提速机车横向振动问题分析

随着我国铁路五次大提速的进行,列车的运行速度有了较大的提高,但随之而来的是导致部分提速机车的横向动力学性能的恶化。而在某些速度下,机车的横向振动问题比较严重,已经影响了机车运行速度的进一步提高。为了满足铁路继续提速的要求,进一步改善机车的横向动力学性能已成为当务之急。本文针对SS9型机车在线路试验时出现的问题进行了分析,发现一系横向定位刚度不足是导致机车横向振动剧烈的主要原因。现车所采用的轴箱拉杆不能提供机车提速运行时所必需的横向定位刚度值,对轴箱拉杆进行改进后,机车的非线性稳定性得到提高,直线运行的轮轴横向力和平稳性得到很大改善,并通过线路试验得到验证。同时,由于轮轨动态作用大为改善,对机车长期运用中保持良好稳定的动力学性能、提高悬挂部件的可靠性并延长使用寿命非常有利。     

复合弹性元件的刚度分析

轴箱拉杆横向定位刚度的稳定性对机车运行性能有很大影响。文章采用金属橡胶件取代传统的橡胶弹性件,解决了由于橡胶件性能不稳定和老化可能导致拉杆刚度变化的问题,提高了拉杆使用寿命。     

架悬机车驱动装置悬挂参数及结构的研究

采用多体动力学软件SIMPACK建立完整的动力学模型,分析架悬式机车驱动装置悬挂的纵向、横向刚度对其振动加速度和机车平稳性能的影响,发现在10 kN.m-1数量级选择纵、横向刚度,可以显著改善机车的横向性能和电动机工作条件,有效降低横向轮轨力,还可以提高机车的稳定性。认为采用摆杆悬挂是实现弹性架悬的重要结构方式。提出了等效刚度的概念,分析表明在相同的等效刚度下,传统架悬模型和弹性架悬模型的计算结果是吻合的。     

SS9改进型电力机车横向晃动问题研究

通过对SS9改进型电力机车提速后出现横向晃动问题进行分析,提出增大机车一系横向定位刚度的解决方案。通过改进机车轴箱拉杆设计可以简单有效地实施这一文字。更换油箱拉杆后对机车进行的线路动力学试验及试验机车改进后一年多的运用情况表明,这一改进措施起到了很好的效果．     

32t轴重机车转向架设计方案及动力学性能分析

为了设计32t轴重机车3轴转向架,采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了6轴机车动力学模型,先比较了单拉杆和双拉杆轴箱定位方式对机车非线性稳定性、直线运行性能和曲线通过性能的影响,研究表明机车单拉杆轴箱定位方案在直线速度60km/h以下和曲线半径小于400m时,比双拉杆轴箱定位方案具有优势;机车双拉杆轴箱定位方案在运行速度高于60km/h,曲线半径大于400m时,优于单拉杆轴箱定位方案。然后比较了单牵引杆和中心销牵引方式对机车轴重转移、直线运行性能和曲线通过性能的影响,结果说明单牵引杆可以实现最佳黏着利用率94.12%,但是采用中心销牵引方式,机车的黏着利用率也达到92%。两种机车牵引方案直线和曲线通过动力学性能差别甚微。     

轴箱轴承轴向自由间隙对机车动力学影响分析

对于速度200 km/h的C0-C0轴式高速机车,轴箱轴承轴向自由间隙对机车高速运行时横向动力学性能的影响较大。本文采用SIMPACK动力学软件,建立了牵引电机架悬的C0-C0轴式高速机车计算模型,就轴箱轴承轴向自由间隙对机车运行稳定性、横向动力学性能和曲线通过性能的影响进行了较为深入的研究。研究表明,合理设置轴箱的端轴和中间轴轴承的轴向自由间隙,可以提高机车稳定性、改善机车直线以及曲线运行品质。较大的中间轴轴向自由间隙和较小的端轴轴向自由间隙对提高机车运行稳定性有利。对于速度200 km/h的C0-C0轴式高速机车,端轴和中间轴的轴向间隙分别取0.5~1 mm和5~8 mm较为合适。     

架悬机车驱动装置悬挂参数规律的研究

为了研究驱动装置悬挂参数对机车横向动力学性能的影响,提出3个刚体的机车横向振动简单模型,结合轮对横向随机响应的特点,分析不同速度下,驱动装置悬挂参数对机车受迫振动的影响。同时讨论了驱动装置和构架质量、空心轴横向合成刚度、一系横向刚度以及驱动装置横向阻尼对驱动装置悬挂刚度选配及横向响应的影响情况。结果表明:机车运行速度达到160 km.h-1后,驱动装置悬挂应采用弹性架悬方式,刚度在0.01 MN.m-1数量级,计算结果与详细模型是吻合的;质量和一系横向刚度的变化对刚性架悬机车影响比较大,对弹性架悬机车的影响小;分析弹性架悬机车驱动装置的振动,必须考虑空心轴横向合成刚度和低速运行工况。     

