機車驅(qū)動裝置懸掛結(jié)構(gòu)及參數(shù)的研究.pdf

1、隨著我國鐵路運營速度的不斷提高，準高速機車普遍出現(xiàn)了橫向動力學性能較差的現(xiàn)象，與驅(qū)動裝置懸掛有關(guān)的問題時有暴露。近年國外機車工業(yè)雖然在大量新型機車上卓有成效地運用了驅(qū)動裝置彈性懸掛結(jié)構(gòu)，但仍缺乏深入的理論研究；我國對該結(jié)構(gòu)的認識還是一片空白。國外200km/h等級機車基本上是四軸(即2B0軸式)的，因此，開發(fā)我國六軸(即2C0軸式)200km/h等級新型機車面臨著巨大地挑戰(zhàn)。研究驅(qū)動裝置懸掛結(jié)構(gòu)參數(shù)和彈性懸掛機理，以及2C0軸式200k

2、m/h等級機車方案，已成為我國鐵路發(fā)展亟需解決的關(guān)鍵問題。 本文首先采用三個剛體的簡單模型，結(jié)合輪軌橫向運動的特點，針對不同軸式、結(jié)構(gòu)及參數(shù)的機車進行振動分析，通過動力學分析，闡明了驅(qū)動裝置彈性懸掛的機理：通過調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置與構(gòu)架間的縱、橫向連接剛度，可以改變驅(qū)動裝置的振動頻率，從而避開輪對橫向運動主要頻率，并將驅(qū)動裝置與構(gòu)架、輪對的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量分開，抑制了驅(qū)動裝置與構(gòu)架、輪對間動態(tài)慣性力的傳遞。 然后采用隨機不平順非線

3、性時域響應分析方法，利用多體程序SIMPACK建立機車完善的非線性模型，驗證了簡單模型分析的結(jié)果——驅(qū)動裝置彈性懸掛要求驅(qū)動裝置在構(gòu)架上的縱、橫向懸掛剛度在0.01MN/m數(shù)量級。因此采用吊桿懸掛是實現(xiàn)彈性架懸的重要結(jié)構(gòu)方式，利用吊桿傾斜產(chǎn)生的重力復原剛度作為等效剛度，吊桿長度在0.2～0.7m的范圍內(nèi)變化都可以滿足驅(qū)動裝置彈性懸掛的剛度需要。 本文比較了剛性和彈性架懸式機車的動力學性能，發(fā)現(xiàn)機車運行速度在140km/h以上時，

4、采用驅(qū)動裝置彈性架懸可以大大降低機車在直線和大半徑曲線高速運行時的輪軌橫向力，改善機車的橫向性能和電機工作條件，有效地減小機車對線路和參數(shù)變化的敏感性。運行速度越高，彈性比剛性架懸式機車有更大的優(yōu)勢。 詳細研究了2C0軸式200km/h等級機車在驅(qū)動裝置剛性和彈性懸掛時，采用電機順置與對置方案的動力學性能，說明采用驅(qū)動裝置彈性對置方案的優(yōu)越性，同時指出必須設(shè)置合理的驅(qū)動裝置止檔間隙才能保證小半徑曲線通過性能。在機車一些重要工作條

5、件，如：牽引、制動和周期不平順等時，分析了牽引桿向車體中部和端部牽引對機車性能的影響，提出在直線和大半徑曲線工況，除了進行按運行速度相應的不平順等級的隨機不平順計算外，應該采用敏感波長的周期不平順進行校核。 最后討論了軸懸式機車電機吊掛剛度、半體懸式動力車驅(qū)動制動單元懸掛剛度和耦合減振器特性。計算結(jié)果的趨勢與線路試驗結(jié)果相吻合。 本文利用了多體程序SIMPACK進行模擬分析，因而考慮了各種非線性因素和運用條件，并進行不同