转a型转向架提速改进方案的研究

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1、文章编号:100124632(1999)0320001210转型转向架提速改进方案的研究8A黄强吴铎(铁道部科学研究院)摘要:文章从不利速度区、轮对定位、摇枕侧架摩擦副、转向架与车体、新旧车辆、车辆与线路等几方面分析了阻碍转8A型转向架提速的原因,并提出了包括无导框轮对定位结构、新型橡胶承载鞍、两级刚度弹簧、新型斜楔、常接触弹性旁承等措施的不同组合的改造方案。文章最后还提出了试验研究的工作步骤。关键词:货车转向架提速不利速度区中国分类号:U270133文献标识码:A1前言由于单独提高旅客列车行车速度而不提高货物列车的运行速度,则会影响该线

2、路上的运能发挥。因此在提高旅客列车行车速度的同时,也应提高货物列车的行车速度。客车与货车均需在同一条线路上运行就成为在既有线上提速的一个重要问题。在客车提速已经在四大干线全面铺开的情况下,的要求而阻碍了铁路的全面提速。货车由于转8A型转向架不能适应提速1996年铁道部科学研究院曾对装用转8A转向架的货车可否提速进行了一系列的论证和试验研究,随后,在“三大干线客货列车提速技术装备的技术条件研究论证报告”中对货车提速提出了结论和建议。根据所提出的结论和建议,我们开展了对转8A型转向架的改进研究工作。2阻碍转8A转向架提速的原因分析目前绝大部分

3、使用转8A型转向架的货车构造速度都号称100km·h-1。但是从多次动力这些货车的运行速度大致应限制在空车80km·h-1、重车100km·学性能试验的结果看,h-1为宜。其原因归纳为以下几点。211关于“不利速度区”在多次对C62型(包括C62A、C64等)敞车所做的动力学试验中,我们发现该车的响应有如图1、图2的形式。收稿日期:1999203215黄强研究员铁道部科学研究院机车车辆研究所北京1000812中国铁道科学第20卷图1C62空车横向力平均值图2C62重车横向力平均值从图1、图2中可以看出,装用转8A型转向架的货车存在有“不利

4、速度区”,而且它的“不利速度区”在90km·h-1左右。即在该速度区中车辆的动力学性能指标急剧恶化。货车由于采用干摩擦减振装置,各车的性能差别很大,有些车的“不利速度区”为85km·h-1～95km·h-1,而某些车的“不利速度区”则为80km·h-1～100km·h-1范围中。因此,速度提高至超过80km·h-1时应该谨慎。由于存在“不利速度区”,人们往往希望运营速度避开“不利速度区”,以保证运行安全,使货物的破损程度降低和车辆状态不会很快变坏。若不利速度与构造速度两者之间的差距较大的话,运营速度就可以安排在不利速度区以上。而不利速度与

5、构造速度两者之间的差距较小的话,运营速度就无法在两者之间选择,只好安排在“不利速度区”以下,这样就会影响运输能力。而目前的现实情况是货车在提速过程中,货车的构造速度为100km·h-1,不利速度区为85km·h-1～95km·h-1之间。现在所需的提速运营速度恰恰是处于“不利速度区”范围内。对于新设计车辆应以移开“不利速度区”为主,可以从车辆整体出发通过调配质量分布、协调车辆几何参数来实现。对于既有车辆就不可能采用上述方法作大的调整,而可变动的参数极少,况且从减少投入和缩短改造过程出发也应尽量少作改变。为此提出了两种解决方法,即对于移开“

6、不利速度区”,可以采用调整刚度参数方法(即移频法);而对于改善车辆在“不利速度区”中的动力学性能的问题,可以采用调整阻尼参数的方法(即移相法)。当运行所谓移频法是指通过改变车辆某一振型的固有频率,而使车辆动力学性能在常用速度区中得到改善。现用示意图图3来说明这一问题。图3上实线显示出车辆的响应在90km·h-1处有一凸图3响应—速度变化示意图这就表示车辆的“不利速度区”在90km·h-1前后。为了让车辆能以90km·h-1的速度峰,经常运行,应当将这一凸峰左移或者右移。最理想的当然是右移成图中虚线状。然而由于车辆的各种振型是相互耦合在一起

7、的,需要兼顾到各种振型。为改变结构固有频率可调整质量分布也可调整刚度参数。质量参数及几何参数的调整(如定距、轴距、悬挂点位置、轮径等)主要在新造车上实施。而对现有车作调整只能利用与刚度有关的部分参数,即通过在对©1994-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第3期转8A型转向架提速改进方案的研究3刚度有影响的几个参数中选择有一定灵敏度的参数作适当的调整来获得移频的效果。所谓移相法是指通过调整车辆的部分阻

8、尼参数,使车辆在某一频率的激扰下的响应适当衰减而使结构趋于稳定。由于阻尼参数在响应的相位项上出现,所以这里将调整阻尼参数的方法称为移相法。由以上分析可以发现:一方面必须改变转8A转向架的刚度,