广州地铁三号线车辆转向架动力学性能分析.pdfVIP

设计研究 铁道机车车辆工人 第7期20lO年7月 文章编号：1007—6042(2010)07—0007—03 广州地铁三号线车辆转 向架动力学性能分析 贾朋磊 巫红波 (广州市地下铁道总公司运营事业总部 广 东 广州 510380) 摘 要 ：通过列车的在线试验 ，测量列车运行过程 中的振动加速度和转向架关键部 位以及应力较 大部位的动 应力，对列车运行的平稳性和可靠性进行了评估。 关键词：车辆 ；转向架；动力学；性 能分析 中图分类号 ：U270．1 1 文献标识码 ：B 』州‘市地下铁道总公 司 (以下简称广州地铁 )三号线车辆转 向架是 国 内首条最高运营速度达到 l20km／h的地铁车辆转 向架 ，自2005年底开通 运营以来已有 4年多的时问。为 了 解列车运行过程中转向架的动力学性 能 ，选取_r三号线已经运行 了将近 25万 km的03034车进行动力学性 能测 试 ，以便较好地评定转 向架在运营过程中的稳定性及安全性 。 1 转向架的基本 结构 如图 1所示，该转向架采用无摇枕结构 ，悬挂系统 由一系悬挂系统和二 (俯视 矧【) (仰视 图) J一轮肘组件 ；2一 系‘悬挂组件 ；3一转向架构架 ；4一转 向架连接组件；5一横 向悬挂装 置 ；6一二系悬挂装置 ；7一高度调整阀联杆装置 ；8一抗侧滚扭力杆装罱 ；9一二系悬挂垂 向减振器装置 ；10一转向架制动 没备；11～转 向架配管装置；12一驱动单 7安装 装置 ；13 一 转 向架配线装置 ；14一二系悬挂上升止 挡装置 ；l5一轮缘润滑装置 。 图1 三号线动车转向架 设计研究 铁道机车车辆工人 第7期2010年7月 系悬挂系统组成 ，其中一系悬挂 由垂向减振器 、螺旋钢弹簧、导向套组成 ；二 系悬挂由空气弹簧、横向减振器 、垂 向减振器 、横向止挡 、抗侧滚扭力杆等组 成 ；构架采用 H形全钢焊接构架 ，由横梁和两侧梁组焊而成。 该转向架的最高运行速度为 】20km／h，转 向架轴距为230011}nl，车轮 直径 (新轮)840／[11／I，最大轴重 14t，转 向架中心距为 I2600mm。 2 动应力测试基本 内容以及方法 此次测试分别在正常运 营载客情况下和 AW3工况下进行 ，以便对转 向架进行更全面的评估。动应力测试采用单 向应变片和三向应变片 ，共采 集 75个通道的数据 。应变片布置在转向架 的应力集中部 位 以及关键部位 如电机悬挂座 、齿轮箱吊杆座、牵引拉杆座和抗侧滚扭力杆座等位置。 动应力测试参照 《动力转向架构架强度试验方法》(TB／T2368—2005) 进行 ，试验过程设定数据采集系统采样频率为 1kHz，滤波只考虑去除50Hz 的工频 。通过雨流计数方法对试验数据进行整理和计算 ，取得各测点 的一 对最大主应力和最小主应力值 ，由此算 出其应力 的幅值和应力均值 (见表 1)。对三向应 变片的测试 ，不仅计算 出每个单 向的最大主应力 和最小主应 力值 ，而且计算 出合成以后的最大主应力和最小主应力值。 表 I 部分测点测量结果 ／MPa 3 转 向架关键部位以及应力较大部位的动应力分析 一号线车辆转向架构架主要材质为 16MnDR，其删服极 限为 345MPa； 转向架齿轮箱 吊杆的材料为 16MnDR锻材，屈服极限也是 345MPa；齿轮箱 为铸钢 GS20Mn5V，该材料 的屈服极限为295MPa。各材料在最大可能载荷 或超常载荷下，采用屈服极限的运用 载荷 下的安全系数 为：无焊缝 区 1．5， ～ 8 ～ 设计研 究 铁道机车车辆工人 第7期20lO年7月 焊缝 区 1．65。 因此 ，在运用工况下测得的动应力 (为安全起见 ，构架 板材及牵引拉 杆 应力统一按焊缝 区进行考