B_0-B_0机车转向架直线运行横向轮/轨力和蛇行稳定性的理论研究(上)

本文根据轮/轨蠕滑理论提供了计算和分析B_0—B_0机车转向架直线运行横向轮/轨力的方法,并以SS4型电力机车作为验证实例,理论计算和实际测试的结果相接近。作者采用这种方法对轮/轨力进行可靠的分析,旨在论证我国现有电力机车转向架蛇行稳定性所要求的最佳轮对定位刚度。本文论证结果符合于作者在文献[1]中提出的轮对定位新方案,它可适用于最大运行速度为100km/h的现有SS型电力机车。     

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。     

机车转向架横禹连接装置示范推广的运用效果及建议

论述了ＳＳ３型电力电机转向架横向连接装置的作用原理、结构特点及示范推广的运用效果，建议该装置可安装在ＳＳ３Ｂ型电力机车上，并对ＳＳ３Ｂ型机车转向架安装横向连接装置后，进行了理论分析，结果说明其导向力、冲角都比未装横向连接装置的机车小，具有轮缘减磨效果，并能保证运行平稳性。     

长波长直线钢轨交替侧磨和机车轮缘磨耗的形成和防治

直线钢轨交替不均匀侧磨有短波与长波之分，短波由货车横向失稳造成；长波和轮缘磨耗因机车受轨道横向激扰蛇行失稳导致轮轨侧面撞击所造成，根据分析ND5动力学试验资料，得出不同速度时的蛇行波长在15．1m-24.8m之间，和现场实际基本吻合，实践与试验表明，长波长交替侧磨是ND5型机车蛇行失稳造成的，ND5型机车横向动力学性能不良的根本原因是轴温和转向架导框间存在纵向和横向间隙，根据对东风型机车因轨道横向激扰产生失稳试验和改进试验，本文除提出改善轨道及其不平顺外，着重提出减少ND5型机车轴箱与导框纵向间隙的重要建议，以提高蛇行临界速度，避免蛇行失稳和轮轨磨耗。     

地铁工程作业机车的非正常横向振动分析

对某一地铁工程作业机车的非正常横向振动问题，运用动力学仿真手段进行了分析研究，提示了改善这种机车动力学性能的途径，并进一步研究了曲线通过的性能优化途径。所建立的非线性滚动摩擦旁承模型和一系复合悬挂模型能适用于类似的机车车辆动力学计算模型。     

采用径向转向架交流牵引机车的轨道力测量

应伯灵顿北方铁路（ＢＮＲＲ）要求，北美铁路协会（ＡＡＲ）与伯灵顿北方铁路、圣菲铁路和南太平洋铁路合作，于１９９２年１１月对运营中的ＳＤ６０Ｍ－ＡＣ机车进行了一系列轨道力测量。伯灵顿北方铁路还对ＳＤ６０Ｍ－ＡＣ机车牵引重载单元煤炭列车进行了试验。采用径向转向架的交流牵引机车比采用传统转向架的直流牵引机车产生较小的横向轨道力。试验测得轨道力数据与变形及冲角数据相符。在运输试验中心（ＴＴＣ）进行的重载（     

设计柔性转向架运行特性的方法（下）

转向架蛇行运动波长的概念，迄今仅用于铁道车辆横向运行稳定性领域，它可用来表示车辆能在轮缘不接触钢轨的情况下通过最小英线半径。若把这个想法与柔性转向架蛇行运动波长计算方法结合起来，可使蛇行运动稳定性和曲线通过特性之间得到的最佳折衷。     

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.     

基于磁流变液阻尼器的高速货车转向架动力学性能研究

分析了现有货车转向架弹性旁承结构的局限性,针对高速货车转向架悬挂系统在运行稳定性和运行安全性两方面的设计难点,提出以可控阻尼的磁流变液阻尼器代替弹性旁承,拟解决高速运行条件下车辆在直线行驶稳定性和曲线通过安全性两方面难以兼顾的问题.通过在Adams/Rail下建立高速货车转向架和车辆动力学模型,仿真对比了安装弹性旁承和磁流变液阻尼器两种抗蛇行连接方式的货车转向架在直线、曲线上的动力学性能.结果验证了磁流变液阻尼器在货车转向架上运用的可行性,以及高速运行条件下其相对于弹性旁承的优越性,是一种理想的可控阻尼装置.     

