高速机车全悬挂转向架设计及试验分析

高速机车全悬挂转向架设计及试验分析

郭福林[1]2004年在《高速机车全悬挂转向架设计及试验分析》文中研究说明本文论证了大连机车车辆厂重点科技攻关项目——东风4D型高速客运机车转向架的设计和试验等整个攻关过程。着重分析了针对解决当机车速度达到200km/h后,转向架如何降低轮轨动力作用、提高机车运行的平稳性、抗蛇行、获得良好的动力学性能及解决踏面剥离五个问题的解决途径所确立的转向架总体方案。还简要分析了转向架部件试验、整车试验情况。结果表明:该机车的粘着利用率高,制动距离短,能顺利通过145m小半径曲线,动态曲线通过性能良好,横向力、脱轨系数、轮重减载率均很小,Sperling平稳性指标在良好以上,轮轨动作用力远小于轨道线路的安全极限值。

赵怀耘[2]2009年在《轮对空心轴架悬机车驱动系统动力学研究》文中指出铁路机车的驱动系统将电能转换成机械能并驱动机车运行,是机车结构中的核心和关键部件之一。机车驱动系统的设计及其动力学分析是机车转向架设计及机车动力学研究的重要组成部分;同时,由于机车驱动系统的驱动电机等主要部件都布置在机车底部,工作条件恶劣,在输出动力的同时,将承受轮轨的强大冲击。随着铁路机车运行速度的不断提高,驱动系统的工作条件不断恶化,振动不断加剧,对驱动系统性能及机车运行性能的不利影响也愈加明显。为了保证列车高速运行时的高可靠性和绝对安全,必须对机车驱动系统动力学进行更全面和深入的分析研究。本论文将机车的驱动系统定义为一个包括了牵引电机、轮对和驱动系统悬挂、动力传动等机械结构以及电机电气系统在内,考虑轮轨相互作用的复杂机电耦合动力学系统。论文主要针对采用轮对空心轴传动方式的架悬机车,在简要概述国内外驱动系统的结构发展以及驱动系统动力学研究现状的基础上,提出机车驱动系统中存在自激振动;并从驱动系统内在速度反馈引起的自激振动(驱动系统扭转自激振动)以及机电耦合导致的驱动系统自激振动(牵引电机谐波转矩)两个方面证明了机车驱动系统自激振动的确实存在,并在此基础上进一步展开研究。在轮轨交通运输中,机车动轮和钢轨间的粘着力是驱动机车运行的最终动力。但同时,轮轨间的粘着系数在轮轨蠕滑速度较大时的衰减特性将会导致机车驱动系统产生扭转自激振动。本论文通过建立单轮对简单模型,对驱动系统扭转自激振动的发生条件、产生机理和影响因素等进行了分析研究。研究表明,当机车稳定蠕滑速度处于粘着系数曲线的下降段时,机车驱动系统将会发生扭转自激振动,其外在表现为轮轨间的粘滑振动。为了研究驱动系统扭转自激振动与机车振动的关系及影响规律,论文基于车辆一轨道耦合动力学理论,利用弹性系统动力学总势能不变值原理建立了包括驱动系统在内的机车一板式轨道垂向耦合动力学模型、方程及仿真程序,并对影响自激振动的系统参数及自激振动对机车动力学性能的影响进行分析研究。研究表明,驱动系统的扭转自激振动将对机车动力学性能,尤其是垂向动力学性能产生影响,在对机车动力学进行分析研究时,有必要考虑驱动系统自激振动的影响。机车牵引异步电机的输出转矩包含有振动谐波转矩,这将使电机转矩产生脉动,从而对驱动系统以及机车系统的动力学性能产生影响。论文通过对异步电机谐波转矩的简要分析,给出了谐波转矩的计算公式;对牵引异步电机谐波转矩频率及驱动系统振动频率进行了分析;建立了机车驱动状态下的动力学仿真模型,并对谐波转矩对机车及牵引电机的动力学影响进行了计算分析。当前,我国有大量机车转向架都采用了驱动系统刚性架悬方式,但为了更好地满足200km/h的运行要求,需要进一步将刚性架悬改进成为弹性架悬。为了研究弹性架悬对机车动力学性能的改善,论文对架悬机车驱动系统的悬挂特性进行了动力学研究;并对弹性架悬的关键参数进行了分析;探讨了驱动系统3点全弹性架悬的可行性。

佚名[3]1975年在《高速电力机车转向架的发展》文中进行了进一步梳理一、前言迫于铁路运输日益增长的需要,目前各国铁路部门都在不断致力于提高列车的运行速度,这就要求把高速机车的设计和制造提到议事日程上来.随着有关科学和工业的发展,目前各国对高速机车的设计和制造水平已有很大程度的提高.许多国家的干线电力机车的结构速度普遍提高至160~200公里/小时,个别则提高至200公里/小时以上.

