多功能全液压动力头式履带钻机的研发

目前,市场上全液压动力头式履带钻机虽生产厂家较多,但产品功能都比较单一,只能适应常规水井钻井施工、工程钻孔施工或常规勘查钻井施工不能满足用户对于可施工多种钻孔的多功能全液压动力头式履带钻机的需求。我中心根据水井钻井施工、工程钻孔施工和勘查钻井施工特点,研发了带动力头变速箱的多功能全液压动力头式履带钻机,实现了一台钻机满足多种钻孔施工的需求。本文介绍了多功能全液压动力头式履带钻机ST400B的总体结构和主要优点,尤其是动力头旋转水封可调偏心轮结构、以及动力头刹车盘和浮动轴所采用的特有技术。

轮轨高频激励下高速列车制动盘模态振动及疲劳损伤研究

轴装制动盘是高速列车制动系统最关键的部件,是保证高速列车在紧急情况下安全停车的重要保障。文中基于车轮多边形和钢轨波磨引发的轮轨高频激励对高速列车轴装制动盘振动进行分析,得到轴装制动盘3个方向的振动加速度时域图和频域图。在振动加速度的基础上,对轴装制动盘进行振动模态仿真,分析前6阶振动模态,最后通过疲劳理论分析轴装制动盘在振动加速度影响下的疲劳损伤和寿命。研究结果表明,轮轨高频激励对轴装制动盘的垂向振动加速度影响最大,而对横向振动加速度影响最小;由此产生振动模态从第5阶开始产生严重的变形,因此要避免共振带来的影响;整个紧急制动过程中,轴装制动盘因振动而产生的疲劳应力和疲劳损伤分布趋于一致,最后影响制动盘的疲劳寿命分布,在制动盘的内侧更容易出现振动带来的损伤。

轮轨激励下高速列车制动盘温度场及闸片磨损仿真分析

为了研究轮轨激励对制动盘温度场分布及闸片表面磨损的影响,建立了高速列车动力学模型。通过动力学仿真,得出紧急制动工况下制动盘垂向和横向振动幅值;将振幅作为输入条件,导入制动盘热-机耦合有限元模型,分析有、无轮轨激励时制动盘径向、轴向和周向各节点的温度变化规律。基于制动盘热-机耦合有限元模型,结合Umeshmotion磨损子程序,对闸片表面进行ALE车轮非线性临界速度网格自适应处理,实现闸片表面磨损深度的计算,并对比分析有、无轮轨激励对闸片表面磨损深度的影响。仿真结果表明:与无轮轨激励相比,在轮轨激励下制动盘径向、轴向和周向各节点温度降低,且周向各节点在同一时刻达到最高温度,径向和轴向各节点达到最高温度的时间缩短;闸片表面径向和周向各节点的磨损深度增大,加剧了闸片表面的磨损,减少其使用寿命。研究结果可以为更加精准地预测闸片使用寿命提供一定的参考。

制动温度对高速列车轮轴及盘轴接触应力的影响

以时速350 km动车组动车和拖车轮对为研究对象,利用ANSYS软件模拟了列车紧急制动时,轮装制动盘产生的热量在制动过程及停车后在轮盘、车轮及车轴之间的传导过程,以及轴装制动盘产生的热量在制动过程及停车后在轴盘、连接件及车轴之间的传导过程,并考虑了轮盘与车轮、车轮与车轴、轴盘与连接件、连接件与车轴之间的接触热阻,得到车轮与车轴、轴装制动盘与车轴接触位置的温度变化规律,分析了这种温度变化对过盈配合位置接触应力的影响。结果表明:制动产生的热量使车轮与车轴接触位置温度最高升至73℃,轴盘连接件与车轴接触位置温度最高升至216℃,且最高温度均出现在停车后;制动温度对车轮与车轴过盈配合位置接触应力影响较小,且并未改变应力分布规律;制动温度对轴盘连接件与车轴过盈配合位置接触应力影响较大,且明显改变了应力分布规律。

考虑轮轨蠕滑的高速列车制动非线性振动行为研究

为了揭示在制动工况下轮轨蠕滑对高速列车非线性振动的影响,考虑Polach轮轨蠕滑和盘片Stribeck摩擦,建立了高速列车盘式制动系统的3自由度非线性动力学模型,采用数值积分法求解制动系统的振动响应,并与线路试验数据进行对比,验证了模型的有效性。通过该模型进一步研究了低速下盘式制动系统非线性动力学行为,对比分析了Polach轮轨蠕滑模型与双线性轮轨蠕滑模型的差异;探究了平均蠕滑率和轨面条件对制动系统振动的影响;揭示了轮轨黏着与盘式制动系统非线性行为的相互作用机理。结果表明:相比于双线性轮轨蠕滑模型,Polach轮轨蠕滑模型受车速影响更为明显,更加符合实际服役情况;平均蠕滑率增大、轨面条件变差将导致混沌运动出现时的制动压力更小,混沌-周期振动交替出现的次数增加,制动系统振动行为更为复杂。

