电力机车传动系统支撑结构有限元分析

利用有限元方法对机车传动系统支撑结构进行建模分析,从而得到机车牵引系统中电机轴及车轴的变形情况的方法采用有限元软件对包括齿轮箱,电机壳体及电枢轴,抱轴箱和车轴,吊杆等机车传动系统支撑结构主要零件建模根据机车的启动工况进行加载求解,得到电机轴及车轴的变形情况,为机车牵引齿轮的齿向修形研究提供基础.     

韶山8型准高速机车牵引齿轮修形的研究

应用三维有限元法精确计算了机车牵引齿轮轮齿的啮合刚度及变形，并结合机车牵引齿轮传结构的具体特点，对韶山８型准高速机车牵引齿轮的修形量进行了优化计算。     

牵引电机悬挂参数对高速列车牵引传动部件振动特性的影响

基于车辆系统动力学理论建立包括柔性齿轮箱体与柔性轮对在内的刚柔耦合动力学模型，应用直接转矩控制理论建立了牵引电机控制模型，利用Simpack与Simulink联合仿真平台建立了机电耦合模型；考虑轮轨激励、车辆结构振动与谐波转矩等因素耦合作用，通过机电联合仿真对牵引传动部件振动特性进行了频谱分析，对牵引电机悬挂节点径向刚度、轴向刚度及阻尼在不同量级区间内的取值进行了研究。分析结果表明：在牵引电机谐波转矩和车轮多边形作用下，高速列车牵引传动部件出现较为明显的高频振动，牵引电机悬挂节点径向刚度为20～30 MN·m^-1时，牵引电机垂向振动达到极小值，齿轮箱体与牵引电机在6倍基波频率及车轮转频处振动加速度较小，且径向刚度较小时车辆安全性指标较优；牵引电机悬挂节点轴向刚度为4～6 MN·m^-1时，齿轮箱体与牵引电机受电机谐波转矩及车轮多边形高频激励的影响较小；牵引电机悬挂节点阻尼为0.1～40.0 kN·s·m^-1时，转向架部件振动有效值较小，阻尼的变化对车辆动力学指标的影响甚微，且车辆安全性及平稳性指标较优。     

机车径向转向架运动的基本方程

从机车径向转向架的基本型式出发，分析了这种转向架杠杆系统的运动原理及力学特性，阐述了机车径向转向架的设计原则。为便于进行曲绕通过性能分析，提出了机车径向转向架的三参数定位原理，分析了牵引中的轮对导向机理，建立了曲线通过的基本方程。并利用以上研究结果，对机车径向转向架的曲绕通过性能进行定量分析。     

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对于不成对机车周转图,多基于固定的机车运转区段且为单机牵引进行研究,传统机车周转图的勾划方法难以适应非固定区段机车周转图编制的需求.机车的非固定区段运用有利于缩短机车周转时间,优化机车周转方案,对提高机车运用效率意义重大.本文在充分考虑部分双机牵引不成对机车周转图中可能出现的情况:到达单机牵引列车数与出发单机牵引列车数不同,到达双机牵引列车数与出发双机牵引列车数不同.综合分析铁路运输运营效益、列车运行图均衡性等具体要求,以机车在站停留时间、机车周转图均衡性、机车周转距离、机车运用数量等4个目标函数为求解目标的基础上,建立了机车周转图的01多目标规划模型,并给出求解的方法.最后以西宁西—西宁货区段进行实例验证,得出了对应的最少机车总消耗时间,最优附挂方案和机车周转图.     

韶山8型准高速机车牵引齿轮优化设计

在对国内外机车牵引齿现状进行深入调研的基础上，提出了从优选材料及热处理工艺、进行齿形和参数优化设计、合理选择制造精度与工艺、优选润滑剂与润滑密封方式、改善动力不个方面提高我国准高速机车牵引齿轮传动承载能力和寿命的具体措施，其中在齿形参数优化方面，设计了优选具角并能使齿根危险断面厚尽可能大，而应力集中尽上的磨前滚刀，设计了优选刀具角并能使齿根危险断面齿厚可能大，而应力可能小的磨前滚，优同能使在啮合过     

机车径向转向架技术综述

改善机车曲线通过的运行品质,提高机车运行速度,降低钢轨和轮缘磨耗,延长转向架使用寿命,是世界各国追求的目标,径向转向架技术是实现上述目标的有效措施.介绍了一些国家在机车上采用的径向转向架的结构方案及其特点,希望对我国径向转向架的研究与开发有所帮助.     

