对高速机车车辆轮对的技术要求

文章介绍了自前苏联至今俄罗斯对机车车辆轮对提出的有关设计、制造、和修理方面要求的演变过程。特别论述了俄罗斯200～250 km/h高速列车轮对的制造工程。     

轮对结构弹性对高速动车曲线通过性能的影响

为了研究轮对扭转、弯曲和伞形特征模态对车辆曲线通过性能的影响,将轮对分别视为刚性体和弹性体,建立了车辆—轨道系统动力学模型。根据UIC518,采用轮轨垂向力、轮轴横向力、脱轨系数和轮重减载率评定车辆曲线通过性能。研究结果表明:轮对一阶弯曲模态对车辆曲线通过性能的影响最大,轮对模态特征频率降低使车辆曲线通过性能指标值增大。将轮对考虑为弹性体,轮对一阶扭转模态、一阶对称和反对称弯曲模态的特征频率分别为46 Hz、62 Hz和128 Hz时,导向轮对的轮轨垂向力、轮轴横向力、脱轨系数和轮重减载率与刚性轮对模型的结果的比值为1.010、1.167、1.241和1.033。轮对结构弹性对轮轴横向力和脱轨系数的影响较大。     

轮对多边形化对车辆动力学性能的影响

基于弹性轮对建立车轮多边形的刚柔耦合整车动力学模型。首先分析弹性车轮的合理性,进而通过修改命令直接形成多边形,研究弹性车轮多边形的波深、相位差、谐波阶数在不同速度下对车辆动力学性能的影响,给出40⁸0 km/h下,车轴横向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率等重要指标,确定出危险速度。结果表明,3个参数对动力学性能的影响存在差异,但对脱轨系数影响都很小,对60 km/h速度下的轮重减载率影响都很大,应尽量避免在60 km/h下长期运行,以免发生共振。     

轮径差对地铁车辆轮对磨耗的研究

由于制造误差或轮对磨耗,车辆轮对在运行过程中逐渐产生轮径差。对于在城市轨道线路上运行的地铁车辆,由于运行线路固定,轮对周期性的受到相同外部激励,更易发生轮对磨损。通过建立SIMPACK地铁车辆模型,结合某市地铁线轨道实际情况。选择不同轮径差值的地铁车辆模型在该线路上进行动力学仿真。随着轮径差逐渐增大轮对摇头角、横向位移、磨耗功率、轮对蠕滑力都急剧增加。进一步增大了轮径差,恶化了车辆的动力学性能。     

轮对安装偏转角对高速列车车轮磨耗的影响

为了研究高速列车在轮对具有安装偏转角的状态下的车轮磨耗状况,建立具有轮对安装偏转角的车辆动力学模型,对只有一位轮对偏转、一位和二位轮对同向偏转、一位和二位轮对反向偏转3种工况进行仿真,分别计算和分析在不同偏转角度下轮对平衡状态时的轮对横向位移、轮对摇头角、轮轨横向力以及一位轮对和二位轮对的踏面磨耗情况。仿真结果表明,当轮对存在安装偏转角时,导向轮对的磨耗远远大于非导向轮对;偏转角度越大,偏磨越严重;相同偏转角度下,一位和二位轮对同向偏转工况的磨耗最小,最接近理想轮对的磨耗情况;一位和二位轮对反向偏转工况的磨耗最大,轮缘磨耗最严重。     

可调轨距轮对

说明了不同轨跨产生的历史原因和对铁路运输造成的不便；推出了解决轨距差异问题的几种技术方法；重点阐述了可调轨距轮对技术及其种类、优点、原理和应用；并简述了ＵＩＣ在推广可调轨距轮对应用中所起的作用。     

对轮对压装曲线中几个限度的探讨

轮对压装后检查验收紧固力合格与否的唯一依据是压装力曲线图。在日常生产中曲线图上会出现陡吨、曲线下凹、平直、降吨、吨大、吨小等弊端,而检查验收按照轮对组装技术条件来判断上述弊端是否在限度内,在限度内即为合格曲线,反之则不合格。笔者对陡吨、平直、降吨等限度提出了商榷。     

