王宁 刘祥国
长春大学 吉林省长春市
摘 要
多功能车（火车车头）为铁路运输的动力源头，现阶段多功能车已经具备各种环境的工作能力，但略有欠缺。对于我国制造多功能车的技术已属于世界前列，对于很多方面已经趋于完善，但对于其工作环境，使用年限等都有所欠缺，现阶段我国对于制造多功能车底盘的要求越来越高，对于制造技术方面要求更严。而国外的技术还处于起步状态，但对于国外使用的制造材料以及制造技术我国可以借鉴使用。我国是铁路建设大国，火车全部动力在于车头（多功能车）的带动，为满足火车高速运行和适应广域环境，多功能车底盘结构制造技术需优中选优。
关键词：多功能车；高速运行；广域环境；底盘结构；制造材料
1.多功能车机械结构设计
1.1标准零件选取
1、螺栓、垫圈、螺帽的选取
（1）M16六角方头螺栓、垫圈、螺帽：连接转向架和连接盘的主要连接件，六角头螺栓M16的外直径为16mm，重量为0.1218kg/个，齿距宽2mm，长度为50mm。
（2）键：采用键长150mm、键宽40、键厚22mm的平键。
滚动轴承：选用外径340mm、内径140mm、宽度97mm的斯凯孚圆锥滚子轴承
1.2非标零件设计
1、套筒的设计
套筒采用阶梯套的设计使其具有一定的密封性，防止油污灰尘进入，其主要设计为在UG软件中双圆环草图拉伸而成，其尺寸大小根据实际应用适当调整，使其与其他部位更加锲合
2、端盖的设计
端盖采用圆周三等分的方法设计其中心固定孔，其中心三孔对应轴端三孔，其三孔包括注油孔、旋转孔、伸缩孔，使轴能旋转伸缩。其设计思路为在UG软件中进行草图拉伸后进行打孔，使其中间三孔为三等分。
2.设计材料的选取
2.1主体结构材料选取
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图2.1钢材力学性能以及化学成分
1、Q235号钢与Q345号钢的区别
（1）二者屈服强度区别
Q235号钢的屈服强度下限为235MPa，Q345号钢的屈服强度下限为345MPa。
（2）二者合金含量区别
Q235为普通碳钢，Q345为低合金钢，Q235号钢是碳素结构构造钢。
（3）二者力学性能不同
Q235号钢是金属结构构件，它是要求不高的渗碳或氰化物结构部件，它的杆、耦合器、连接杆、钩、螺栓和螺母，套筒，以及它焊接在轴部件芯部的硬度不高。
集成机械Q345--好的系统性能，低温性能，良好的延展性和可焊性，被构造成承受动态负载在低压容器，罐，车，吊车，采矿和建筑，电厂，桥梁等中使用，机械设计零件，建筑结构构成，通常由金属结构构件，或正火轧制状态和应用程序时，下面的配置可用于各种社会-40℃冷区域。
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图2.2Q345B力学性能
2、主体材料选取及分析
Q345是钢材料。它是一种低碳钢(C < 0.2%)，综合性能好，低温性能好，冷冲压、焊接性能好，加工性能好。它在我国的桥梁、车辆、船舶、建筑物和压力容器等方面得到了广泛的研究和应用。Q为该材料的屈服值，345为该材料的屈服值，约为345 mpa。其屈服值随材料厚度的增加而减小
3、Q345执行标准：
Q345号钢进行外部标准：gb709，进行内标物：GB / T1591-94，由于标准的实施，这允许在钢板输送负公差。国家标准GB / T1591-2018的最新政策执行。Q345最新的标准GB / T1591-2018，相对于原来的标准，它不是Q345至Q355级钢种，最明显的变化是锰含量的变化，以≤1.601.0-1.60从原来的调整，最低取消有限。
4、主体材料检测
随着我们中国特色现代社会企业文化中工业的发现，随着我国科技的不断创新和发展，各种微量元素在钢铁中的应用越来越广泛。锰含量不再是影响钢的强度和机械系统性能的唯一指标。因此，中华人民共和国质量监督检验检疫和中华人民共和国标准化管理委员会联合发布了高强度低含量合金结构钢标准，执行Mn的含量废除限制范围，只需要指定其最大值。
对于检测Q345，其中一方面是钢材的元素占比含量是否可以达到国家标准，其中最重要的方面是钢的检测通过学习的专业教育机构的机械系统性能（屈服强度，抗拉强度测试），我们是否能够达到标准。
2.2轮毂材料选取
35CrMnSi低含量合金钢是超高强度钢中的一种，它具有良好的机械性能，强度高，拥有足够的韧性，焊接性，淬透性，在热处理后很好的可模塑性，但是低耐腐蚀性和耐氧化性，它是回火或等温淬火后使用。
ZG35CrMnSi是低含量合金铸造调质钢，其调质处理之后强度能达到极限，可以达到1175MPa左右，铸造企业生产工艺管理系统安全性能和切削加工产品性能研究具有发展良好，焊接工作性能影响以及学生良好,可进行数据分析电弧焊接。是JB / ZQ4297-1986标准等级
1、力学性能：
屈服强度：345MPa
断面收缩率：30%
硬度：218
伸长率：14%
抗拉强度：≥1620
断面收缩率：≥40
冲击功：≥31
冲击韧性值：≥39
2、热处理规范及用途
（1）热处理规范:
淬火:第一次使用温度950℃左右,第二次使用温度890℃上下,然后使用油冷;再然后回火到230℃,然后用空冷、油冷到880℃，然后再于280~310℃等温度下不同淬火。
（2）用途:
结构焊接和冲击加载下铆工作，如高压风扇叶片，轴阀板与高速和高负载，齿轮，链轮，离合器，衬套，螺栓，螺母等。
3、化学成分：
C=0.30～O.40%
Si=0.50～0.75%
Mn=0.90～1.20%
S≤0.030%
P≤0.030%
Cr=0.50～O.80%
4、各国执行标准：
中国：ZG35CrMnSi
俄罗斯：35ХГСЛ
日本：SCSiMnCr3
5、组织结构
退火状态下是为珠光体和铁素体,在正火后的组织为贝氏体,经调质处理后是为回火索氏体。
参考文献
[1]巩翰林. 公路管养作业多功能车底盘设计及优化[D].山东科技大学,2018.
[2]林贻顺,邓赟. 多功能养护车底盘的选用与低速动力输出方案可行性分析[A]. 海南省公路学会.海南省公路学会2003年学术交流会论文集[C].海南省公路学会:海南省公路学会,2003:3.