随 着机 车的熏 载 高速 发展 ， 对 车体 结构的 承载 能力要 求越 来越 高 ， 同时 又对 车体 重 量进 行 限制 ， 承 载能 力和轻 量化 成 了车体 结构设 计 的一 对 矛盾 。 因此 ， 必须 设计 性 能优 良的 车体 结构 ，
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虑顶盖 ， 因此 ， 对车体横截面起决定作用 的是底架、 侧墙和司机室 的横截面设计 。
小质量电机车车体结构分析及优化
小质量电机车车体结构分析及优化【摘要】本文重点阐述了小质量电机车车体结构的设计，并详细介绍了如何利用有限元软件对其进行校核和优化，提出改良方案，对类似产品有一定的指导意义。
【关键词】质量；电动车；结构分析0 前言在地铁盾构施工中，电机车、沙浆车、渣土车、管片车等组成盾构掘进的后配辅助部分，是盾构机正常工作的必备条件，而电机车在整个盾构后配套系统中起到了主要的牵引和连接作用。
在一般情况下，电机车一般有重量要求，而且要求质量足够大而防止打滑，然而，为了适应各种地铁施工环境，在盾构机开挖直径减少和所需牵引力减小的同时，其盾构后配套产品也往轻量化发展，这就要求其后配套产品在质量上有所控制。
1 电机车车体基本结构电机车车体主要由左右侧板，前后端板，前后电机座，前后车钩座，司机室底座，电瓶托座等组成。
由于大部分情况下，要求电机车整车质量达到30吨、45吨或更大，因此机车车体的基本结构板厚均用上厚板，且要适当增加配重以达到要求重量。
在这种情况下，机车车体一般不需进行详细的结构计算，因为电机车本身承载不大，牵引为主，强度一般不是问题，而在板厚够厚的情况下，刚度和稳定性也相对较强。
然而，在整机质量要求在20吨或15吨之内的情况下，车体结构作为电机车的主要钢结构，其重量直接影响整机重量，因此车体结构的优化减重就显得格外重要。
2 车体结构计算2.1 有限元模型建立车体有限元计算选用大型通用有限元软件ANSYS，而有限元模型建立的好坏直接影响到计算结果的正确和合理与否，所以车体结构计算的关键第一步就是对车体结构的进行合理简化，得到最接近实际情况的有限元模型。
2.1.1 车体结果模型的简化根据车体的结构特点、分析目的和结构的受力特性，简化第一步就是要对实体模型进行降维。
降维是指将三维模型简化成二维或一维模型，这种简化的前提是，当某一个方向或某两个方向的尺寸小于其他方向的尺寸时就可以板或者杆。
电机车车体结构大部分由板件焊接而成，因此选用SHELL63单元进行模拟。
2O’ZELR型电力机车车体设计
图12O ’ZELR 型电力机车效果图2车体结构概述2O ’ZELR 型电力机车采用双机固定重联型式，每台机车由两节车体组成，车体符合标准GOST-9238-2013限匀的出气孔，使得气流从出气孔中分散排出，这样当发动机突然加大油门时，气流不能形成一团，从而达到了预期的净化效果。
经过试验，确实如分析的一样的，达到了预期的净化效果。
上述发动机的尾气净化方式，在一定程度上实现了发图2气流方向增加喇叭出气筒图22500kN 压缩工况车体应力云图图3车体一阶垂弯振动模态3牵引缓冲装置2O ’ZELR 型电力机车采用符合GOST3475-81标准的CA-3型车钩，并安装有下作用式单侧手提杆。
车钩水平中心线距轨面高度1060mm ，在有地沟和必要的工装前提下，车钩及缓冲器能在不拆卸排障器或转向架情况下拆装检修。
机车经过自身连挂曲线通过计算，自身连挂满足GOST33434-2015曲线通过要求。
机车可以5km/h 速度安全通过半径125m 的曲线，并能在半径250m 的曲线上进行正常摘挂作业。
机车采用АПЭ-120-И型号缓冲器，缓冲器最大压缩行程120mm ，额定容量157kJ 。