大功率交流传动电力机车牵引特性分析

在铁路客运高速化、货运重载化的同时,货运列车提速也已逐渐提到日程上来,机车的最高运行速度将会达到120 km/h.电力机车牵引传动制式将由直流传动变为交流传动,大功率交流机车将逐步取代直流机车.从大功率交流机车牵引性能、牵引质量适应性和制动性能等3方面,对大功率交流机车进行了介绍,并以大包线集包段为例,对大功率交流机车的应用进行了验证.     

六轴弹性架悬高速机车牵引杆布置方式

为了开发中国运行速度为200km.h-1的2C0轴式单杆牵引高速机车转向架,研究了牵引杆布置方式对机车运行安全性的影响。采用多体动力学软件SIMPACK建立了2C0轴式弹性架悬机车整车动力学模型,在惰行、牵引和制动工况下,分析了单牵引杆由转向架向车体端部和中部牵引时,机车的直线运行性能和曲线通过性能。分析结果表明:牵引杆布置方式对机车动力学性能影响不显著,建议采用牵引杆端部牵引的方案,以简化机车车体的设计与制造。采用牵引杆端部牵引的机车可安全通过R400m和R1600m的S形曲线;通过R400m小半径曲线时,机车惰行运行的轮对横向力大于牵引和制动工况的横向力,制动工况的轮重减载率较大;通过R2800m大半径曲线时,机车牵引和惰行的轮对横向力大小相当,大于制动工况的横向力。     

机车牵引齿轮方案设计系统研究

根据机车实际运用工况和设计经验从机车限界、轮齿强度、齿面抗磨损、传动平稳性、抗胶合能力等角度,研究了机车牵引齿轮齿数、模数、压力角、变位系数等参数的边界条件和设计方法.为了快速、准确地制定机车牵引齿轮的设计方案,根据机械优化设计方法建立目标函数与约束条件,利用Visual Basic编制了机车牵引齿轮方案设计系统,通过...     

牵引力对机车横向运动稳定性的影响

为了探明机车牵引状态下的横向稳定性,采用多体动力学软件SIMPACK建立了某型提速机车动力学模型,以非线性临界速度作为机车横向稳定性的评判指标,并采用数值积分方法计算了机车临界速度,研究了牵引系数对机车直线和曲线临界速度的影响规律.研究结果表明:机车牵引力的存在改变了轮轨切向蠕滑力的大小和作用方向;随着牵引系数的增大,机车在直线和曲线上的临界速度均先增大后减小;机车曲线上的临界速度低于直线上的,同一牵引系数下,曲线半径越小,临界速度越低;在牵引工况下,轮对横移量不宜再作为机车曲线稳定性的判定指标,采用轮轨纵向蠕滑力对稳定性进行评判更为合理.     

高速铁路自然过分相方案

在深入研究机车带负荷过分相产生电弧机理的基础上,提出了自然过分相技术方案.该方案的基本原理是在车载变压器高压侧和牵引供电臂末端分别并联一个电容,当机车过分相时,牵引网和车载电气传动系统实现等电位分离,避免了机车过分相时产生电弧.自然过分相方案和现在使用的3种方案相比,具有过分相断电时间短,结构简单,投资少,运行维护量小等优点.自然过分相方案还能大幅度降低机车运行时离线电弧的强度.     

齿轮减速箱密封系统内流场的数值仿真

针对高速列车齿轮减速箱漏油问题,以齿轮减速箱密封系统整体为研究对象,使用FLUENT数值仿真软件,采用湍流计算模型和SIMPLE算法对其进行数值分析,并针对直通型迷宫密封结构进行详细分析.研究表明:在整个密封系统中,轴向直通型密封系统主要起压降作用,也是涡流主要形成区;针对直通型密封系统改变密封设计参数对其进行优化分析,结果表明:泄漏量随着空腔长度增加而减少,建议空腔长度为2.5 mm;泄漏量随着齿高的增加先减少后增加,因此建议齿高为1.2 mm.     

