地铁车辆直线电机悬挂装置垂向刚度优化研究

直线电机地铁车辆电机处于弹性悬挂系统中,承受轮对的冲击和电机电磁力的作用。基于某直线电机车辆,建立了多刚体动力学模型。考虑电机电磁力作用,采用Simpack与Simulink联合仿真的方法,从直线电机气隙、车辆动力学性能和电机振动的角度研究分析了悬挂装置不同垂向刚度的影响。研究结果表明:直线电机悬挂装置垂向刚度对车辆曲线通过安全性和运行平稳性都会有影响,增大垂向刚度可以减小轮轨垂向力和垂向平稳性指标,横向平稳性指标会略有提升;小垂向刚度时气隙变化较大,增大垂向刚度可以在一定程度上减小气隙的变化和电机的振动,大垂向刚度会使电机的高频振动成分增加。综合考虑,建议电机悬挂装置中电机悬挂梁支撑节点垂向刚度范围为24～60 MN/m、吊杆节点垂向刚度范围为192～480 MN/m。     

一种大功率六轴机车电机吊杆橡胶关节的结构优化

详细介绍了某大功率六轴机车电机吊杆橡胶关节初始设计方案的结构特点及失效的原因,并提出了改进的思路,利用有限元分析,确定了新结构.刚度和疲劳试验表明,新结构能够满足100万km以上的使用要求.     

广州地铁直线电机车辆BM3000型转向架垂向连杆失效分析及优化

针对广州地铁直线电机车辆BM3000型转向架抗侧滚扭力杆垂向连杆(以下简称"垂向连杆")在运营过程中故障率较高的问题进行分析。根据失效情况分析,从结构优化及部件选型优化方面对原垂向连杆提出合理的改造方案,该方案通过理论论证、型式试验验证及装车运营考核表明,改造后的垂向连杆可成功地解决原垂向连杆惯性故障的问题,有效地改善车辆运行品质,降低运营维护成本。     

电磁力对直线电机地铁车辆曲线通过性能的影响

直线电机地铁车辆的电机初级和次级之间会产生纵向、垂向和横向3个方向上的电磁力,三向电磁力的作用有可能对车辆运行的动力学性能造成影响。针对电磁力的作用原理及特点在MATLAB/SIMULINK中建立了控制模型,在SIMPACK中建立了车辆的多体动力学模型,通过两者间的联合仿真,分析电磁力对直线电机地铁车辆曲线通过性能的影响。结果表明,不同工况下电磁力对直线电机地铁车辆曲线通过性能影响规律不同。     

广州地铁4号线直线电机车辆OPG底座惯性断裂原因分析及优化

为解决广州地铁4号线直线电机车辆运行过程中出现的OPG底座惯性断裂故障问题,对其故障原因进行了分析,测试得出OPG底座最大振动加速度达到70g,并根据分析结果从零部件材质、生产工艺、结构设计等多个角度提出了合理的优化改造方案。实践证明,改造方案的实施能较好地解决OPG底座惯性断裂,降低了车辆运行风险。     

牵引电机传动装置振动特性仿真分析

在传统的牵引电机传动系统研究中,通常将牵引电机传动装置视为刚性连接。本文考虑牵引电机悬挂吊杆橡胶关节的弹性及电机输出轴端与小齿轮连接轴的弹性,将牵引电动机传动系统简化为三刚体系统。针对国内某型电力机车导出牵引电机传动装置动力学模型,并依此建立仿真模型。通过仿真,分析异步牵引电机谐波转矩对牵引电机传动装置振动的影响。     

永磁同步直驱电机悬挂模式研究

为了研究由永磁同步直驱电机不同悬挂模式引起的驱动系统质量分布差异以及车辆运行速度等级对轮轨垂向作用力的影响,利用非线性有限元分析软件Ls-dyna建立了轨道交通车辆车轮-轨道耦合系统的冲击力学分析模型,就永磁同步电机架悬直驱和轴悬直驱2种技术模式进行了优劣性分析。结果表明:当车辆运行速度较低时,轴悬直驱可作为永磁电机悬挂方案;当车辆运行速度较高时,应选择架悬直驱作为永磁电机悬挂方案。     

城轨车辆直线牵引电机垂向力随气隙变化的分析

对因线路条件和速度变化等因素造成的城轨车辆牵引电机气隙的变化进而引起牵引电机垂向力的变化进行了初步研究,为该类车辆的垂向振动研究和结构设计提供了理论依据.     

