机车非线性稳态曲线通过的一个实用计算方法

前言机车通过曲线时所产生的轮缘力和侧压力是检验轮缘和钢轨磨耗以及机车通过曲线安全性的极其重要的因素。我国干线内燃、电力机车大多采用三轴转向架,由于轴距长、线路小半径曲线多,因而轮缘和钢轨的磨耗严重。按照传统的摩擦中心论的计算方法,难以分析转向架结构参数对轮轨侧压力和轮缘力的影响,而蠕滑导向理论,对于大功率机车在小半径曲线区段运行尚难以应用。为此,本文提出一个实用的计算方法,将整台六轴机车用21个自由度(四轴机车为17个自由度)按稳态曲线通过模型进行描述、计算,因此能比较完整地分析转     

轮对自由横动量对2C_0机车轮缘磨耗的影响

轮对自由横动量的大小关系到机车曲线通过时的轮缘磨耗情况,同时对钢轨的磨损也有很大的影响。文章对机车运用中轮对自由横动量对轮缘磨耗的影响作简要论述,并在建立了两种2C0径向转向架机车模型的基础上,通过在小半径曲线上的仿真计算,分析了轮对自由横动量的变化对机车曲线通过时与轮缘磨耗有关的指标值(主要包括外轮导向力、摇头角以及轮缘磨耗)的影响。得出合理的轮对自由横动量的设置可以延长轮对的使用寿命的结论,为轮对自由横动量的设置提供了一定的理论依据。     

列车及轨道参数对曲线钢轨波磨影响及防治措施研究

针对地铁曲线段出现的钢轨波磨问题,利用车轨动力学模型研究了转向架一系横向及纵向刚度、轮轨摩擦系数、曲线半径、超高、轨距、轨道横向及垂向支撑刚度等参数对曲线轮轨磨耗的影响,结果表明:(1)适当减小转向架一系纵向刚度可显著降低曲线段轮轨磨耗;(2)轨面摩擦系数由0.5降低至0.3,轮轨磨耗指数可降低约25%;(3)轮轨磨耗随曲线半径的减小呈指数式增长;(4)线路超高、轨距对轮轨磨耗影响较小,进而提出曲线钢轨波磨的防、治措施建议:(1)适当降低轮轨间摩擦系数、提高钢轨硬度、加宽曲线段轨距和开展曲线轨道磨耗信息化管理等措施,可缓解既有线曲线钢轨波磨;(2)优化车辆一系横向及纵向刚度、增大线路曲线半径、避免小半径"S"形曲线、设置曲线欠超高、降低轮轨间摩擦系数等措施,可对新建线路曲线钢轨波磨进行预防。     

动车组小半径曲线运行轮缘异常磨耗研究

针对动车组在小半径曲线上运行出现的轮缘异常磨耗的现象,通过调研某动车所动走线钢轨廓形、表面损伤、车轮及钢轨磨耗、线路参数等情况,建立了车辆—轨道动力学仿真模型并进行动力学仿真计算和分析,确定了动车组轮缘异常磨耗的主要因素。结果表明：曲线半径越小轮缘磨耗越严重;动车组低速通过的小半径曲线可不设置曲线超高;减小一系纵向弹簧定位刚度可以在一定程度上减缓轮缘磨耗;根据目标轮径差反求出新的踏面外形,优化了接触点在轨头的位置分布,进而改善了轮轨接触特性。     

CRH1型动车组轮缘异常磨耗研究及解决方案

CRH1型动车组投入运营后,发现车轮轮缘有磨耗现象,部分动车组车轮出现偏磨等异常现象,特别是福州动车段动车组车轮偏磨比较严重,车轮旋修量较大,影响到车轮寿命。通过对运行线路、线路条件、车轮磨耗情况的调查,进行理论分析和计算,提出对特殊线路进行整修、调整进出库运行速度、结合CRH1转向架综合加改方案将LMA踏面更换为LMD踏面、调整一系定位节点刚度等解决方案,有效解决了车轮轮缘的异常磨耗,提高了车轮寿命,车轮平均寿命提高到原来的约2.5倍。     