车轮结构对转向架区域噪声的影响

为了解车轮结构对转向架区域噪声的影响,基于RAYNOISE软件平台,建立转向架区域噪声预测模型。利用该模型,预测了转向架区域内侧及外侧各场点的噪声,分析了动/拖车车轮、车轮制动盘以及低噪声阻尼车轮对转向架区域各场点噪声的影响。预测结果表明:动车车轮、拖车车轮两种车轮结构对钢轨噪声的影响很小,而车轮噪声及转向架区域的噪声影响显著,直型辐板的动车车轮结构能较好地降低轮轨噪声及转向架区域噪声,有利于降低车外噪声。当车辆运行速度为200 km/h、250 km/h时,安装车轮制动盘有利于减小转向架区域各场点噪声,场点4位置降噪量分别达到0.4 dB(A)和0.9 dB(A)。低噪声阻尼车轮可以在一定程度上降低转向架区域各场点的噪声,三种阻尼车轮分别使场点4位置的降噪量达到8.0dB(A)、8.0dB(A)、4.6 dB(A)。

不同轮轨粗糙度激励下辐板安装式刹车盘对地铁车轮声辐射特性的影响

研究在不同轮轨联合粗糙度激励下,辐板安装式刹车盘对地铁车轮声辐射特性的影响。在数值计算中,首先根据地铁车轮的实际尺寸建立其三维实体有限元模型,基于分块兰索斯法计算其固有频率特性,基于模态叠加法计算车轮有无辐板安装式刹车盘时在轮轨名义接触点处四种典型轮轨联合粗糙度激励下的动态响应。然后由其振动结果,生成声学网格的速度边界条件,利用声学边界元法计算车轮的声辐射特征。讨论并比较在各种不同轮轨联合粗糙度激励下,在车轮显著共振峰处,辐板安装式刹车盘对车轮辐板轴向振动和车轮辐射声功率的影响。并结合辐射声场云图、声辐射指向性图,讨论辐板安装式刹车盘对车轮轴向辐射声场指向性的影响。结果表明,原车轮声辐射主要来自车轮辐板轴向贡献;在不同轮轨联合粗糙度激励下,刹车盘均能很好地抑制辐板的轴向振动并起到辐板声屏障的作用,从而对车轮的直线滚动噪声有良好的抑制作用。

碳/碳复合材料机轮刹车盘机加工工艺探讨

简述了碳/碳复合材料坯体组成、增密原理、机械性能及材料使用特性。并以飞机机轮刹车盘为例,对该材料主要机加工工序(车削加工、钻削加工)进行工艺探讨。通过对坯体受力情况和破坏形式的分析,采取相应防范措施,有效地解决了该材料机加工中出现的问题。

地铁车轮辐板安装刹车盘对其声辐射特性的影响

本文利用数值方法分析地铁车轮辐板安装刹车盘对其声辐射特性的影响。数值分析中,首先根据某新型地铁车轮的实际尺寸建立车轮的三维实体有限元模型,基于模态叠加法计算该车轮在不同激励下的动态响应。计算动态响应时考虑轮轨名义滚动圆处法向单位力、轮缘根部横向单位力和轮轨名义滚动圆处轮轨表面粗糙度等效力3种激励对地铁车轮振动特性的影响。利用有限元算得的车轮振动结果,生成声学网格速度边界条件,通过声学边界元法计算车轮的声辐射特征。分析结果表明,车轮声辐射主要来自车轮辐板轴向贡献,踏面径向贡献相比之下不显著。另外,刹车盘能起到对辐板声屏障的作用,从而衰减来自车轮辐板的噪声辐射。车轮辐板安装刹车盘后,在通过小半径曲线时,可以有效降低轮轨横向力作用下激发出的车轮轴向模态振动噪声,同时对车轮的直线滚动噪声也有一定的抑制作用。另外,刹车盘对车轮轴向辐射声场的指向性有较显著影响。

铰接式电动轮制动器连续制动温度场分析

针对铰接式电动轮制动器半径大、转速高的特点,通过对盘式制动器连续制动过程中的摩擦过程进行分析,并考虑了摩擦因数温度特性与对流换热的影响,利用有限元软件模拟了盘式制动器连续10次制动过程,得到了制动器摩擦表面温度场分布与温度在制动器厚度方向上的传递过程。

电动自行车后轮碟刹安装设计

随着电动自行车设计的最高车速的提高,对刹车系统提出更高的要求,为此提出电动车实现后轮碟刹的设想。经对后轮碟刹实现的可能性及后轮碟刹装置安装方法的分析,结果:后轮具有安装碟刹装置的空间,并可以通过改造链条齿轮或电机壳的方法来实现后轮碟刹装置的安装。

国内外铁路用金属材料的现状及进展(下)

