机车高圆簧刚度矩阵计算应用分析

高圆簧广泛应用于机车车辆中,其刚度作为车辆的主要悬挂参数,仿真时刚度矩阵的选择和简化处理对计算结果有直接影响。在一般机车模型的动力学仿真中只考虑了高圆簧刚度矩阵6个对角元素,未考虑非对角元素的影响。通过推导高圆簧的完整矩阵,并分别以弹簧振子和机车作为对象进行对比分析。计算结果表明,仿真结果与理论分析结果吻合;高圆簧采用完整刚度矩阵的机车动力学性能优于高圆簧只采用对角元素的机车,其差异主要表现在与高圆簧轴向垂直的方向上,轴向性能基本一致;机车高圆簧只考虑矩阵对角元素时仿真结果较考虑完整刚度矩阵时偏于安全,但二者最大差值都未超过10%,可以用于机车模型的计算分析。     

B_0-B_0-B_0抱轴式机车黏着利用率分析

就B0-B0-B0轴悬式机车二系簧分布,车轮踏面磨耗,车钩高度,一、二系垂向刚度,端、中转向架牵引点高度,电机吊挂点到车轴中心的距离,转向架中心距,轴距等对机车黏着利用率的影响进行分析。研究结果和建议可供设计部门制订技术方案时参考。     

8轴机车轴重转移计算分析

为研发我国8轴机车作准备，本文建立了均衡梁式2Bo--2Bo轴式机车轴重转移分析模型，研究了牵引高度、轴距和一、二系刚度及二系圆簧纵向布置对黏着利用率的影响。研究结果表明：牵引高度对黏着利用率的影响很大，如何降低牵引高度是8轴机车提高黏着利用率的重要任务。转向架中心距与轴距对黏着利用率的影响很小，轴距的确定主要应考虑机车的动力学性能。二系圆簧的纵向布置对黏着利用率有重要的影响，并且随刚度增减的变化显著。     

典型B_0-B_0轴式交流传动电力机车二系载荷调整方法研究

为保证机车轮(轴)重分配均衡,需通过调簧操作保证机车二系载荷分布的均衡性,为解决典型B_0-B_0轴列式电力机车二系调簧操作困难的问题,通过对机车二系支承结构分析建模,提出一种可以实现简化二系支持结构的局部调簧方法。经实车数据验证,该局部调簧方法在实现简化支承数目的同时也较大程度上完成了对机车二系载荷的均衡分布调整,经局部调整后的机车再进行整体调簧所需操作步骤更少、效果更好,该方法对指导实际调簧工艺意义重大。     

曲线通过时车钩偏角对机车车体横向载荷的影响

为分析曲线通过时车钩偏角对机车车体横向载荷的影响,建立机车与车辆的连挂关系,导出车钩偏角随曲线半径、车体长度、车钩长度、车体横移量变化的关系,构建单机和双机牵引机车车体的通用载荷方程,并考虑机车定距和二系簧横向等效刚度的影响,运用牛顿迭代法导出车体一、二位端的二系横向载荷。分析结果显示,车钩偏角对车体二位端所产生的二系横向力比一位端大;双机牵引时二位端的二系横向力比单机牵引时大,而一位端的二系横向力相差不大;曲线半径、车体及车钩长度、车体横移量和机车定距对二位端的二系横向力影响较大,对一位端的影响较小;二系簧与止挡合成横向等效刚度对二系横向力的影响较小。     

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。     

机车三轴转向架中间轴一系横向刚度优化

受轴承选型限制影响,国内某出口2C0机车转向架中间轴只能选取较小自由横动量。为取得与原方案一致的动力学性能,采取减小中间轴一系横向刚度的方案解决。文章采用多体动力学软件SIMPACK对该机车进行动力学仿真计算,通过计算结果对机车稳定性进行分析,并对三种工况下机车曲线通过性能与原方案进行对比分析,优化选取中间轴一系横向刚度。这将为类似转向架设计提供参考。     

Bo-Bo-Bo抱轴式机车黏着利用率分析

就Bo-Bo-Bo轴悬式机车二系簧分布，车轮踏面磨耗，车钩高度，一、二系垂向刚度，端、中转向架牵引点高度，电机吊挂点到车轴中心的距离，转向架中心距，轴距等对机车黏着利用率的影响进行分析。研究结果和建议可供设计部门制订技术方案时参考。     