梁炜昭[4]2006年在《驱动装置弹性悬挂提高机车动力学性能机理分析》文中研究表明我国自主研制开发的准高速机车,在运行速度提高到200km/h后,横向动力学性能普遍变差。国外实践表明,采用驱动装置弹性悬挂可以满足200km/h速度等级机车的动力学要求。驱动装置弹性悬挂可以提高机车动力学性能,研究它的机理对我国机车的理论分析和设计制造具有重要的理论和现实意义。 利用多体动力学软件SIMPACK建立了驱动装置弹性架悬式、刚性架悬式、中间轴驱动装置刚性架悬式、轴悬式、半体悬式和体悬式机车的整车动力学仿真模型。 弹性架悬式机车的蛇行运动稳定性较刚性架悬式机车有了较大提高,机车车体、构架、驱动装置和轮对的横移、摇头振动较刚性架悬式机车都有了较大改变,同时,两种架悬方式机车对不同线路激励的适应性和对悬挂参数变化的敏感性也均不同。本文对比分析了驱动装置架悬方式对机车稳定性、平稳性和曲线通过性能,以及对不同线路激励适应性和对悬挂参数变化敏感性的影响,较全面的掌握了弹性架悬式机车的动力学特性。 在驱动装置采用弹性悬挂方式时,必须保证一定的空间,使得驱动装置能够自由横向运动,而中间轮对具有较大的自由横动量,中间轴的空间不足以满足驱动装置横向运动的需要,因此,提出了端轴驱动装置弹性悬挂,中间轴驱动装置刚性悬挂的方案,限制中间轴驱动装置的横向位移,降低设计和制造的困难。由于中间轴驱动装置的质心和悬挂点距构架质心的距离较端轴驱动装置近,中间轴驱动装置的摇头振动振幅较端轴驱动装置明显降低,因此中间轴驱动装置的减振效果较端轴驱动装置差,将其刚性架悬对机车整体动力学性能影响不大。通过对比计算弹性架悬式、中间轴驱动装置刚性架悬式和刚性架悬式机车的动力学性能,表明中间轴驱动装置刚性架悬式机车与弹性架悬式机车的动力学性能较为接近,中间轴驱动装置采用刚性架悬是可行的。 弹性架悬式机车通过两根吊杆,有效地将驱动装置与构架的质量和转动惯量分开,计算表明,机车的主要横向动力学性能随着电机吊杆长度的增加而提高,在电机吊杆长度达到0.2m后,机车的主

葛来薰[5]1998年在《准高速机车架悬式转向架设计制造和试验(上)》文中研究说明阐述了国家重点科技攻关项目──东风9、东风11型准高速客运机车转向架的方案研究、结构选型、设计计算、关键零部件制造和试验等整个攻关过程的详细情况。着重介绍了转向架上叁大新结构系统的结构选型、设计,主要参数确定计算及关键核心部件的技术要求和制造工艺。还简要介绍了转向架部件试验、整车试验情况,以及需要进一步改进提高的几个问题。同时也对一些技术问题提出了个人的见解和看法。

刘舜尧[6]1996年在《从鉴定试验数据探讨机车转向架发展趋势》文中指出根据机车动力学性能鉴定试验,通过分析东风、东风11型内燃机车转向架采用轮对空心轴式牵引电动机全悬挂结构,指出随着我国准高速、高速机车的发展,这种新型的转向架将逐步替代传统的牵引电动机抢轴式悬挂的转向架。

