重载机车102型钩缓装置动态模拟方法与动力学性能研究

该研究结合试验数据提出了重载机车102型车钩缓冲装置受压动态响应的模拟方法,并研究了该机车及钩缓装置在双机重联牵引万吨列车编组下的动力学性能。基于102型钩缓装置结构特性与受压稳钩机理,采用加权离散方法将缓冲器简化为具有相同迟滞特性的多个阻抗力元,并引入剪切刚度来考虑其相互之间的剪切效应,提出了能够准确模拟钩肩止挡和缓冲器偏压特性的102型钩缓装置动力学建模方法;进而借助子结构方法搭建了“主控机车+重联机车+货车车辆+虚拟货列”的双机重联牵引万吨列车动力学模型,其中四节机车、货车车辆之间采用钩缓装置子结构连接;通过试验数据对比修正了钩缓装置模型中离散阻抗力元间的剪切刚度,并验证了所建列车动力学模型的正确性;计算分析了线路条件、结构参数、机车电制力等对系统动力学响应和运行安全性的影响规律。结果表明:重载机车在小半径曲线上施加大电制力容易引起异常增大的轮轴横向力,危及行车安全;随着车钩最大自由转角的增大,车钩偏转角和机车运行安全性指标均呈逐渐增大趋势;机车二系悬挂横向刚度增大有助于提高机车自身的受压稳定性和减小车钩偏转角,但过大横向刚度又会增大轮轨横向动态作用。

轨道机车102型车钩缓存器安装工艺研究与设计

本文以轨道机车102型车钩缓存器为例,识别与分析了它在安装过程中易出现的问题,提出了轨道机车102型车钩缓存器安装工艺方案,该方案既能够满足102型车钩缓存器的安装尺寸要求,又能够快速完成102型车钩缓存器的安装与工艺装备拆卸,降低了返修成本,具有广泛的应用前景。

102型钩缓装置重载适应性研究

在分析重载机车102型钩缓装置结构特点的基础上,明确其受拉状态下最大自由转角大于受压状态的特点;通过唐包线重载列车实车试验数据,评价102型钩缓装置在双机重联牵引运用环境下区间运行和侧向通过12号道岔工况下的重载适应性,分析车钩最大自由转角和机车二系悬挂横向刚度对重载机车安全性的影响;采用加权离散方法,建立可模拟车钩钩肩止挡和缓冲器偏压特性的102型钩缓装置动力学子模型,基于此搭建机车位于双机重联位和中部从控位的列车动力学模型并进行验证,仿真分析102型钩缓装置在组合编组运用环境下的重载适应性。结果表明:102型钩缓装置能够适应双机重联牵引单元万吨列车的安全运用要求,在侧向通过道岔时具有较好的线路曲线方向跟随性;机车二系悬挂刚度、车钩最大受压自由转角对机车运行安全性具有明显影响;在满足现场车钩连挂需求的前提下合理控制车钩最大受压自由转角,102型钩缓装置能够适应双机组合牵引2万t列车的安全运用要求。

102型车钩与重载机车二系悬挂参数匹配研究

机车二系悬挂参数对重载车钩受压稳定性影响显著,为了探究102型车钩与重载机车二系悬挂参数的合理匹配,文章利用SIMPACK软件建立了详细的102车钩与HXD1型八轴重载机车组成的双机重联动力学模型,分析了不同计算工况下车钩力学特性与重载机车的安全性能;对比了不同车钩自由角及纵向力作用下,二系悬挂参数对机车安全性的影响。结果表明:当纵向压力较小时车钩转角稳定在自由角,机车轮轴横向力随车钩自由角及机车二系悬挂横向刚度增大而增大,与车钩纵向力无关。当纵向车钩压力增大到车钩需克服复原块预压缩载荷发生偏转时,车钩转角进一步增大,此时适当增加机车二系横向刚度有利于车钩稳定且影响较小。为保障制动工况下列车的运行安全,建议控制车钩自由角在6°以内,转向架单侧二系横向刚度范围在0.45~0.60 kN/mm;二系横向止挡间隙选择35 mm自由间隙及5 mm弹性间隙。

HXD2型电力机车重载适应性提升研究

研究并提出了HXD2型电力机车在钩缓装置、机车悬挂装置及两者之间参数匹配性等方面的重载适应性提升方案,并通过数值仿真、压钩试验、双机牵引万吨列车试验验证了该方案的有效性和机车的重载适应性。研究表明:102型钩缓装置具有更好的重载适应性,该技术提升方案能够使机车运行安全性和压钩稳定性显著提高。

HX_N5型机车用102型车钩的研制

根据美国AAR E型机车车钩以及国内机车车钩结构的特点,设计了HXN5型机车用102型车钩。文中对车钩结构不同于上述车钩的部分进行了有限元分析和试验验证,试验结果表明,研制的102型车钩满足技术要求。

重载机车与102车钩系统的相互作用关系

针对某型重载机车与102型车钩,对102型车钩在直线与曲线上的稳钩机理及其与重载机车的相互作用关系进行了理论分析,并运用建立的双机重联动力学模型,计算分析了重载机车与102车钩系统在直线、曲线上的动态运行性能.结果表明:在直线上,当纵向压钩力增加时,车钩挡肩能够限制车钩偏转,维持机车-车钩系统的稳定,使得机车车体与转向架相对位移以及轮轴横向力基本保持不变;在曲线上,连挂车钩后端处车体与车钩的相对转角大于前端,将造成连挂车钩后端挡肩先与前从板发生接触,而前端仍处在自由角范围内,且曲线半径越小,使连挂车钩后端前从板达到临界转动状态的纵向压钩力越大.机车通过400, 800 m半径曲线时,随着纵向压钩力的增加,连挂车钩后端处轮轴横向力随之增大,而前端处轮轴横向力随之减小;机车通过300 m半径曲线时,机车车体与前转向架二系止挡发生刚性接触,随着纵向压钩力的增加,连挂车钩后端处轮轴横向力明显增大,而前端处轮轴横向力基本保持不变.

一种采用102车钩牵引的重载机车转向架动力学研究初探

针对采用102型车钩的重载机车,通过优化转向架的一、二系悬挂装置参数,根据动力学仿真双机牵引万t、1+1牵引2万t以及挤压试验数据,对轮轴横向力、车钩偏转角、压钩力等指标进行评价,并就其相互的影响关系进行描述。