双源制电力调车机车转向架结构设计分析

双源制电力调车机车转向架悬挂系统可采用一系软二系硬方案或一系硬二系软方案。通过对这2种方案的动力学性能进行对比分析,并结合调车机车的运营工况,确定双源制调车机车转向架宜采用一系软二系硬的方案;同时就二系弹簧横向和纵向2种布置方式对转向架性能的影响进行了对比分析,由于二系簧横向布置对转向架性能有利,因此,确定双源制调车机车二系弹簧采用横向布置的方式;最后对各牵引装置在双源制调车机车转向架的适应性进行了分析,确定采用端部斜牵引杆的方式。     

簧间质量质心位置对机车运行平稳性的影响

C0-C0轴式机车的转向架簧间质量质心位置与转向架几何中心位置不重合,在轨道方向上发生偏移,会影响机车的动力学性能。文章以一台6轴架悬机车为例,建立转向架簧间质量质心偏移的机车计算模型,对其运行平稳性进行研究。计算结果表明,质心偏移量对机车横向平稳性和垂向平稳性的影响是相互矛盾的。在转向架设计时应合理安排簧间质量质心的位置以协调机车的横向、垂向动力学性能。     

32t轴重机车横向止挡参数优化分析

为了研究一、二系横向止挡非线性特性对32t大轴重机车动力学性能的影响,基于多刚体动力学软件SIMPACK建立了6轴机车动力学模型,在实车模型基础上通过对机车在不同工况下运行的动力学性能进行分析,得到横向止挡弹性间隙和止挡刚度的合理范围。研究结果表明:通过考察稳定性、直线运行性能和曲线通过性能,可以得出一系端轴横向弹性间隙和止挡刚度分别在1～3mm以及5.0～10.0MN/m范围内;一系中间轴弹性间隙取16～20mm,二系横向止挡间隙和刚度分别在10～12mm以及4.0～8.0MN/m范围内。     

轴箱拉杆定位刚度对2C_0架悬机车横向动力学性能的影响

轴箱拉杆定位刚度与机车动力学性能密切相关,同时对机车的临界运行速度也有很大的影响。文章采用多体动力学软件SIMPACK建立了一种完整的2C0架悬机车模型,通过在直线上的仿真计算,分析了轴箱拉杆横向定位刚度对机车横向动力学性能的影响,得出合理的轴箱拉杆横向定位刚度的设置可以大幅度改善2C0架悬机车的各项横向动力学性能的结论。     

HX_N5型内燃机车车轮非正常磨耗问题分析

针对HXN5型内燃机车在运营过程中出现的非正常磨耗问题展开研究,通过分析其试验数据,得出HXN5型机车非正常磨耗问题主要源自于机车一系导框间隙内的轮对定位刚度过小,由于导框间隙值设置较为合理,因此提出通过增大机车一系导框间隙内的水平定位刚度来改善车轮的非正常磨耗问题,建议刚度优化范围为0.54~0.72MN/m,最后对优化方案进行了动力学仿真分析,结果表明提高一系导框间隙内的水平定位刚度有利于提高机车横向稳定性,但会略微降低司机室的横向平稳性,对曲线段外轮脱轨系数影响不大。     

牵引模式对C0-C0架悬式机车粘着性能的影响

分析了牵引模式对C0-C0架悬式机车粘着性能的影响.通过对牵引装置不同布置方式进行比较,指出机车的轴重转移量以车体中央截面成对称分布,对应轮对上的粘着质量利用率之和为定值;并提出牵引点高度对机车粘着性能影响较大,而牵引装置布置方式对其影响较小,机车设计时需根据悬挂特性选择合适的牵引点高度.     

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.     

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。     

机车轴重转移的动力学仿真

使用空间耦合的机车动力学仿真模型,对机车的轴重转移现象进行了动力学仿真。阐述了机车二系纵向剪切刚度和机车加速度对轴重转移的影响,揭示了驱制单元车体半悬挂机车轴重转移的新特点。     

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。     

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。