许海洋[7]2014年在《电机空心轴式独立制动轴方案研究》文中研究说明随着高速客运专线的快速发展,其与既有路网融合,实现长大跨线运输是必然趋势。而运行于既有路网和客运专线之间的长大跨线列车由于技术要求和运行环境不同,无法由现有的CRH列车单独完成,需要引入新的车型,以满足既有线和高铁线路对运行车辆的技术性能要求。根据客运专线线路标准要求首先要降低轴重到17T,但机车轻量化在实践上存在很大困难,而改变转向架的轴式,采用新的转向架结构可以降低轴重。其次,轮轨系统动力学的研究表明,减少轴重同时降低簧下质量,有利于改善轮轨动作用力。基于以上两点,一种带独立制动轴驱动系统、速度等级为250km/h的A-1-A转向架方案,能够满足长大跨线运输机车的技术要求。独立制动轴是这种驱动系统的关键技术难点,在制动工况下,独立制动轴在传递制动扭矩的同时会受到较大的径向支反力,由于现有传统联轴器在承担径向支反力上的局限性及有限的结构空间,给独立制动轴总体方案的确定带来很大的困难。本论文针对这一问题,提出了一种电机空心轴支撑方式的独立制动轴解决方案,使制动支反力和扭矩分开单独平衡,解决了独立制动轴的径向力问题。针对该方案,论文首先确定了转向架的轴式和驱动制动系统结构形式,结合电机空心轴技术特点,确定了独立制动轴的电机空心轴式支撑方式,给出独立制动轴的外部载荷条件;其次,根据《铁路主要技术政策》规定250km/h高速旅客列车的紧急制动距离限值为2700m的要求,通过制动能力的计算得出紧急制动减速度都在轮轨粘着曲线以下;经过制动齿轮传动比优化分析,确定了合理的制动传动比这一关键参数;论文对独立制动轴主要部件进行了设计计算分析,通过结构空间尺寸和载荷条件的计算,确定了制动扭轴和制动空心轴的危险截面,通过齿形联轴器强度分析确定联轴器符合要求;最后,选用锻钢制动盘和粉末冶金闸片的摩擦副,根据制动盘的工况条件及检验标准通过ANSYS进行制动盘的温度场、应力场分析,温度最大值437.1℃低于制动盘材料的耐热极限630℃,最大热应力为733MPa同样低于制动盘屈服极限840MPa,确定制动盘强度符合要求。论文在完成以上分析的基础上,给出了独立制动轴的结构方案图及PRO/E叁维图,确定了电机空心轴支撑方式的独立制动轴解决方案的可行性。

叶岚[8]2001年在《东风_(4D)型系列内燃机车的研制、试验、改进及其部级鉴定结果(上)》文中指出介绍东风4D型系列内燃机车 (速度为 145km/h装滚动抱轴轴承箱的东风4D型客运、速度为 10 0km/h装滚动抱轴轴承箱的东风4D 型货运及速度为 170km/h装牵引电机全悬挂转向架的东风4D型准高速客运机车 )研制任务的由来 ,机车结构和主要技术参数 ,整车和主要部件铁道部部级鉴定试验结果 ,机车线路运用考核 ,机车质量改进情况及东风4D型客运内燃机车大修及技术改造与用户评价意见等。

葛来薰[9]1997年在《准高速客运内燃机车架悬式转向架设计制造和试验》文中指出通过准高速客运内燃机车架悬式转向架设计制造和试验过程的简单回顾,着重介绍了轮对空心轴式电动机全悬挂驱动装置的一系列优点,以及在设计制造试验中的参数计算选择、关键零部件的制造技术、试验运营结果总结等,并提出尚存在的问题。

荆菊平[10]1997年在《准高速机车转向架结构选型及性能分析》文中研究表明首先对电机轴悬式(滚动抱轴承)和电机架悬式(轮对空心轴)结构进行了简要分析,然后分别根据这两种方案的设计计算结果,客观地分析了这两种转向架准高速运行时的主要性能及其对线路的动力作用差异,最后以试验和运用结果为依据,就我国铁路在既有线路上实行旅客列车提速所涉及到的机车转向架结构选型问题发表了一些看法和建议。

参考文献:

[1]. 高速机车全悬挂转向架设计及试验分析[D]. 郭福林. 南京理工大学. 2004

[2]. 轮对空心轴架悬机车驱动系统动力学研究[D]. 赵怀耘. 西南交通大学. 2009

[3]. 高速电力机车转向架的发展[J]. 佚名. 机车电传动. 1975

[4]. 驱动装置弹性悬挂提高机车动力学性能机理分析[D]. 梁炜昭. 西南交通大学. 2006

[5]. 准高速机车架悬式转向架设计制造和试验(上)[J]. 葛来薰. 内燃机车. 1998

[6]. 从鉴定试验数据探讨机车转向架发展趋势[J]. 刘舜尧. 内燃机车. 1996

[7]. 电机空心轴式独立制动轴方案研究[D]. 许海洋. 西南交通大学. 2014

[8]. 东风_(4D)型系列内燃机车的研制、试验、改进及其部级鉴定结果(上)[J]. 叶岚. 内燃机车. 2001

[9]. 准高速客运内燃机车架悬式转向架设计制造和试验[J]. 葛来薰. 铁道机车车辆. 1997

[10]. 准高速机车转向架结构选型及性能分析[J]. 荆菊平. 内燃机车. 1997

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高速机车全悬挂转向架设计及试验分析
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