系统介绍国内外铁路领域金属材料技术,包括钢轨、车轮、车轴、轴承、制动盘、闸片、受电弓滑板、接触导线等重要部件的技术现状及与国外存在的差距。随着我国铁路技术的发展,装备与技术的自主水平越来越高,但高速、重载列车的一些重要核心部件材料仍依赖于进口。指出我国应在引进、消化、吸收的基础上,通过自主创新,提出创新的材料设计原理和生产工艺,不断突破高速、重载列车关键材料技术,为我国铁路事业的发展提供有力保障。

国内外铁路用金属材料的现状及进展(上)

系统介绍国内外铁路领域金属材料技术,包括钢轨、车轮、车轴、轴承、制动盘、闸片、受电弓滑板、接触导线等重要部件的技术现状及与国外存在的差距。随着我国铁路技术的发展,装备与技术的自主水平越来越高,但高速、重载列车的一些重要核心部件材料仍依赖于进口。指出我国应在引进、消化、吸收的基础上,通过自主创新,提出创新的材料设计原理和生产工艺,不断突破高速、重载列车关键材料技术,为我国铁路事业的发展提供有力保障。

中国高速铁路几个重要零件的精锻成形

介绍了为适应高铁对轨道及列车提出更高安全性、可靠性和舒适性要求,当前国内高铁某些重要零件采用的精密锻造成形工艺、无切削全纤维模锻成形工艺及一次加热模锻成形自动化操作工艺;概述了高铁车轮锻压技术研究进展和高铁车轴的径向锻造工艺和楔形模横轧工艺。此外,文章还介绍了高速列车制动盘锻压技术的研究现状。

米轨动车组动力转向架基础制动装置型式选择

对各种常用基础制动在马来西亚米轨动车组动力车上的适应性进行了分析,确定采用轮盘制动的基础制动形式。但米轨轮对内侧距小,轮盘制动装置布置困难。通过对牵引电机、联轴器、齿轮箱、基础制动单元结构进行优化设计,解决了米轨动车组动力车轮盘制动布置的难题。

120km/h交流货运电力机车轮盘制动单元研制

介绍了用于 12 0km/h交流货运电力机车轮盘制动单元结构、作用性能 ,重点论述了轮盘制动单元研究、设计、试验等内容。

基于复特征值法的轮盘制动尖叫噪声研究

有限元法预测制动尖叫噪声较为成熟的方法是复特征值法。本文建立了轮盘基础制动装置的模型,运用复特征值法分析了摩擦系数、闸片材料的杨氏模量和泊松比对制动尖叫噪声发生趋势的影响。研究发现:降低闸片与摩擦盘之间的摩擦系数可以显著降低出现制动尖叫噪声的可能;适当增加闸片的杨氏模量可以有效抑制制动尖叫噪声;改变闸片材料的泊松比对制动尖叫噪声有一定影响,但效果并不明显。

160km/h交流传动客运电力机车制动系统

为保证160km/h交流传动客运电力机车可靠运行,空气制动系统采用微机控制式CCBII电空制动机,轮盘式基础制动装置,并采用了纯空气备用制动,列车电空制动,双管供风,空气防滑器等技术,通过对制动盘进行热负荷仿真计算选择热容量大的铸钢盘以满足机车设计要求。

特大型电动轮矿用自卸车联合制动特性研究

为了研究特大型电动轮矿用自卸车下坡联合制动时的制动特性,分析联合制动时电阻栅能耗制动及液压多片湿盘式制动器制动功率的分配,以湘电重装满载整车重量达520 t的自卸车为研究对象,建立了自卸车电阻栅能耗制动及液压多片湿盘式制动器联合制动系统动力学模型,利用Mtlab/simulink对该自卸车在不同下坡坡道上的紧急联合制动进行了数值分析计算,获得制动特性曲线。结果表明:初速度为30 km/h时,在不高于10%的坡度下紧急制动距离不超过21 m;平均比制动力在不同坡道基本保持不变,最高值为0.35左右;后轮比制动力大于前轮比制动力,侧滑、跑偏的可能性大于转向失控的可能性;当满载重心向后轴移动时,平均比制动力保持不变,前后轮比制动力差距减小,可有效利用地面粘着力;电阻栅能耗制动与液压多片湿盘式制动器的平均制动功率之比约为2∶3。研究表明该联合制动系统可有效减轻主制动器负荷,提高制动效能,延长主制动器使用寿命。

轮辋结构对制动盘散热性能的影响分析

汽车轮辋结构直接影响着车轮区域的气流运动,进而会对车轮制动盘散热特性产生影响。为探讨轮辋结构对制动盘散热性能的影响,文章以窄轮辋、宽轮辋和全封闭轮辋三种轮辋结构为对象,从而实现对轮辋开口面积的改变,采用计算流体动力学分析了不同轮辋结构对车轮区域流场和制动盘散热性能的影响。结果表明,轮辋开口面积的大小和制动盘的散热效率成正相关,增加轮辋开口面积会增强车轮区域的气流运动,相应的制动盘散热效果呈现增大趋势。研究结果为车轮设计和制动盘散热优化改进提供指导。