准高速机车牵引齿轮磨前滚刀齿形优化设计

通过对刀齿啮合关系的研究，提出了磨前滚有优化设计方法，针对准车牵引牵引齿轮的应用和加工工艺特点，对准高速机车牵引磨前滚刀齿形进行了优化设计。     

高速列车齿轮箱疲劳可靠性及故障诊断研究现状

随着高速列车速度不断提高牵引齿轮箱服役环境越发复杂,齿轮箱服役性能也面临更大的考验.基于齿轮箱内、外及耦合激励对其振动响应的影响,国内外学者对高速列车齿轮箱的振动特性和故障诊断做了大量的研究;针对已有的研究成果,主要从齿轮箱强度、可靠性及寿命、箱体故障诊断及监测方面归纳总结,详细阐述了高速列车齿轮箱振动特性分析及故障诊...     

磁性液体密封结构中漏磁的研究

为了研究磁性液体密封结构几何参数的变化对漏磁场的影响规律,选取不同的密封间隙、极齿宽度、齿槽宽度、齿槽深度及密封级数建立物理模型,用有限元方法计算各模型的漏磁场.结果表明在密封结构的轴向和径向距离上存在某一临界值,在临界值的两侧,漏磁场磁感应强度随密封结构几种几何参数的变化趋势不同：在轴向距离大于临界值时,轴向漏磁场磁感应强度随间隙的增大而增大,随级数的增加而减小,随齿宽的增大而减小,随槽宽和槽深的增大而增大;在径向距离小于临界值时,径向漏磁场磁感应强度随间隙的增大而减小,随级数的增加而增大,随齿宽的增大而增大,随槽宽的增大而增大,随槽深的增大而减小;径向距离大于临界值时的情况与小于临界值时的情况刚好相反.     

一种高速旋转轴的新型复合密封设计

针对单向运行的高速减速机、泵等旋转轴容易漏油的现象,将轴流泵的吸油原理与减速机输入输出轴出口处的迷宫密封端盖结合在一起,设计一种高速旋转轴新型复合密封结构.运用CFD软件基于非结构网格SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型,通过改变叶轮叶片的安装角度对密封腔内的流场进行数值模拟.结果表明:叶轮的出口区的压力值大于单向运行减速机箱体内或泵内的一个标准大气压.从而避免减速机箱体内或泵内的润滑油渗漏到外界;通过对密封结构内部的压力分布分析,揭示了密封结构内部的流动特性,并为高速旋转轴新型复合密封的优化设计提供了理论参考.     

机车径向转向架技术综述

改善机车曲线通过的运行品质，提高机车运行速度，降低钢轨和轮缘磨耗，延长转向架使用寿命，是世界各国追求的目标，径向转向架技术是实现上述目标的有效措施，介绍了一些国家在机车上采用的径向转向架的结构方案及其特点，希望对我国径向转向架的研究与开发有所帮助。     

高速列车齿轮箱应力响应与疲劳损伤评估

进行了高速列车线路试验, 研究了GPS信号与齿轮箱结构的受力特点, 获取了扭矩载荷和振动载荷作用下齿轮箱的应力时间历程曲线, 分析了在扭矩载荷、振动载荷作用下齿轮箱的应力响应特性, 并编制了应力谱, 利用疲劳损伤影响参数来反映扭矩载荷和振动载荷对齿轮箱疲劳损伤的影响程度。研究结果表明: 在扭矩载荷作用下, 列车牵引与制动的交替变化会使齿轮箱产生较大的应力响应, 最大应力幅值为25.80MPa; 在制动工况下, 齿轮箱应力呈阶梯形变化; 列车低速运行时齿轮箱吊杆座端部的高应力幅值频次大于高速阶段, 结构疲劳损伤影响参数由0.20减小到0.08, 减小了60.0%。在振动载荷作用下, 列车运行速度由350km·h-1减小到200km·h-1时, 齿轮箱吊杆座端部的应力响应强度由2.08MPa减小到0.97MPa, 降低了53.4%;在同一速度等级下, 列车头部齿轮箱的应力幅值低于列车尾部; 列车由牵引状态转变为惰性运行时, 齿轮箱的应力响应强度由3.4MPa减小到1.0MPa, 降低了70.6%;列车由低速运行转为高速运行时, 齿轮箱端部疲劳损伤影响参数由0.009增大到0.260, 增大了27.9倍。      

齿轮传动比对动车组牵引特性的影响

为了解决CRH3-350动车组运行过程中出现的齿轮箱渗油问题,对动车组牵引特性和控制方法进行了分析.通过改变齿轮传动比和动车组牵引特性控制曲线,可以改变牵引电机转速.Maflab/Simulink仿真结果表明,齿轮传动比的减小可以降低牵引电机转速,而牵引电机输出转矩和电流也能满足动车组运行要求.