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高速动车组裙板锁国产化技术研究.doc

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高速动车组裙板锁国产化技术研究项目简要说明一、项目概要及背景铁路作为国民经济的大动脉、国家重要基础设施和大众化交通工具,在推进我国经济社会发展、构建社会主义和谐社会中发挥着重要作用。《中长期铁路网规划(2008年调整)》于2008年10月31日经国家批准正式颁布实施。2020年前,形成以“四纵四横”客运专线为主的快速铁路客运网络,将连接所有省会和城市人口50万及其以上的大城市,覆盖全国90%以上人口,总规模5万公里以上。其中,绝大多数区间运行列车均为高速动车组。高速动车组在线路上高速运行时会产生很强的空气压力波,因此石头、冰块或其他物体与车下设备发生高速打击的意外情况时常发生,

严重危及高速列车的运用安全。为减少空气阻力,保护和检修车下设备,确保高速动车组的安全运行,铁道部《铁路动车组开发、运用暂行管理办法》规定,时速200km及以上速度等级的高速动车组的车下,必须设计和安装具有导流、防护、检修功能的全封闭车下设备舱,统称裙板。而裙板的开闭和固定均需要通过不锈钢制螺纹紧固件即裙板锁来实现。作为紧固件,裙板锁需要确保动车组在高速运行时不致因其断裂发生严重事故,保证动车高速运行时具有良好的气动性能。此外,该裙板锁还必须在检查、维护和维修车下设备时方便打开和锁闭裙板。其基本结构如图1所示。图1裙板锁组成1外壳2螺杆3锁边垫圈4止动卡环5螺纹销6管螺母7防松垫圈目前。

我国国内生产的所有动车组,包括200km/h、300km/h和350km/h动车组,全部需要原设计生产厂家供货。以CHR3动车组为例,其裙板锁必需严格按照裙板锁图纸上德国工业标准来制造,全部依赖进口。而一列CRH3动车组上共需要540个裙板锁,每个裙板锁需要50美元左右,价格昂贵,需用量大,导致企业生产成本过高,此外订货周期长也使企业难于承受。因此,通过自主研制,实现高速动车裙板锁的国产化,是轨道交通装备制造业的一项迫在眉睫的任务。二、研制开发的目的和意义本项目的目的在于实现裙板锁的国产化生产,将其实际寿命和使用可靠性提高到进口裙板锁的水平。我们期望通过本项目的研究,填补国内高速动车组

替代进口产品。同时提高大连市轨道交通装备制造业零部件设计和制造水平,促进装备制造行业向生产高附加值产品的进步。三、国内外相关技术发展概况和趋势国外在高速动车组裙板锁严格遵循欧洲标准或相应的国家或行业标准进行设计生产,其应用可靠性已经在高速动车组的运行当中经受住了长期的实践检验,使裙板的空气动力学性能等各项功能均得到了充分发挥,保证了动车组运行的安全性和乘坐舒适性。我国高速动车组的生产主要采取“引进、消化、吸收和再创新”的战略思想,而该零件的设计和生产,目前还主要依靠进口,价格昂贵。通过自发研制、实现国产化,迫在眉睫。四、前期研制开发情况通过对350km/h高速动车组裙板锁的结构分析。

正确掌握了其工作原理,研究了防松垫圈、螺杆、锁边垫圈等主要零件的材料组成,制定了生产制造工艺,并完成了试制。经过工艺试验和装车验证,可以基本满足高速动车组实际运行的需要,而生产成本只有进口件的1/3左右。根据实验室阶段的认真研究,我们相信通过本项目的研究,实现高速动车组裙板锁在我厂的国产化生产是完全可行的。五、主要研制开发内容和考核目标研制开发内容:(1)研究裙板锁的工作原理,通过反求技术进行测量,对其在动车组运行过程中承受荷载情况进行分析,以进一步完善和改进相应结构,在替代进口产品的基础上,实现超越;(2)分析裙板锁各零件材料的特性和加工工艺;(3)对不同材料和加工工艺作对比试验。