六轴提速机车采用弹性架悬方式的研究

针对我国2C0轴式提速机车转向架横向动力学性能较差的问题,提出新的2种端轴驱动装置弹性架悬方案：中间轴采用驱动装置刚性架悬、两端轴在电机端采用吊杆悬挂的电机端弹性架悬方式;中间轴采用驱动装置刚性架悬、两端轴在电机悬臂端为2点悬挂并通过吊杆悬挂在构架端梁上的悬臂端弹性架悬方式。采用多刚体动力学软件SIMPACK建立2C0轴式刚性和弹性架悬机车的动力学模型,比较电机端弹性架悬方式、悬臂端弹性架悬方式和各轴电机均采用驱动装置刚性架悬的既有架悬方式下的机车动力学性能。分析结果表明：与既有架悬方式相比,采用端轴驱动装置弹性架悬方案可以显著降低机车直线运行的轮轴横向力,改善机车通过大、中半径曲线的横向性能,提高平稳性;在2种端轴驱动装置弹性架悬方案中,电机端弹性架悬方式优于悬臂端弹性架悬方式,前者的非线性直线运行临界速度比后者和既有架悬方式有较大提高。     

改善六轴提速机车横向动力学性能的方案研究

为了改善我国现有驱动装置刚性架悬方式的六轴提速机车横向动力学性能,提出了在端轴电机端采用2个橡胶元件弹性悬挂的改造方案,给出了2种驱动装置止挡间隙方案.采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了详细的2C0轴式弹性架悬机车动力学模型,通过比较三轴转向架端轴驱动装置刚性悬挂与2种改造方案的机车动力学性能,说明改造方案可以显著改善机车的直线运行横向性能和大、中半径曲线通过横向性能,增强机车提速后对线路的适应性,降低其对参数的敏感性,同时在结构允许的条件下应当尽可能选取大的驱动装置止挡间隙.     

转臂轴箱定位节点位置对机车动力学性能影响分析

利用SIMPACK建立某出口2B0机车动力学模型,分析了转臂轴箱定位节点的纵向位置对机车动力学性能的影响.研究表明节点纵向位置对机车横向稳定性有较显著影响,而对机车直线和曲线通过性能影响不大.得出了在动力学模型中,需要把转臂作为一个单独元件考虑,以减小计算误差的结论.     

高速3轴转向架技术方案的研究

通过对200 km/h速度级C0-C0轴式大功率交流传动客运电力机车转向架关键动力学项点的研究,提出电机驱动系统弹性架悬的高速3轴转向架总体结构方案,分析了转向架3个轮对一系弹簧不等刚度的设计和牵引杆车体布置位置对其动力学的影响。详细介绍转向架的结构参数方案,并计算其动力学性能,结果表明该转向架具有优良的动力学性能,能满足200 km/h速度的运用要求。     

减振器安装刚度对径向转向架机车横向动力学性能的影响

首先通过仿真软件SIMPACK建立了一种2C0径向转向架机车模型,在该模型中,分别考虑了一系抗摇头减振器、二系横向减振器和二系抗蛇行减振器的端部安装刚度对机车横向动力学性能的影响。其中主要分析了上述3种减振器的端部安装刚度对机车横向平稳性、抗蛇行运动稳定性和机车的曲线通过性能的影响,并提出了相应的建议。     

径向转向架机车的减振器端部安装刚度分析

采用仿真软件SIMPACK建立一种2C0径向转向架机车模型。在该模型中分别考虑了二系垂向减振器、二系横向减振器和二系抗蛇行减振器的端部安装刚度对机车动力学性能,如机车平稳性、临界速度和曲线通过稳定性的影响,提出了相应的设计建议。     

采用弹性与刚性架承式驱动装置的机车横向性能比较

从改善我国架承式驱动装置的机车横向动力学性能的目的出发,采用多体动力学软件SIMPACK建立某机车的动力学模型,比较了不同线路等级、运行速度和一系横向刚度下,刚性架承式和弹性架承式机车横向平稳性能,发现采用弹性架承式可以显著降低横向轮轨力,改善机车的横向性能和电机工作条件,减小机车对线路和参数变化的敏感性;同时还比较了不同一系纵向刚度下,刚性架承式和弹性架承式驱动装置的机车稳定性,说明采用弹性架承式驱动装置可以提高机车的稳定性。     

电力机车常用轴箱定位装置定位刚度分析

轴箱定位刚度是机车车辆一项很重要的技术参数.文章介绍了电力机车几种常用的轴箱定位装置,并对这几种轴箱定位装置的定位刚度进行了分析.     

SS7E机车新轴箱拉杆设计

以SS7E型电力机车轴箱拉杆为研究对象,为适应提速需要,在安装空间、接口不变的前提下,对老结构产品进行改进.刚度及疲劳试验结果表明:新结构完全满足主机厂纵向和横向刚度要求,具有更长的疲劳寿命.新结构保证了机车一系定位刚度,满足更高速度的运行.