第３１卷第１期２０１１年２月
铁道机车车辆
ＲＡＩｌ。ＷＡＹＩ，（）（＝（）Ｍ（）ＴＩＶＥ８ＬＣＡＲ
Ｖ０１．３１ＮＯ．１
Ｆｅｂ．２０１１
文章编号：１００８—７８４２（２０１１）０１－－００８６－－０４
３２ｔ大轴重交流传动机车转向架方案探讨
王坤全
（中国南车集团资阳机车有限公司，四川资阳６４１３００）
摘要从世界符国铁路重载运输的发展以及目前现状出发，分析了我网发展大轴霞交流传动机车转向架的必要性和可行性。并从大轴重机车转向架的结构、牵引方式、轮对定ｆ髓方式、一二系的悬挂方式、动力学件能、曲线通过性能和牵引性能进行了分析。得出了在不同条件下的悬挂方式和参数配置，并凡对构架强度、轮对结构强度和参数以及轮轨接触应力进行了校核。综合各种分析和论证结果，最后认为设计３２ｔ机车轴重转向架的方案是町行的，并且能够满足铁路莺载运输发展的需要。
关键词霞载运输；转向架结构；动力学；构架强度；轮轨接触应力；电机转矩
中图分类号：Ｕ２６０．３３１文献标志码：Ａ
我国在大秦铁路先后开行了２万ｔ运煤列车［１］，运输效率显著，因此，加快对于重载机车的研究，特别是对于转向架的研究应该是主要研究方向之一。
１大轴重交流传动机车转向架结构方案
大轴重交流传动机车转向架在车体和转向架之间仍然采用二系弹性悬挂装置，二系悬挂装置布置４组橡胶堆加左右两个横向减振器。考虑到机车的长交路运行在内燃机车方案中设置了一个１６０００ｄｍ３的油箱，导致了较长的机车牵引中心距。构架采用目字形箱型焊接结构。构架和轮对之间由金属螺旋弹簧、轴箱拉杆和垂向减振器（端轴）组成。在轴箱定位方式上，分别采用了单拉杆加圆锥滚子轴承（西１７７．７８７×３０１．７０１）和双拉杆加圆柱滚子轴承（＃１８０×３２０）的定位结构。在牵引方式上，一是采用美洲铁路习惯采用的八字形弹性拉杆加中心销牵引方式，二是采用低位单拉杆牵引?的方式。牵引电动机与轮对通过抱轴承连接，另一端通过一根弹性吊杆悬挂在构架上，形成弹性半悬挂结构。
由于巴西铁路公司曾经向南车资阳有限公司表达过购买大轴重机车的意向。因此，在转向架的结构方案中，轨距主要是以巴西铁路１６００ｍｍ宽轨兼顾我国标准轨距而进行的。以下是转向架结构方案的技术参数：轴式Ｃｏ—Ｃｏ；
轴距２３００＋２０００ＩＴｌｍ；
轨距
轴重
最大运用速度
两转向架中心距
轮径‘通过最小曲线半径
弹簧悬挂装置总静挠度
一系弹簧＋橡胶垫静挠度
二系弹簧静挠度
构架相对于车体自由横动量
轴箱相对于构架弹性横动量
轮对相对于轴箱自由横动量
牵引点距轨面高度
１００ｍ；
９６＋９—１０５ｍｍ：
９４＋２—９６ｍｍ：
９ｍｍ；
±３０ｍ／ｎ！
士８ｍｍ（双轴箱拉杆），
１．５＋１８＋１．５（单轴箱
拉杆）；
士０．５＋１０＋０．５ｍｍ（双
轴箱拉杆），
土０．４ｍｍ（单轴箱拉
杆）；
５００ｍｍ（低位单牵引
杆）１０１５ｍｍ（Ａ字形弹
性拉杆加中心销牵引）图１、图２显示的是两个不同牵引方式的结构方案图。
ｌ６００（１４３５）ｍｍ；
３２ｔ；
１００ｋｍ／ｈ；
１４０００ｍｍ；
１０９２ｍｍ（新轮４３”
磨耗限为３９”）；圉１八字形弹性拉杆加中心销牵引方式
王坤全（１９５３一）男．四川乐至人。高级Ｊ＝程师（收稿日期：２０１０—ｌｏ一２０）
万方数据
第１期３２ｔ大轴承交流传动机乍转向架方案探讨８７
图２低位单拉杆牵引方式
２动力学性能分析
计算模型共２３个刚体，总计７５个自由度。采用ＡＡＲ—ＲＰ一６３３ＭＳＲＰＧ—ｌＩ７６２００４标准机车踏面与ＵＩＣ６０ｋｇ／ｍ钢轨匹配的轮轨接触几何关系，线路条件：轨道不平顺采用按较差功率谱转换的时域随机不平顺线路（考虑了巴西矿山铁路的线路条件和运行现状）。用数值积分方法求解，考虑了轮轨接触几何和蠕滑关系的非线性、轮对自由横动量和轴箱横向止挡的非线性、二系横向弹性和刚性止挡的非线性以及各减振器的非线性特性。评定标准为ＴＢ／Ｔ２３６０一９３；ＵＩＣ５１８；ＧＢ５５９９－－８５。计算得出以下结论。
２．１机车的整车动力学性能
（１）理论上．机车新轮的准线性临界速度大于２００ｋｍ／ｈ．非线性临界速度为１８０ｋｍ／ｈ，满足稳定性要求。当车轮踏面磨耗以后，准线性临界速度降低，可以满足常用速度６０ｋｍ／ｈ的要求。
