齿轨车辆牵引电机布置模式及系统耦合振动特性

为探究牵引电机布置模式对齿轨车辆动态特性及齿轮-齿轨啮合特性的影响,在考虑齿轮-齿轨非线性啮合行为及其动态时变激扰和轮轨非线性接触关系的条件下,分析了不同电机布置模式下的车辆动力学特性。以Strub齿轨系统为原型,建立了齿轨车辆-轨道垂纵耦合动力学模型,研究了三种不同电机驱动形式对齿轨车辆动态特性的影响规律,并在此基础上提出了适用于齿轨车辆的牵引电机布置方案。研究表明:牵引电机双置工况下齿轮啮合力和垂向、纵向振动加速度更小;其中电机双置时齿轮齿轨啮合力约为电机后置和前置时的50%,平直段齿轮垂向和纵向加速度的最大幅值差分别为4.04和6.01 m/s^(2),爬坡段电机后置时齿轮振动加速度最大,其垂向、纵向加速度幅值比电机双置时大45%;平直线路上电机后置与前置时齿轨车辆的舒适性较好,而爬坡段牵引电机双置模式下更好;鉴于齿轨车辆主要应用于爬坡线路,且爬坡时电机双置齿轨车辆的动力学指标最好,因此建议牵引电机双置为最优布置模式。

机车牵引齿轮系统混沌运动的径向基函数神经网络控制

针对HXD2牵引齿轮系统运行性能监控需求,建立了单自由度牵引齿轮系统动力学模型并结合分岔图、相图和Poincaré截面图分别分析了阻尼系数、啮合刚度的变化对系统周期性响应的影响。基于径向基函数神经网络设计了混沌控制器,同时控制器的参数用量子粒子群算法进行优化,并通过对阻尼系数施加微幅扰动,将系统混沌运动控制为稳定的周期运动。

新型铁路机车牵引齿轮油的研究

为满足提速、重载新型内燃、电力机车齿轮润滑的需要,在原8K齿轮油的基础上,研制新型铁路机车牵引齿轮油(简称新型油)。选用精制矿物油与合成油的复合油作为新型油的基础油;采用正交方法筛选和优化抗磨剂与油性剂、抗氧剂、防锈防腐蚀剂、破乳剂和抗泡剂等添加剂的配伍。新型油改善了原8K齿轮油的运动黏度、闪点、抗泡性能和烧结负荷等技术指标。经室内理化性能综合评定,新型油的极压抗磨性、防锈防腐蚀性、抗乳化性、抗泡性等性能都达到或超过原8K齿轮油。经过在3台8K型电力机车和3台DF11及DF4D型内燃机车上为期1年的现场试验和考察结果表明:新型油的剪切安定性能优于原8K齿轮油,抗氧化、抗磨及润滑性能与原8K齿轮油相当;新型油与原8K齿轮油混合后的润滑效果与原8K齿轮油相当,两者没有相互间的不良影响。因此,新型油可以替代原8K齿轮油在我国铁路机车上使用。

高速机车牵引齿轮的参数化实体建模及其动力学分析

为解决高速机车牵引齿轮的参数化实体建模技术,提高齿轮的设计计算精度,依据渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓形成的基本原理和机车牵引齿轮的设计特点,在Pro/E软件系统下对渐开线斜齿圆柱齿轮的端面渐开线、分度圆螺旋线进行参数化建模,在此基础上构造了机车牵引齿轮的参数化三维实体模型及其传动系统模型,并应用软件分别建立了多个机车牵引齿轮传动系统的模型。结合ADAMS软件对齿轮传动系统的动力学性能进行了分析计算,为机车牵引齿轮强度的提高和参数的优化提供了基础。

SS8-Ⅱ型机车牵引齿轮的修形降噪设计

介绍了低噪声齿轮的设计方法和准则。在分析齿轮修形原理、基本参数的确定及修形方案设计的基础上,以SS8-Ⅱ型准高速客运电力机车齿轮传动为研究实例,对其进行了齿廓修形和齿向修形设计;并通过噪声检测,发现在同样条件下,修形后的驱动装置噪声的A声级可降低6~10 dB,实现较好的降噪效果。研究将对建立修形要素与振动噪声之间的直接映射关联,探寻齿轮振动噪声的最优控制策略具有重要意义。

