32t轴重机车横向止挡参数优化分析

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1、第３２卷第１期铁道机车车辆Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．１２０１２年２月ＲＡＩＬＷＡＹＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ＆ＣＡＲＦｅｂ．２０１２文章编号：１００８－７８４２（２０１２）０１－００２６－０４３２ｔ轴重机车横向止挡参数优化分析宋昊１，罗贇１，王坤全２（１西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都６１００３１；２中国南车集团资阳机车有限公司，四川资阳６４３１００）摘要为了研究一、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

2、。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。关键词大轴重机车；动力学；参数优化；横向止挡中图分类号：Ｕ２６０．３３１＋．６文献标志码：Ａ随着我国铁路的发展，实现重载运输以及适当提速轴箱拉杆以及垂向减振器组成；二系悬挂为４点支撑的是提高铁路运输能力的有效途径，要达到牵引重载列车橡胶堆配横垂向减振器。机车的具体结构、自由度及广的要求，机车必须具有非常大的牵引力，而增加轴重是

3、义坐标参见文献［３］，机车采用单轴箱拉杆和中心销牵提高机车牵引力的有效方式之一，我国正在大秦线上运引，图１是在ＳＩＭＰＡＣＫ中建立的６轴机车物理模型。行的ＨＸＤ１、ＨＸＤ２大功率机车采用了２５ｔ轴重，国内已轨道不平顺按差功率谱转换的时域随机不平顺线路，横［１］经研发了大轴重货车转向架。向不平顺比ＡＡＲ２略好，垂向不平顺比ＡＡＲ２略差。轴重的增加有效地提高了机车的牵引力，也带来了图２是机车一二系横向止挡示意图以及一系横向诸如轮轨力增大等一系列技术问题。合理的机车设计止挡非线性特性曲线。（ｃ）图中０．４ｍｍ为机车轴箱自参数可以尽可能降低轮轨动作用力。此前有文献［２］针对２３ｔ、２５ｔ、３

4、０ｔ不同轴重以及一二系悬挂参数对重载机车动力学性能的影响进行了理论分析。文献［３］针对巴西铁路对３０ｔ以上轴重机车的需求，在比较了单拉杆和双拉杆轴箱定位方式，以及单牵引拉杆和中心销牵引方式的动力学性能基础上，提出了３２ｔ轴重机车３轴转向架初步设计方案。文献［４］对３２ｔ轴重机车的转向架总体方案进行了探讨。本文在文献［３］基础上，进一步图１机车在ＳＩＭＰＡＣＫ中的物理模型从参数优化的角度分析了一系横向弹性间隙和止挡刚度，以及二系止档结构参数对大轴重机车动力学性能的影响，得到合理的参数范围，以实现机车稳定性、直线平稳性以及曲线通过性能的理想配置，为大轴重机车转向架设计提供参考。１计算模型

5、２Ｃ０轴式内燃机车由车体、２台构架、６台牵引电动机和６个轮对组成。由于机车运用线路较差（考虑巴西１－构架横梁；２－一系止挡；３－轴箱；铁路线路条件和运行状况），因此３２ｔ３轴转向架机车４－车轴；５－车轮。采用一系软二系硬的悬挂装置，一系悬挂由钢圆弹簧、图２（ａ）一系横向止挡示意图宋昊（１９８７—）女，四川成都人，硕士生（修回日期：２０１１－０８－１０）第１期３２ｔ轴重机车横向止挡参数优化分析２７１－车体；２－二系止挡；３－转向架构架；４－一系止挡；５－轴箱；６－车轴；７－车轮。图２（ｂ）二系横向止挡示意图图３端轴一系横向弹性间隙和止挡刚度对机车直线性能的影响图２（ｃ）一系横向止挡非线

6、性特性由间隙，轮对和构架间相对位移超过弹性间隙后，一系止挡开始作用。２一系弹性间隙和止挡刚度优化分析通过在轴端设置弹性横动装置有助于改善机车动［５］力曲线通过性能，但对机车直线运行性能也有一定的影响，机车直线运行时计算结果表明，一系横向止挡处最大位移已经远远超过轴箱自由间隙，因此需要通过研究一系弹性间隙和止挡刚度的不同参数值对机车动力学性能的影响，得到相对最优值。２．１端轴一系横向弹性间隙和弹性止挡刚度首先分析一系横向弹性间隙和弹性止挡刚度对机车直线运行性能的影响。由于机车运用线路较差，通常最高运用速度仅为６０ｋｍ／ｈ，因此直线工况分析采用８０ｋｍ／ｈ的速度。图３是机车直线运行时，端

7、轴横向弹性间隙在１～８ｍｍ，止挡刚度在５．０～１５．０ＭＮ／ｍ范图４端轴一系横向弹性间隙对围内的计算结果。结果表明横向平稳性指标略微有变机车Ｒ３００ｍ曲线通过性能的影响化，间隙在３ｍｍ左右指标最小，影响幅度在１％以下，轮轴横向力在２～３ｍｍ时最大，横向力影响幅度在图４是机车以均衡速度（未平衡离心加速度Ａｑ＝２，速度为２１．３７ｋｍ／ｈ）通过超高２０ｍｍ、缓和曲１０％以内。０ｍ／ｓ２８铁道机车车辆第３２卷线２０ｍ、圆曲线２００ｍ、半径Ｒ３００ｍ曲线时，端轴横