（２）机车的横向平稳性要视线路的情况而定，机车具有优良的横向平稳性。在计算的中等、中差和差线路（相当于美国客运速度１２８～４８ｋｍ／ｈ的ＡＡＲ４到ＡＡＲ２之间的不平顺）上，运行速度在８０ｋｍ／ｈ以下，横向平稳性指标和加速度均是优良。轮轴横向力都远远小于规定的极限值。
（３）机车的垂向平稳性要视线路的实际情况而定，在计算的中等、中差和差线路上。运行速度在７０ｋｍ／ｈ以下。垂向平稳性指标和加速度均是优良，垂向力都小于规定的极限值。
（４）机车叮以安全通过１００ｍ曲线半径。但是当曲线半径小于１００ｍ以后．各项指标迅速增大。
２．２一系轴箱单拉杆和双拉杆方案比较
（１）两种轴箱拉杆方案３２ｔ轴霞机车的准线性临界速度都大于２００ｋｍ／ｈ。理论上单拉杆方案机车的非线性临界速度为１８０ｋｍ／ｈ，双拉杆方案为１６０ｋｍ／ｈ，都ｕ『以满足机车最大运Ｊ｝ｊ速度１００ｋｍ／ｈ的要求。
（２）双拉杆方案直线运行横向平稳性指标和加速度略优于单拉杆方案，尤其在运行速度超过６０ｋｍ／ｈ以上Ｉ但是轮轴横向力略大于单拉杆方案。
（３）理论上单拉杆方案机车可以通过的最小曲线半径为１２１ｍ，双拉杆方案可以通过的最小曲线半径为１２９ｍ。降低二系橡胶堆纵、横向刚度，或者减小内、外橡胶堆纵向间距都可以有效地改善机车最小曲线半径通过性能。
（４）单拉杆方案在小半径曲线通过时，性能略优于双拉杆方案；双拉杆方案在曲线通过速度提高时和曲线半径增大时。又比单拉杆方案略具有优势。
（５）单轴箱拉杆与双轴箱拉杆方案对机车的轴重转移没有影响。
２．３单牵引杆和中心销牵引方案比较
（１）单牵引杆可以实现最佳黏着利用率９４．１２％，但是采用中心销牵引方式，机车的黏着利用率也达到９２％以上。
（２）两种牵引方案机车直线和曲线通过动力学性能差别甚微［２］。
３构架结构强度分析
构架采用ＡＮＳＹＳ软件，对大轴重２Ｃ。机车转向架构架的静强度和疲劳强度进行了分析计算。由于构架承受的载筒在机车运行过程中不断变化，计算参照ＵＩＣ６１５－４标准选取各工况．构架的板材采用Ｑ３４５一Ｅ既可保证有良好的焊接性能，又具有较高的屈服强度。并具有一４０℃良好的抗低温冲击性能。侧梁和横梁的上下盖板分别采用２０ｍｍ和２５ｍｍ的板厚，立板采用１６ｍｍ的板厚．在各受力部位均加有补强板。侧梁高度为３４０ｍｍ，宽度为２２０ｍｍ。经过分析计算，大轴重２Ｃ。机车转向架构架的静强度满足设计要求，对局部进行优化后，疲劳强度也满足设计要求。见图３、图４。
应力极限／ＭＰａ。
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圈３构架顶面部分样点的Ｇ（Ｘ）Ｉ）ＭＡＮ圈万方数据
万方数据
万方数据
32t大轴重交流传动机车转向架方案探讨
作者：王坤全， WANG Kun-quan
作者单位：中国南车集团资阳机车有限公司,四川资阳,641300
刊名：
铁道机车车辆
英文刊名：RAILWAY LOCOMOTIVE & CAR
年，卷(期)：2011,31(1)
参考文献(7条)
1.GB 5599-85.铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范
2.UIC 518铁道车辆的动力性能-安全性-线路疲劳-乘坐质量试验和认证方法
3.TB/T 2360-93.铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准
4.俞展猷轮轨接触应力的研究[期刊论文]-铁道机车车辆 2000(06)
5.王家玉;王福顺机车轮对JM、JM2、JM3磨牦型踏面及其剥离 2009(05)
6.王坤全;罗赟;张红军32 t机车转向架设计方案及动力学性能分析[期刊论文]-铁道机车车辆 2010(01)
7.钱立新世界重载铁路运输技术的最新进展[期刊论文]-机车电传动 2010(01)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/f88424786.html,/Periodical_tdjccl201101024.aspx