三大件转向架最小抗菱摩擦力矩的设计

针对货车转向架轴向剪切刚度和摇头刚度对转向架动力学性能的影响,提出转向架抗菱摩擦力矩设计方法,通过优化抗菱摩擦力矩,使三大件转向架能够抵抗所有的菱变力,对轴重转向架,可以有效地控制其浮沉运动和侧滚运动。实验证明设计出新型的具有优化摩擦斜楔和弹簧的转向架具有传统优良转向架所不具备的优势。     

对迫导式机车用三轴转向架曲线通过性能的分析研究

铁路货运提速要求有功率更大、重量更重的机车。为了不使其轴重超限，每台机车上要有２台三轴转向架或３台二轴转向架。重型机车采用迫导式转向架可以降低曲线通过时轮轨间的横向力。本文介绍了迫导式三轴转向架的曲线通过性能和运行稳定性方面的数值分析。在分析中，当该转向架的转向联杆杠杆经、转向联杆上部弹簧刚度、车轮踏面锥度、轮对支承刚度变化时，对稳定运行的车轮横向力和临界速度进行了数值验证。此外还研究了提高临界速     

30 t轴重重载机车动力学性能试验研究

为了验证30 t轴重重载机车的运行安全性和适应性,文章基于机车动力学性能试验数据,通过对比机车27 t和30 t轴重时在不同线路工况下的轮轨垂向力和横向力、轮轴横向力、轮动荷系数以及车钩力和偏转角等参数,研究轮轨作用力和运行安全性指标随机车轴重、运行速度、运行线路条件等因素的变化规律,以及车钩力和偏转角对运行安全性的影响。结果表明：轮轨垂向力随着机车轴重的增大基本呈线性增大趋势,其中在钢轨焊缝和岔区有害空间增幅尤为显著;轮轴横向力随着机车运行速度的增大而明显增大;压钩力的增大会引起车钩偏转角增大,进而对机车运行安全产生影响。     

采用下摇枕转向架的车辆横向稳定性研究

对采用下摇枕结构转向架的车辆进行了线性和非线性稳定性分析后得出如下结论:车辆失稳模态为构架与轮对同频同相振动的转向架蛇行模态,随着车轮踏面磨耗,车辆横向稳定性降低;当一系水平刚度减小时,轮对蛇行模态的自然阻尼减小;当牵引杆纵向刚度降低时,构架横向振动模态自然阻尼减小,横向稳定性降低。轮对水平定位刚度和旁承摩擦因数以及牵引杆纵向刚度对下摇枕结构车辆横向稳定性具有显著影响,三者中任一参数的变化都会影响到整车横向稳定性。     

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。     

抗蛇行减振器横向安装位置对机车动力学性能的影响

基于机车车辆动力学理论,运用SIMPACK多体动力学仿真软件,以机车车辆动力学指标为依据,系统分析了抗蛇行减振器的横向安装位置对机车动力学性能的影响。仿真结果表明:增大抗蛇行减振器的横向安装跨距,可以显著提高机车的蛇行临界速度,不会对机车运行于曲线上的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力3项指标产生明显影响。     

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。     

架悬C0-C0轴式机车电机布置及悬挂的研究

为了开发我国200 km/h速度等级的C0-C0轴式六轴机车新型转向架,本文采用多刚体动力学软件SIM-PACK建立了详细的C0-C0轴式机车动力学模型,比较了电机采用顺置和一、二与五、六位电机对置布置时,驱动装置刚性和弹性悬挂条件下,机车的稳定性、直线运行性能和曲线通过性能,指出:采用电机对置,可以提高机车的稳定性,降低直线和大半径曲线运行的轮轨横向力;采用驱动装置弹性架悬结构,更有利于提高机车稳定性和减小轮轨横向力,减弱机车对线路条件的敏感性,尤其是改善机车运行速度超过140 km/h后的横向动力学性能。采用电机对置和驱动装置弹性悬挂结构的C0-C0轴式机车可以满足200 km/h速度的运行要求,是新型转向架的最优设计方案。     

轴重25t货车转向架动力质量的研究

本文介绍了3种由UVZ和VNIKTI工厂生产的轴重为25 t货车新型转向架动力试验的结果分析.对在直线和过渡曲线区段运行的空车转向架的蛇行问题给予了特别的注意.文章指出,UVZ工厂生产的转向架在运行速度大于100km/h时易发生激烈的蛇行现象,而与其他试验转向架相比,VNIKTI转向架具有最大的侧架力,这是由于转向架相...     

构架式货车转向架动力学性能及悬挂参数的研究

以载重30t快运轨道平车为研究对象，建立了较为精确的构架式转向架货车系统的非线性数学模型。讨论了利诺尔摩擦浅银器以及心盘和弹性旁承的建模问题。研究了货车系统的蛇行运动稳定性、曲线通过性能和运行平稳性。分析了转向架悬挂参数对动力学性能的影响，并对转向架参数进行了优选。     

牵引电机横向约束装置对NJ2型机车横向振动性能的影响

NJ2型机车一系弹簧横向刚度过小,不能有效抑制轮对的横向振动.通过在转向架构架和端轴电机间加装横向拉杆,提高轮对横向等效定位刚度,可有效抑制轮对的横向振动.分析在转向架构架和端轴电机间施加横向约束后机车横向平稳性指标、端轴电机横向振动加速度、端轴轮对横向轮轨力及拉杆上的力的变化情况,得出约束刚度变化对机车横向振动性能的影响规律.