4司机室司机室结构和设备布置符合人体工程学的要求，具有瞭良好的望条件，符合UIC651-2002的相关规定。
司机室图42O ’ZELR 型电力机车司机室效果图5车内生活设施机车内设有卫生间，并装有集便器、水箱、显示面板、取暖器、通风排气扇、洗手台、水龙头、照明灯、废物收集装置、排气照明开关和扶手等设施。
卫生间在实现收集污物的同时，还具有面板显示、照明、排风、取暖、水箱加热、排污管加热、集便器故障和污物箱满载保护等功能。
司机室内部设有更衣箱、急救箱和衣帽钩，操纵台上设有烟灰缸和水杯架。
机车内还设有微波炉、冰箱、电水壶和垃圾桶等生活设施。
6结语2O ’ZELR 型电力机车车体采用了标准化、系列化、模块化、简统化的设计理念，为今后出口型货运电力机车的车体设计积累了宝贵经验。
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电力机车车体结构设计探讨
发表时间：2018-06-15T14:48:46.280Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第4期作者：田亚林[导读] 使用变截面梁是实行轻量化的重要手段，要逐步推行车体横向梁使用变截面梁，并在纵向梁使用变截面梁方面进行探索。
天津电力机车有限公司天津 300452
摘要：随着机车的重载高速发展，对车体结构的承载能力要求越来越高，同时又对车体重量进行限制，承载能力和轻量化成了车体结构设计的一对矛盾。
因此，必须设计性能优良的车体结构，使其既满足承载能力的要求，又实现轻量化的目的。
关键词：电力机车；结构设计；车体
车体是电力机车的重要传力结构，机车正常运行时，车体是牵引力和制动力从转向架传递给车辆的必经环节；车体是机车二系悬挂系统以上各种设备赖以安装集成的载体，需承受二系悬挂系统以上全部设备的重量及由全部设备产生的各种动载荷；车体是司乘人员的工作场所，需为司乘人员提供安全舒适的工作环境。
1 车体设计载荷
电力机车车体需分别承受如下各种工况或若干工况组合的设计载荷作用：
1.1作用在车体两端后从板座上 2000kN 的压缩力；
1.2作用在车体两端前从板座上 1000kN 至 1500kN 的拉伸力；作用在牵引梁上盖板上方 150mm 处 400kN 的压缩力；
1.3作用在司机室前窗底梁处 300kN 的压缩力；
1.4作用在车体上 1．3 倍车体设计重量的垂向载荷；
1.5一台转向架车体一端架车和一端起吊或两台转向架整车架车和整车起吊工况下，车体自重（含车载设备）和转向架对车体的垂向拉力；设备在横向相当于 1g 惯性力、纵向相当于 3g 惯性力、垂向相当于 1.5g 至 3g 惯性力对车体的冲击；
1.6作用在车体上 1.3 倍车体设计重量的垂向载荷；
1.7作用在牵引座上的牵引力与制动力。
2 车体承载特性
从整体结构看，电力机车车体是由底架、司机室、侧墙、端墙、顶盖等组成的一个长条形的腔体结构，而且大部分和谐型电力机车带三台转向架，车体被支撑在转向架上，相当于一根两端外伸的单跨或两跨简支梁。
从车体设计载荷来看，车体主要承受纵向力、垂向力和纵向铅垂面内的弯矩。
根据车体受力特点和车体形状及支撑特点，可以用车体横断面来衡量车体的整体承载能力，其中横截面的面积和抗弯截面模量是衡量车体承载能力的两个主要尺度。
车体承载部件设计是车体结构设计的主要内容，然而车体是由诸多部件组成的复杂结构，部件之间通过接头联接起来，车体承受的各种力通过联接接头在车体各部件之间传递，联接接头处往往会出现力流偏转和应力集中，因此承载部件之间的联接设计非常重要，尤其是主要承载部件之间的联接设计更为重要。
车体承载结构图（图1）
图1
3 车体横截面设计
车体大致分为机械间段和司机室段，在机械间段车体横截面由顶盖、侧墙和底架组成，在司机室段车体横截面由司机室和底架组成。