基于数理统计的铁道车辆车轮轮缘厚度旋修值研究

合理的轮对维修策略对提升铁道车辆轮对检修经济性和服役安全性具有重要意义。文中在跟踪获取了运营单位大量轮对尺寸检修样本数据的基础上,实现了车轮轮缘厚度分布规律的描述和车轮磨耗特性的探究;基于线性"灰箱"映射关系模型,实现了对轮缘厚度参数的服役过程刻画,给出了一套确定最优轮缘厚度旋修值的方法。通过分析可见:车轮磨耗特性受线路条件和负载情况影响显著,重载将导致车轮踏面剧烈磨耗,固定线路运行容易引起车轮的偏磨,山区路况曲线多、半径小,导致轮缘磨耗显著,而列车的高速运行对踏面磨损损耗大;基于线性"灰箱"映射模型确定了所跟踪的3家运营单位轮缘厚度最优旋修值范围,按运行周期到限后参数仍有95%以上的可靠度,确定其最优范围分别为:铁路货车约为27.9～28.1mm,动车组为29.8～30.4mm,铁路机车约为31.8～32.3mm。     

新型护轨在小半径曲线轨道中的减磨效果分析

基于转向架稳态曲线通过基本模型,建立带新型护轨的小半径曲线轨道的转向架稳态通过计算公式,采用国际通用的Vogel磨耗指数,对新型护轨减轻轮轨磨耗效果进行初步理论分析,同时对相关轨道结构参数的影响规律进行分析。计算结果表明:新型护轨能减少小半径曲线轨道外轨侧面磨耗达50%左右;随着曲线半径的增大,减磨效果有所下降;随着外轨超高的增大,无护轨时外轨磨耗指数减小,有护轨时外轨磨耗指数略有增大,总的减磨效果减小;随着护轨刚度的增大,减磨效果增加;随着轮缘槽宽度的增大,减磨效果减小。     

HXD3机车轮缘非正常磨耗问题的探讨

上海机务段使用HXD3机车担当沪昆线上海-株洲区段客运列车和沪宁、沪杭线货运列车的牵引任务,在机车运用和检修中,机车轮缘出现非正常磨耗现象,增加了机车检修工作量和检修成本,影响了机车运用率.通过对10台机车轮缘数据进行调查,并从机车转向架结构、主要技术参数及机车运用线路基本情况等入手,对HXD3机车轮缘非正常磨耗进行了初步原因分析,提出减少轮缘磨耗的措施,最后对下一步研究工作提出设想.     

SS3型电力机车横向连接装置设计中的几个问题

为解决电力机车轮缘磨耗问题，提出了加装转向架横向连接装置的办法。着重介绍了为解决设计中限界问题而采取的两个措施。横向连接装置可在不改变机车原有总体布置的条件下安装使用，具有显著的轮缘减磨效果。     

整治曲线钢轨磨耗方法的探讨

如何减缓曲线钢轨磨耗是有多方面的因素,对线路加强整治。讨论采用机车、车辆磨耗型轮缘踏面、轮轨润滑技术和曲线钢轨打磨技术。     

米轨线路参数对机车动力学性能和轮轨磨耗的影响

为了减小米轨机车在通过小半径曲线时所造成的轮轨磨耗,基于车辆系统动力学理论,采用SIMPACK软件建立C_0-C_0米轨机车动力学模型,对机车通过小半径曲线时的动力学性能进行研究。计算了不同超高和轨距情况下的机车轮对冲角、轮轨横向力、轮轴横向力和轮轨磨耗功率,并分析了车轮轮缘和踏面上的磨耗功率在车辆运行过程中随超高和轨距变化的规律。结果表明:超高率与磨耗功率成正比,线路设置超高时应尽量使列车处于适当的欠超高状态;轨距加宽量与磨耗功率成正比,且轨距变化对机车各项动力学性能指标的影响均较超高率更为显著;轨距加宽不但不能有效减轻小半径曲线上的钢轨侧磨和轮轨横向力,反而会使其增大。因此在实际工程中曲线区段应避免不必要的轨距加宽,并经常检测轨距,以防不良轨距变化导致轮轨异常磨耗。     

曲线几何参数对货车转向架曲线通过性能的影响

利用SIMPACK仿真软件建立副构架径向转向架和交叉支撑转向架的动力学模型，并对其动力学性能进行仿真计算，分析比较曲线半径、超高等曲线几何参数对2种转向架曲线通过性能的影响。结果表明：曲线半径和欠超高对径向转向架和交叉支撑转向架的脱轨系数、轮重减载率影响比较接近；曲线半径在400-1200m范围内，自导向径向转向架能有效提高通过性能，明显降低轮对冲角，减缓轮轨磨耗；欠超高对2种转向架轮对冲角的影响近似成线性关系，且其影响程度仅和转向架本身属性相关，与曲线半径无关。指出采用磨耗功率评价欠超高对曲线轮轨磨耗的影响更为合理，因为不仅能反映出磨耗与欠超高的关系，还能反映出曲线外轨超高设置不同时轮轨磨耗的变化特点，这与工程实际中减小外轨超高、设置欠超高有利于降低轮轨磨耗是一致的。     