轮对柔性对车辆动态曲线通过性能的影响研究

为了研究车辆系统中轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能的影响,运用多体系统刚柔耦合动力学理论,通过有限元软件ANSYS将轮对柔性化处理后导入多体动力学软件UM中,建立考虑轮对为柔性的某型高速车辆刚柔耦合动力学模型,研究轮对柔性对高速车辆动态曲线通过的各项安全性能指标及平稳性的影响,对比分析不同工况下轮对刚性与柔性对高速车辆动态曲线通过时的动力学响应。结果表明:刚柔耦合动力学模型的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和垂向平稳性指数较多刚体动力学模型均有不同程度的降低,而轮轨接触角、轮对侧滚角位移和横向平稳性指数较多刚体动力学模型有所升高。考虑轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能有一定的影响,柔性轮对较刚性轮对更能真实地反映车辆系统的动力学性能。     

轮对等级镟修对车辆平稳性的影响分析

通过在线试验,测试了不同等级镟修后轮对、构架、车体的振动加速度,采用sperling公式将车体加速度换算成车辆横向、垂向平稳性指标。统计数据表明:按轮缘厚度的不同进行车轮等级镟修,改变了轮缘顶部与轨头侧面接触时的轮轨接触位置和轮轨关系,但对车辆平稳性影响不大,对车辆乘坐振动舒适性基本没有影响。     

轮对内侧距对机车车辆动力学性能影响的试验研究

在分析国内外轮对内侧距方面已有研究结果的基础上,在不改变车轮踏面形状、轨距和钢轨轨头形状的情况下,进行单纯改变车辆轮对内侧距的滚动台试验研究,分析等效锥度对轮轨接触几何关系的影响,得出以下结论。①在保持轮轨接触几何关系相同的情况下,增加轮对内侧距有利于改善轮轨关系和机车车辆动力学性能。②在车轮踏面形状、轨距、钢轨轨头形状等保持不变的情况下,单纯改变轮对内侧距,必然会导致轮轨接触关系的变化,从而影响机车车辆的动力学性能;对于我国目前采用的车轮踏面形状、轨距、钢轨轨头形状而言,轮对内侧距从1 353 mm变化到1 360 mm,将导致轮轨接触等效锥度的增加,从而降低车辆的运动稳定性临界速度。③轮对内侧距的选取与车轮踏面形状的选择密切相关,在改变轮对内侧距以后,必须根据轮轨接触几何关系的变化重新对其进行综合优化,确定合适的车轮轮缘踏面外形。     

铁路车辆轮对生产线的研究

通过对目前国内铁路车辆轮对生产线及轮对生产发展趋势的分析,介绍利用既有生产厂房,通过更新、改造设备,实现了客、货车轮对自动化生产。新的轮对生产线的使用,在减轻工人劳动强度、优化工艺流程、提高生产效率等方面均取得了显著效果。     

微波对健康的危害

微波对机体的影响与频率,射束强度、接触时间、被照射组织的介电常数和导热性、组织的散热性和对微波进行吸收的物体的大小等有关。目前认为微波对机体的影响是对机体的热效应,即生物学损伤的基本原因是热发生,也曾观察到因吸收足够的能量而引起组织的烧伤,这多是由于局部过热点     

轮对间隙对可变轨距机车动力学性能的影响研究

基于动力学仿真分析，建立了一种适用于1 435/1 520 mm轨距转换的25 t轴重变轨距转向架机车的动力学模型；重点计算了轮对周向间隙和轴向间隙（统称为轮对间隙）对轮轨相互作用的影响，分析了轮对间隙增大对机车运行性能影响，结合相关动力学指标对各项动力学性能进行评定。分析结果表明：变轨距机车考虑轮对间隙后，机车在相同运行条件下的轮轨垂向力、轮轴横向力、轮对垂向加速度和轮对横向加速度峰值略有增大，但增幅在可接受范围内；考虑轮对间隙由设计值增大到磨耗限值时，变轨距机车运行稳定性和平稳性指标略有变差，但各项指标值均在标准规定的限值范围内，表明25 t轴重变轨距机车的轮对间隙设计限值合理可行。     