广州地铁4号线直线电机常见故障分析

直线电机(LIM)车辆在广州地铁运用以来,列车直线电机多次出现烧损、槽楔下沉以及绝缘电阻过低的故障。分析了广州地铁4号线车辆直线电机典型故障案例,探讨了直线电机运行过程中的一些常见故障原因,提出了提高直线电机运行可靠性的措施。     

考虑垂向电磁力的直线电机车辆的轮轨匹配关系研究

由于直线电机地铁车辆特殊的非黏着驱动方式,构建了考虑直线电机垂向电磁力的车辆动力学模型[1]。采用LM、S1002、JM33种不同轮对踏面,比较静态状况下轮轨几何接触关系,并分析施加垂向电磁力前后车体与构架动力学特性差异。主要对车辆平稳性指标、构架横向加速度、轮重减载率、轮轴横向力进行了动态仿真计算。分析结果表明:考虑直线电机垂向电磁力后其构架与车体的横向动力学指标会明显变差,但对垂向值影响不大,在60km/h的低速范围内总体上3种踏面动力学性能差异较小,但在高速范围S1002踏面明显好于LM和JM3踏面。     

直线电机地铁轨道结构振动特性研究

以直线电机地铁系统的特点和动力学特征为依据,通过建立直线电机地铁系统横、垂向车辆-轨道耦合动力学仿真模型,计算了不同的轨道结构形式(长枕埋入式与板式)和不同板下支承刚度和阻尼情形下,直线电机车辆与轨道结构的动力响应,并进行了对比分析.结果表明,长枕埋入式轨道结构的车体垂向加速度略大于板式轨道,而板式轨道的钢轨横向加速度以及钢轨垂向位移则要略大于长枕埋入式,板下阻尼值的增大有利于轨道板减振,板下刚度对轮轨力、钢轨位移和电机气隙影响较小,当板下刚度增加时,轨道板的位移值变小但轨道板的加速度值变大.     

基于虚拟激励法的轨道车辆垂向振动响应分析

针对传统的随机振动分析方法计算复杂、计算量大的问题,提出采用虚拟激励法求解轨道车辆的垂向振动响应,建立某型车辆的垂向动力学模型,求解车辆的垂向振动响应并验证模型的正确性.与传统求解方法的计算结果比较表明,虚拟激励法适合于求解车辆的垂向振动响应,并且计算简单.在频域内对车辆垂向振动响应的分析表明:随着车辆运行速度的提高,车体、前后转向架以及一位轮对的垂向加速度的功率谱密度和振动主频均增大,轮对的垂向振动经一系悬挂传到转向架,再经二系悬挂传到车体,其振动频率f降低,振动幅值迅速减小,传到车体上时振动已变得很弱;f＞5Hz时,车体、前后转向架和一位轮对垂向加速度的功率谱密度均随着一系阻尼器两端橡胶节点刚度与一系弹簧刚度比值的增大而增加,尤其是车体和前后转向架的垂向加速度的功率谱密度变化更为明显,因此降低橡胶节点的刚度有利于提高车辆运行的平稳性.     