东风4D型径向转向架机车的常见故障及改进

东风4D径向转向架机车，具有适应山区小半径曲线线路运行、轮缘磨耗小等优点。但也存在径向转向架制动单元杠杆折断、机油消耗大、整流柜易烧损等问题。针对问题产生的原因，提出了改变制动单元杠杆材质和整流柜通风方式，降低机油温度，以减少机油消耗等建议。     

SS_4型机车轮对偏磨故障分析

针对SS_4型机车轮对踏面与轮缘偏磨造成的异常磨耗现象,分析其原因,并提出了处理办法。     

采用传统转向架与径向转向架的HX_D1C型电力机车动力学性能比较

为了改善我国重载牵引电力机车的轮缘磨耗现象,本文采用多刚体动力学软件SIMPACK分别建立了采用径向转向架和传统转向架的C_0-C_0轴式HX_D1C型电力机车动力学模型,通过比较两者的非线性稳定性、直线运行性能和曲线通过性能,结果说明采用径向转向架的HX_D1C型电力机车可以满足120 km/h速度的运用要求;直线运行性能优良;除了通过曲线时车体横向和垂向加速度外,曲线通过性能优于原车;降低轮缘磨耗显著,在100km/h以下减磨效果明显,各计算工况下轮缘磨耗降低60%以上,车轮磨耗功降低47%以上。     

动车组小曲线通过轮缘减磨措施深化研究

轮缘异常快速磨耗将造成车轮频繁旋修,恢复车轮轮缘厚度将损失大量轮径,导致轮对提前报废,极大的增加运营成本、影响运营秩序.对某轮缘异常磨耗的动车组与线路开展调研,采用轮轨磨耗测试、轮轨型面匹配分析了轮缘异常磨耗的原因,通过线路试验与仿真分析对轮缘减磨措施进行了研究.研究发现:城际线路小半径曲线多,占总里程比例大,轮缘踏面...     

一种改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置

一种改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置,主要由构架牵引杆、车体牵引杆、端梁辅助吊挂连杆、牵引销、橡胶关节和法兰组件组成。端梁辅助吊挂连杆由井字形连杆体和4个弹性拉杆组成,下端两个连接牵引销,上端两个分别安装带有轴承和轮缘的滚轮,安装在箱式滚道内,构成活动式吊挂结构,消除了原设计吊挂连杆对机车转向架转弯的影响,明显改善转向架的转动性能,大大减少车轮轮缘和踏面的非正常磨耗。该牵引装置还将三轴C0式转向架构架牵引杆加长,转向架构架牵引点设在2、3和4、5轴之间,由牵引力或制动力产生的横向分力比原设计减小近1/3,可减少车轮轮缘和踏面磨耗。     

基于倾角传感器轮缘润滑弯道识别器设计

铁路机车在直线线路和曲线线路上运行时轮缘与钢轨磨耗不同，针对目前机车轮缘润滑装置运用现状，详细分析了轮缘润滑电控器弯道接口电路，并且综合考虑机车实际运用各种工况，研制了基于倾角传感器轮缘润滑弯道识别器，能够实现轮缘润滑装置在轮轨不同磨耗区间不同喷脂策略，实际装车试验结果验证了弯道识别器的可靠性和有效性。     

SS4B型机车轮对偏磨分析及预防措施

由于多种原因造成的机车轮对踏面偏磨、轮缘偏磨及垂直磨耗,引起机车轮对频繁镟轮,影响了机车轮对使用寿命。对提前到限更换的问题进行原因分析,并提出改进措施。     

HX_N5型内燃机车转向架改进

HXN5型内燃机车是从GE公司引进的单司机室单向运行机车,在投入运用一段时间后,转向架出现一些故障,针对故障原因进行改进后,转向架运用情况明显好转。另外,为彻底解决轮缘踏面非正常磨耗问题,开发单拉杆定位转向架装用在双司机室机车上进行双向运行,使轮缘踏面的磨耗改善更加明显。