机车牵引齿轮参数化建模与有限元仿真研究

机车牵引齿轮作为机车传动系统传递动力和控制转速的关键部件,对机车运行速度和承载转矩方面起着至关重要的作用。随着不同需求的机车设计需要,牵引齿轮参数化建模可以有效减少开发周期。介绍了一种考虑渐开线齿廓、过渡曲线的形成方程,通过程序驱动法在SolidWorks三维建模软件环境中进行齿廓建模,并以某型机车牵引齿轮为例,对齿轮进行有限元仿真,对齿面接触应力和齿根弯曲应力与理论结果对比分析,从而验证牵引齿轮设计及建模的准确性和合理性,对牵引齿轮快速设计与仿真具有重要应用价值。

机车牵引齿轮的晶界氧化控制及热处理工艺优化

为解决17CrNiMo6机车牵引齿轮在热处理工艺中出现的晶界氧化超标问题,通过相关的热力学计算,阐述了晶界氧化(IGO)的产生机理;采用BBH型前室预抽真空多用炉、金相和硬度检验对该齿轮进行了热处理工艺实验,并对产生晶界氧化的部位取样进行显微电镜光学扫描和能谱分析。能谱分析结果表明:晶界氧化产生的黑色网状物的主要成分是Cr和O,减少Cr氧化物的生成量可以降低晶界氧化的程度。分析Fe、Cr和氧化性气氛的平衡曲线,找出了影响Cr氧化物生成的渗碳工艺参数(加热期的均温速度,强渗期和扩散期的温度、碳势、保温时间),优化工艺使齿轮的晶界氧化程度很好地达到了技术要求。

沙漠仿生轮胎与普通轮胎牵引性能的对比试验

沙漠仿生轮胎是根据仿生学原理设计和研制的模拟骆驼蹄与沙地作用方式的一种新型轮胎。根据轮胎牵引性能指标,在车辆行走机构-沙地试验台上对沙漠仿生轮胎和普通轮胎的牵引性能进行了对比试验。研究结果表明,沙漠仿生轮胎比普通轮胎具有更好的牵引性能和沙漠通过性能。

机车牵引齿轮材料摩擦磨损性能试验研究

以某高速机车牵引齿轮材料42Cr Mo-17Cr Ni Mo6为研究对象,在销盘往复摩擦磨损试验机上研究接触载荷和相对滑动速度对其摩擦磨损性能的影响规律;利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌,进而分析材料摩擦磨损机制。结果表明:机车牵引齿轮材料的摩擦因数随载荷和速度的增加而降低并逐渐趋于稳定;机车牵引齿轮材料在摩擦条件下在磨损表面形成了犁沟,由于载荷和速度的增加使得犁沟间距变宽、摩擦表面更加平整,从而导致材料摩擦因数减低。

机车牵引电机齿轮故障监控报警系统的研究

内燃机车在线路上运行时发生牵引电机小齿轮松缓、大齿轮崩齿甚至牵引电机断轴后将对机车电机等关键部件造成破坏,从而引发特大行车事故。分析了牵引电机齿轮故障的原理,根据牵引电机齿轮所处的特殊位置,研制了一种新型的机车牵引电机齿轮故障监控报警装置,正确判断电机齿轮故障,及时提醒乘务员,保证机车安全行驶。

飞机牵引车刹车工况下起落架受载分析

为了保障飞机地面牵引的安全性,分析紧急刹车引起的冲击载荷对飞机前起落架下阻力臂的影响,以某型飞机为目标机型,基于Adams建立了含接触碰撞的牵引系统模型,对牵引车牵引飞机实施启动、匀速运行、紧急刹车的过程进行仿真,考察牵引载荷引起的前起落架下阻力臂载荷的变化情况,并通过理论计算和有限元方法对下阻力臂进行屈曲分析。结果表明,紧急刹车时引起的冲击载荷会破坏起落架下阻力臂的结构稳定性。

机车牵引齿轮接触应力及疲劳失效微观分析

根据20CrMnMo材料的牵引齿轮真实参数,利用ANSYS软件建立有限元模型,对其接触应力进行分析得出:最大接触应力发生在齿面接触点位置,且以等值椭圆线向外扩散,使齿面产生不同程度的微裂纹,最终导致磨损和剥落等疲劳失效形式发生;通过微观组织分析,发现剥落裂纹部分的组织受损较重,验证了有限元分析的正确性。