广州地铁直线电机转向架的改进及运用

在总结进口BM3000-LIM型直线电机车辆转向架运用经验的基础上,研制了一种新型SDB-LIM型直线电机车辆转向架,解决了装车运行中出现的直线电机悬挂系统失效和电机高度调整垫片断裂等问题,通过不断的结构改进和优化,转向架的安全性和可靠性完全满足运营需求。     

上海地铁车辆牵引电机轴承故障分析与预防性维护

针对上海地铁11号线车辆牵引电机轴承故障频发的问题,介绍了牵引电机轴承结构,对牵引电机轴承故障进行了统计,分析了牵引电机轴承故障的原因,认为电腐蚀是轴承故障的根本原因。在一代导流环基础上优化设计出二代导流环,同时改变了在电机上的安装位置,提升了导流环抑制电腐蚀的效果。二代导流环在列车上安装试用后,有效减少了轴承故障。根据检修现场实际情况,提出牵引电机轴承相应的预防性维护措施,保证地铁车辆运行的安全可靠性。     

广州地铁4号线电机悬挂组件失效分析及改造

针对广州地铁4号线直线电机悬挂组件惯性失效问题,从转向架设计及正线运行因素两方面进行了分析并提出了改造方案。实践证明,改造方案的实施有效地解决了电机悬挂组件惯性故障问题,改善了车辆运行品质的同时降低了车辆运行风险。     

车辆直线电机连接球铰芯轴故障分析及改进

针对广州市轨道交通五号线车辆直线电机连接用金属橡胶球铰的芯轴断裂及裂纹问题,从直线电机悬挂结构特性、设计结构、化学成分和机械性能、实际载荷测试等多方面分析故障原因,提出了改进措施,并通过试验验证和装车实际运用。     

铁道车辆车下设备新型减振器设计研究

利用碟形弹簧在一定条件下可以产生负刚度的特性,将碟形弹簧与橡胶弹簧并联,设计出一种可以实现垂向与横向刚度分离的车下设备新型减振器,并运用谐波平衡法对车下设备新型减振器进行传递特性分析。建立包含车体弹性的高速动车组车辆刚柔耦合动力学模型,基于车辆运行平稳性最优原则,计算获得车下设备垂向与横向最优吊挂刚度,并据此设计新型减振器参数。将车下设备采用新型减振器的车辆与车下设备采用传统橡胶减振元件的车辆进行对比分析,结果表明,前者的垂向与横向运行平稳性及车体振动加速度功率谱明显优于后者,所设计的新型减振器能够有效降低车体的弹性振动,改善车辆的运行平稳性。     

某地铁转向架用转臂定位橡胶关节应用优化探讨

介绍了某地铁转向架用转臂定位橡胶关节结构特点及故障原因,并针对在运行过程中出现的橡胶裂纹情况,基于实验室试验论证结果对其进行了优化改进,并跟踪了阶段性运行状态。     

基于簧下设备弹性振动特性的轨道车辆动力学对比研究

以某地铁探伤车搭载的探伤设备为研究对象,采用模态叠加法将柔性搭载架的物理坐标转换为模态坐标,建立车辆刚柔耦合动力学模型。在得到簧下设备线性响应的基础上,分别研究车轮不圆顺和轨道不平顺引起的簧下设备弹性振动,并对比分析簧下设备对原参数车辆、无簧下设备车辆和簧下设备增加弹性橡胶关节车辆3种车辆动力学模型稳定性、平稳性和曲线通过性的影响。结果表明:当车轮不圆顺激扰频率与簧下设备垂向振动固有频率一致时,簧下设备的振幅响应最大;当车速高于某特定值时,轨道不平顺的随机激扰能够激发出簧下设备的弹性振动,其振动能量集中于簧下设备垂向和横向的固有频率,且能量集中频率不随车速的变化而变化;簧下设备导致车辆稳定性和曲线通过性降低,但不影响车辆的运行平稳性;通过对簧下设备增加弹性橡胶关节悬挂,能使车辆的稳定性和曲线通过性得到有效改善。     

防车体垂向振动抗蛇行减振器用位移相关型橡胶节点的研发

研发用于连接转向架构架与车体的位移相关型橡胶节点,抑制因质量微小不平衡轮对旋转所引起的铁道车辆车体的垂向振动,以提高乘坐舒适度。文章对抗蛇行减振器用位移相关型橡胶节点作了介绍。为确认这种新设计橡胶节点的抑振性能,进行了旋转激振试验和运行试验。结果表明,使用这种新研发的位移相关型橡胶节点降低了不平衡轮对旋转所引起的车体垂向振动。