轮对空心轴转向架悬挂机车电机顺置与对置对轴重转移的影响

对电机采用轮对空心轴转向架悬挂的C0-C0轴式机车的轴重转移进行了理论分析及计算。计算结果表明,电机前置、后置对采用轮对空心轴的转向架悬挂机车轴重转移的影响不大,也就是说,对于轴重转移,电机既可顺置,也可对置,其影响不如抱轴式悬挂电动机明显,这与理论分析一致。     

单轮对纵向动力学数值分析

轮对的纵向振动会影响机车车辆动力学性能,而且是轮轨非正常磨耗的一个重要因素。但是机车车辆动力学研究中,对轮对的纵向动力学特点的研究往往被忽略。文章建立了一个包括x方向的运动、轮对的摇头、点头扰动和轮对的横移的4自由度单轮对计算模型,并对该模型进行数值仿真,研究其纵向振动现象。最后讨论了系统参数对纵向动力学行为的影响,认为一系纵向刚度、轴重和黏着系数对纵向振动影响很大。     

高速列车的轮对

Alstom公司为法国铁路生产的TGV列车设计最高运行速度从20世纪80年代的280km／h，现在已经达N300km／h并接近320km／h，将来要进一步提高到360km／h。作为高速列车重要组成部件的车辆轮对，从轮对结构设计、车轮钢材选用、生产制造和日常技术维修等各个方面，必须绝对保证高速列车运营的安全性和可靠性。对高速列车轮对技术运营特性的主要要求是：为了提高抗机械负载强度和为优化制动系统创造条件，应当具有最佳车轮构造形式；为了保证方便检查、监测和发现处理缺陷故障，通过改进轮对结构提高安全性；通过降低列车运行产生的噪声污染水平，改善环境保护特性；降低购买、运营、技术维修和修理总的支出费用，延长整个轮对的生命周期。     

货车轮对两车轮重心分布对轮对运行品质影响的探讨

TB/T 2817-1997<铁道车辆用辗钢整体车轮技术条件>要求车轮生产厂对每个车轮做静平衡测试,并根据测试结果在车轮辐板上打上标记字样(E2表示最大残余不平衡值为75 g·m、E3表示最大残余不平衡值为125 g·m),并用带状油漆标记标示出车轮重心的偏离方向.车轮的静平衡测试保证了单个车轮的质量,但是货车制造厂在轮对组装时并没有充分利用车轮的测试结果.笔者从以下几个方面探讨了车轮重心分布对轮对运行品质的影响.     

磁流变耦合轮对的研究

简述了磁变流耦合轮对的设计方案。建立了磁变流耦合轮对转向架车辆的动力学计算模型。利用数值模拟方法对转向架的动力学性能进行了动态仿真计算。通过对传统固定轮对转向架、独立车轮转向架、磁变流耦合轮对转向架动力学性能的分析比较，认为合理选取转向架前后轮对的耦合度可以有效提高转向架的动力学性能。     

轮对不对称磨耗对车辆动力学性能的影响

高速列车服役过程中,轮对的不对称磨耗对车辆的动力学性能有重要影响。文中采用多体动力学方法,建立车体动力学模型,通过仿真计算研究了轮对不对称磨耗对车辆动力学指标的影响,得出如下结论：随着轮径差的增大,车辆的稳定性、平稳性及曲线通过性能等都有不同程度的下降。因此,高速列车服役过程中应加强轮对状态检测,以保证列车运营的安全性。     

接头组对间隙对激光电弧复合焊背部成形的影响

以转向架构架常用材料S355作为试验材料,采用激光-MAG复合焊方法,研究了打底焊时接头组对间隙对背部焊缝成形的影响。通过0~1.2 mm范围的6组不同的组对间隙试验得出,在其他参数不变的情况下,组对间隙对背部焊缝成形具有显著影响。背部焊缝宽度的平均值随着组对间隙的增加先增大后减小,余高平均值随着接头组对间隙的增加而逐渐减小;间隙为0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm时背部成形良好,且宽高比与接头间隙呈正相关。0~1.2 mm为可应用的接头组对间隙范围。