自导向转向架轴箱纵向定位刚度设计研究

相比于常规转向架,采用低轴箱纵向定位刚度,大锥度踏面轮对及附加轴间抗剪系统是自导向转向架的关键技术措施。以最佳曲线通过为目标,基于线性稳态解析详细论述Scheffel提出的轮对轴箱纵向定位刚度与其重力刚度间的匹配设计原理。结合我国25 t轴重转向架和轮轨参数,通过进行自导向转向架及其整车的非线性动态曲线通过数值分析,着重对比仿真和解析得到的轮对横移量、摇头角及轴间抗剪系统受力等结果,验证该轴箱纵向定位刚度设计方法的合理性。进一步考虑车辆其他运行性能要求,针对工程实践提出具体应用建议。

自导向转向架曲线运行轴间抗剪系统受力研究

为显著提升曲线通过性能,自导向转向架采用低轴箱纵向定位刚度和大锥度踏面轮对成为必然,从而需要额外附加轴间抗剪系统以确保足够的直线蛇行稳定性。首先,基于线性稳态解析并以最佳曲线通过为目标,论述了Scheffel提出的轴箱纵向定位刚度匹配设计原理;其次,进行非线性动态曲线通过数值仿真,验证了参数匹配条件下轴间抗剪系统处于不承载的理想工作状态;最后,组合不同轴箱纵向定位刚度和轴间抗剪系统剪切刚度参数取值,仿真分析了参数不匹配条件下轴间抗剪系统的受力变化规律,提出自导向转向架要实现最佳曲线通过,则必须采用匹配设计的轴箱纵向定位刚度,此时轴间抗剪系统仅在直线运行时承受较大载荷;若转向架其他运行性能要求采用更大的轴箱纵向定位刚度,则为确保曲线通过较大程度接近最佳性能,实际应用的参数应取匹配值的2~4倍为宜,轴间抗剪系统的剪切刚度尽量取低值,此时其在曲线运行时承受较小载荷。