实车碰撞试验牵引控制系统的设计与实现

汽车碰撞牵引设备是进行碰撞试验的基础。通过对实车碰撞试验过程的分析，从控制系统设计的角度出发，介绍了其牵引控制系统的基本设计构思，该系统采用了双电机双转鼓主从控制方案，匹配ＳＩＥＭＥＮ Ｓ６ＲＡ２４数字式直流调速装置，采用一种整定ＰＩＤ模糊控制方案。实际运行表明了能够适应各种碰撞试验，具有优良的控制特性和很强的鲁棒性，满足实车碰撞对牵引控制系统的要求。

基于Romax的高速动车牵引齿轮综合修形设计

牵引齿轮修形是减小振动噪声、改善传动性能、提高乘客舒适度的常见方法。以CRH380A高速动车组G301牵引齿轮为研究对象,利用Romax软件构建齿轮副动力学仿真模型,在高速运行工况下对齿轮传动系统进行动态接触分析,基于接触斑点、啮合错位量等分析结果,提出全齿廓结合齿向的综合修形方法,并以传动误差和单位长度法向载荷变化量作为修形效果的评价指标。仿真表明,采用提出的综合修形方法,齿轮副的传动误差幅值和最大单位长度载荷分别降低了16.75%、9.80%,有效改善了齿轮的传动性能,减小了传动的啮合冲击,从而降低振动噪声,提升了乘客的舒适度。

变速工况下采煤机行星齿轮传动系统故障诊断

采煤机截割煤层时,牵引部行星齿轮传动系统处于变速工况,且行星齿轮传动系统结构复杂,导致振动信号存在多种调制现象,影响行星齿轮传动系统故障特征提取。针对上述问题,将阶次分析技术与包络谱相结合,提出了一种基于包络阶次谱分析的采煤机行星齿轮传动系统故障诊断方法。首先对行星齿轮传动系统的非平稳时域振动信号进行Hilbert包络分析,然后将非平稳时域包络信号进行计算阶次跟踪处理,转换为等角度的角域信号,最后对等角度角域信号进行快速傅里叶变换,得到信号的包络阶次谱。对该方法进行了仿真分析及基于动力传动故障诊断综合试验台的变速工况下行星齿轮传动系统故障诊断试验,结果表明:对于变速工况下的振动调制信号,阶次分析难以提取特征阶次,而包络阶次谱分析方法可有效提取其特征阶次,并实现了行星齿轮传动系统故障准确诊断。

弹性架悬式驱动装置的研究

研究了驱动装置刚性架悬式电力机车及驱动装置弹性架悬式电力机车的动力学性能,结合交流传动高速转向架的动态特性对弹性架悬式驱动装置的齿轮箱和悬挂横梁进行了结构强度分析研究。结果表明,驱动装置弹性架悬式机车的动力学性能优于刚性架悬式机车,其在高速客运机车上具有明显的技术优势;并且弹性架悬式驱动装置主要部件可适应高速转向架的动态特性,满足其对结构强度的要求。

基于ZigBee和GPRS技术的列车远程监测系统设计

基于ZigBee技术组网、GPRS技术远程传输、labVIEW软件平台编写上位机软件,设计了城轨列车牵引电机及齿轮箱远程监测系统,实现了列车牵引电机和齿轮箱三维加速度及温度的网络化实时采集和数据远程传输。试验测试表明,该系统采集数据准确、数据传输实时性较好,能够完成列车运行状态的远程连续监测。

高速列车轴承和齿轮的润滑

良好的润滑是高速列车安全运行的基本保证,介绍了高速列车轴承和牵引齿轮的润滑情况和润滑剂。随着列车速度的提高,轴承和牵引齿轮的负荷和温度也升高,要求轴承和牵引齿轮润滑剂的性能不断提高,甚至必须使用合成润滑剂才能满足润滑要求。国外在这方面已做了大量的工作,值得我们借鉴。

TD机车牵引齿轮润滑脂

通过对基础油、稠化剂和添加剂的考察,制备了TD机车牵引齿轮润滑脂,该润滑脂的P_D值达6067N,可在-30℃～120℃的温度范围内使用。行车试验表明:TD机车牵引齿轮润滑脂能满足机车牵引齿轮的润滑要求。

基于灵敏度分析的无极绳连续牵引车传动系统的可靠性优化设计

建立了基于灵敏度分析的连续牵引车封闭行星齿轮传动的稳健可靠性优化设计模型,包括设计变量、目标函数和约束条件的建立。运用遗传算法,通过Matlab求得封闭行星齿轮的稳健可靠解,并对结果进行了分析。