货车轨道转向架动力性能研究剖析.doc

货车轨道转向架动力性能研究 学 生 姓 名：任雄艳 学 号： 101523 专 业 班 级：铁道车辆四班 指 导 教 师：史富强 摘 要 铁道车辆是一种运载工具，它担任运送旅客和各种货物的任务。20世纪90年代以来，中国铁路运输能力紧张局面日益突出，社会各界对铁路“客运一票难求，货运一车难请”的呼声高涨，成为制约国民经济健康快速发展的“瓶颈”问题。为此，在逐步扩充路网能力的同时，快速提升铁路货车运行速度已成为当务之急，急需攻克提速货车关键技术，研制高可靠性的时速120公里新型铁路提速货车产品，以提高铁路货物运输能力，研制提速货车和对既有70～80km/h货车进行提速改造的首要技术关键是研制提速转向架。目 录 摘 要 I 1 转向架的结构原理及基本部件 4 1.1 转向架的作用及组成 4 2 常见货车转向架的结构特点 7 2.1 转K2型转向架结构特点 7 2.2 转K4型转向架具有摆动式转向架的主要特点: 7 3 提速货车转向架运用性能分析 9 3.1 交叉支撑转向架运用性能分析 9 3.1.1 转K2型转向架运用性能分析 9 3.1.2 摇侧架问题 9 3.1.3斜楔问题 12 3.1.4 弹簧折断问题 14 3.1.5 交叉支撑问题 14 3.2 转K4型摆式转向架运用性能分析 16 3.2.1 弹簧托板裂纹 16 3.2.2 转K4型转向架摇枕斜楔摩擦面磨耗板开焊及裂纹 17 4 动力学分析 18 4.1 轮轨相互作用 18 4.1.1 轮轨相互作用的意义 18 4.1.2 轮轨接触的非线性 18 4.1.3 轮轨相互作用的计算模型发展状况 19 4.2 轮轨的冲击振动 20 4.2.1 用落轴分析分析轨道的冲击振动 20 4.3 轨道系统的振动特性 24 4.6 车辆运行平稳性和安全性 31 4.7 转向架的蛇形运动 33 4.7.1 转向架的蛇形运动 33 结 论 40 致 谢 42 参 考 文 献 43 引 言 国内铁路货物列车转向架现状:我国铁路建国前货车转向架主要采用美国、日本进口的30t拱板型转向架，另有少量30t、40t铸钢转向架，如转 K1、转K2型。建国后借鉴前苏联货车转向架自行设计制造了50t的转K3、转K4及60t的转K6、转K8，同时还先后研制了曲梁式转K9型等。转SA转向架是在美国Barber型转向架的基础上结合我国实际情况研制的30t。原齐齐哈尔车辆工厂和铁道部科学研究院等有关单位根据生产、运用、检修和科研方面所反映的意见，对转K8型转向架进行了改进设计。改进后的转向架1966年通过铁道部鉴定，定名为转SA型，又名新转8133-361。其为铸钢三大件形式，具有结构简单、检修方便、对线路适应性好，是我国上世纪主型货车转向架，目前已运用30多年。转SA转向架设计构造速度是1OOkm/h，运用磨耗后，其实际运行速度空车在70km左右，重车在80km/h左右，上世纪末，为了适应我国国民经济建设迅速发展的需要，我国铁路自1997年起至今已进行了六次客运列车的大提速，主要铁路干线提速区段的最高运行速度己达140至160km/h，今后我国铁路旅客运输还将进一步全面提速。 由于我国铁路网基本上是客、货共线运输的铁路网，随客运速度的提高，要求货运速度相应提高，只有客、货车运行速度合理匹配，才能提高铁路运输的整体经济效益，更好地发挥铁路运输在我国国民经济发展中的作用，因此，从上世纪90年代中期，我国开展了转SA改造及开发各种新型货车转向架。转SAG转向架是齐车集团采用从美国引进交叉支撑技术，在老转SA基础上，在两侧架之间加装弹性下交叉支撑装置、采用双作用常接触弹性旁承及两级刚度弹簧、加装心盘磨耗盘来进行改造41。改造后转向架采用老侧架改造的为SAG，采用新侧架的为转SG。转SAG、转SG运用后发现交叉杆盖板产生裂纹等缺陷，达不到提速要求，因此未全面展开。目前我国对装用转SA转向架货车进行的提速改造，实际采用的是换装转K2转向架。转Kl、K2转向架是齐车集团采用从美国引进交叉支撑技术，重新研制的转向架。转Kl为中交叉支撑转向架，1998年12月，该型中交叉支撑转向架装于P65型行包快运货车，由于两交叉杆须穿过摇枕，其侧壁需开孔，检修不方便，因此只生产了50辆。转K2转向架为下交叉支撑转向架，两交叉杆不须穿过摇枕，便于检修。2004年开始，结合货车厂修对既有货车进行换装转