确定最佳材料和加工工艺参数;(4)借助于有限元分析技术,综合考虑高速动车组运行过程中裙板锁所承受各种荷载,进行应用可靠性分析;(5)上车试验。将裙板锁装车试验,对其实用性能进行评测;(6)提高各零件的加工精度,保证良好的互换性。技术与设备创新点:应用反求工程和数值分析方法,并与实际试验相结合,能够实现产品的消化、吸收和再创新,确保产品的可靠性。关键技术和关键工艺:1、防松垫圈冲压成形与滚花;2、优化零件尺寸参数,保证裙板锁工作可靠性和操作便捷。本项目考核目标:国产化裙板锁的使用寿命和可靠性达到进口水平,实现工业化生产。六、项目组织实施方案1.实施方式本项目以我公司技术研发为主。

依托大连交通大学专家及相关精密实验设备,确定裙板锁的材料及生产加工工艺。生产加工由我公司组织进行,产品在唐山轨道客车有限责任公司进行实验和验证。2.技术路线方案设计;通过反求工程确定各零件尺寸和材料组成;制定生产制造工艺;工艺试验;计算仿真;上车验证;优化试验;批量生产。3.项目进度安排、实施期限(1)研究裙板锁的工作原理,进行反求及工况分析200903200906(2)分析各零件材料的特性和加工工艺;200906200909(3)工艺试验、试制200903200909(4)可靠性仿真、上车试验及结构工艺优化200909201006(5)批量生产和鉴定201006201012七、技术经济分析和社会经济效益分析1.技术经济分析及环境影响通过实现高速动车组裙板锁国产化。

可填补国内空白,提高轨道交通装备制造水平。由于是在现有传统工艺上的优化,不会对环境产生不利影响。2.经济效益分析(1)、与进口裙板锁相比,预计每套裙板锁可节约人民币115元。每年以100列动车组54000套计,可创产值人民币999万元,实现利税522万元,节汇243万美元;(2)、通过实现国产化,缩短制造采购周期,节省外汇,具有一定的社会效益。3.对产业发展的作用对提高大连市轨道交通装备制造业零部件设计和制造水平,促进装备制造行业向生产高附加值产品的进步;实现高速动车组制造“引进、消化、吸收再创新”有一定促进作用。八、项目资金预算安排、资金来源与落实情况,申请市财政资金理由1.资金预算安排投资额110万元。

用于方案设计;确定模具各部分的材料组成;制定生产制造工艺;工艺试验以及购买必要的装备。预算见下表:人员费6万元设备费设备名称用途金额40万元数控车床2台车削加工40万元能源材料费10万元试验外协费12万元差旅费2万元模具费15万元检测费17万元管理费5万元鉴定验收费1万元合计110万元2.资金来源与落实企业已自筹资金75万元。3.申请市财政资金的理由本项目已经做了大量的前期工作,初步掌握了裙板锁生产制造技术,通过工艺试验,产品接近进口裙板锁质量水平。但互换性和锁紧力与国外产品相比还有一定差距。

因此本项目需要进一步对不同材料和工艺作对比试验,确定最佳结构和工艺参数,研制工业化生产所需的各种模具和工装,提高裙板锁质量。通过以上,实现产业化生产,可为企业节省采购成本和周期,为国家节约外汇,并提升大连轨道交通装备制造业技术水平和经济效益。为此申请市财政的35万元资金支持。九、项目申报单位及协作单位概况申报单位:大连沈特电缆有限公司,是国内研制、开发、生产、销售特种电线电缆产品的重点企业之一。有三十年生产电线电缆的历史,是东北最大生产特种电缆基地,是省级先进企业。近几年主营铁路机车、客车配件,同时加工生产专业设备所需配件,拥有先进的加工设备和优秀的设计人员。协作单位:大连交通大学现设有16个教学单位。

38个本科专业(其中有7个国家管理专业,工商管理、计算机科学与技术具有第二学士学位授予权),涉及工学、管理学、理学、文学、经济学和法学等6个门类。拥有2个博士点,3个硕士学位授权一级学科、19个硕士学位授权学科、专业点(涉及工学、理学、管理学、法学4个学科门类及11个一级学科),7个工程硕士领域,2个高校教师硕士专业,3个省级重点学科,2个省级重点实验室,1个省级工程技术研究中心(已被批准为教育部立项建设的工程研究中心)。唐山轨道客车有限责任公司主营业务为铁路车辆、电动车组、内燃动车组、磁悬浮列车、特种车、试验车、城市轨道车辆和配件销售、租赁及技术咨询服务等,是中国轨道交通装备制造行业“最新”、“最老”、“最有希望”的一个企业。

唐山轨道客车有限责任公司是中国350公里动车组生产基地。

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