由于顶盖是通过螺栓安装固定的可拆卸结构，一般认为顶盖不是车体的主要承载结构，考察车体承载特性时不考虑顶盖，因此，对车体横截面起决定作用的是底架、侧墙和司机室的横截面设计。
3.1 底架横截面设计
以某型电力机车机械间段车体横截面来说明底架的承载特性。
避开设备安装座、底架横梁和侧墙立柱位置，并且为简化起见不计地板和侧墙的孔洞，作出面积最小的车体横截面，这就是机械间段车体承载能力最弱的横截面。
根据实际车型的结构，底架分为有中间纵梁和无中间纵梁两种结构。
见图2
底架结构图（图2）
1-端架；2-救援吊座；3-枕梁；4-旁承梁；5-中梁；6-底架附件；7-边梁；8-底架盖板；9-缓冲座；
3.2 侧墙横截面设计
车体在车钩中心线处受偏心力作用时，截面中性轴大致穿过侧墙横截面中部，侧墙上边缘离中性轴稍远，侧墙下边缘离中性轴稍近，侧墙最大应力出现在侧墙上弦梁处，上弦梁在侧墙横截面面积中所占比例较大，而且完全位于高应力区。
因此，上弦梁是侧墙的主要承载结构，要求上弦梁有足够大的横截面。
侧墙中部截面应力接近零，机车机械间的通风口最好开在侧墙中部位置。
3.3 司机室横截面设计
司机室顶盖与司机室侧墙是焊接在一起的，因此司机室顶盖也参与承载，与机械间段相比，司机室段的车体横截面的承载能力更好，但司机室侧墙开有大尺寸的入口门和侧窗，削弱了司机室段的车体横截面的承载能力，门角、窗角处往往会出现应力集中现象。
因此，门角、窗角应该采用大圆弧过渡，必要时增加加强筋，以减缓截面突变。
（见图3）
司机室钢结构（图3）
4车体轻量化
在满足强度要求的情况下，尽量实现车体轻量化。
车体轻量化可以减少列车运行阻力，降低列车牵引功率，提高速度，改善列车的运行品质。
近几年我国高速铁路的蓬勃发展，对车体轻量化的要求也越来越高。
随着机车速度的提高、功率的增大以及现代化程度的提高，电气设备部分的质量也逐渐增加，这就要求大幅度减轻机械部分的质量。
4．1轻型材料的应用
使用轻质复合材料制作非承载零部件，如司机室头罩、导流罩、裙板、司机室内饰件、司机室操纵台仪表盘、空调风道等。
车体顶盖、司机室入口门采用铝合金制作，比碳钢产品减重约30％～40％。
走廊地板采用铝板或铝蜂窝板。
4.2变截面技术的应用对承载结构进行变截面设计就是对其进行等强度设计≮采用变截面梁，内力较大处设计大截面，内力较小处设计小截面。
内力主要为弯矩时设计抗弯能力好的截面，为剪力时设计抗剪能力好的截面，为扭矩时设计抗扭能力好的截面，把承载梁尽可能设计成一种等强度梁。
这样，既能满足强度要求，充分发挥材料的承载能力，又能减轻结构重量。
然而车体结构是复杂的，载荷也是复杂的，采用变截面梁的前提是必须充分掌握承载情况下结构的弯矩、剪力、扭矩、轴向力等各种内力的分布情况，并用有限元软件进行应力分析，准确掌握结构中的应力分布。
设计变截面梁时可以根据实际情况采取不同的方案，如：保持梁宽不变，逐步改变梁高；或保持梁高不变，逐步改变梁宽；或同时改变梁宽与梁高。
设计变截面梁除了要考虑内力在构件上的分布情况外，还要考虑经济性和工艺性，变截面处要平缓过渡，不能产生急剧变化的应力集中。
结束语
根据车体的受力特点和车体形状及支撑特点可以用车体横断面轴惯性矩来很好地衡量车体的整体承载能力。
增大底架和侧墙上弦梁断面可以有效地提高车体横断面轴惯性矩，底架增加中间纵梁时可显著提高车体整体承载能力。
车体结构设计时，要分析各种力的传递路线，分析力传递路线的薄弱环节，然后有针对性地采取有效措施，增大薄弱环节的承载能力，提高结构整体强度。
车体轻量化需要从多方入手，使用变截面梁是实行轻量化的重要手段，要逐步推行车体横向梁使用变截面梁，并在纵向梁使用变截面梁方面进行探索。
参考文献
[1]杨俊杰，王立杰，李幸人，等.机车车体碰撞吸能装置结构设计与仿真分析[J].铁道机车车辆，2011，31（1）：72-75。