“1+1”兩萬(wàn)噸組合列車(chē)模式下機(jī)車(chē)鉤緩裝置的承載特性與結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、以往，由于我國(guó)鐵路機(jī)車(chē)的牽引重量小、列車(chē)長(zhǎng)度短、機(jī)車(chē)處于列車(chē)前部，列車(chē)的縱向沖擊不足以將車(chē)鉤縱向力轉(zhuǎn)化為較大橫向力，從而對(duì)機(jī)車(chē)的運(yùn)行安全形成威脅。但在大秦線(xiàn)開(kāi)行“1+1”2萬(wàn)噸重載組合列車(chē)后，列車(chē)中最大縱向力由原來(lái)距列車(chē)前部2/3處轉(zhuǎn)移到列車(chē)中部機(jī)車(chē)(1/2)處，因此，對(duì)機(jī)車(chē)鉤緩裝置承載特性的研究就突顯出來(lái)。
　　 本文針對(duì)大秦線(xiàn)重載組合列車(chē)的運(yùn)行安全問(wèn)題，從機(jī)車(chē)的實(shí)際工況出發(fā)，在國(guó)內(nèi)首次將列車(chē)安全性理論、機(jī)車(chē)動(dòng)力學(xué)和多體動(dòng)力學(xué)

2、分析方法應(yīng)用于重載機(jī)車(chē)鉤緩裝置性能與結(jié)構(gòu)的研究，采用系統(tǒng)工程理論，將鉤緩、鉤緩與機(jī)車(chē)、機(jī)車(chē)與列車(chē)作為一個(gè)有機(jī)整體進(jìn)行了系統(tǒng)化的分析，開(kāi)辟了鉤緩裝置研究的新領(lǐng)域和新方法。提出了鉤緩系統(tǒng)的受壓穩(wěn)定性概念，并從車(chē)鉤連掛面的受壓穩(wěn)定性和鉤尾部與緩沖器前擋板之間的動(dòng)態(tài)對(duì)中控制作用等兩個(gè)層面進(jìn)行了分析。通過(guò)分析得出，當(dāng)車(chē)鉤的連接輪廓形狀、連掛間隙、三態(tài)作用、防脫連鎖裝置等在結(jié)構(gòu)不破壞的情況下，車(chē)鉤連掛面的受壓穩(wěn)定性是有保證的；具有對(duì)中控制功能的DF

3、C-E100型鉤緩裝置，能有效地傳遞列車(chē)縱向力，對(duì)大秦線(xiàn)雙機(jī)重聯(lián)牽引1萬(wàn)噸重載列車(chē)和“1+1”2萬(wàn)噸重載組合列車(chē)，將車(chē)鉤最大自由擺角確定為2.5-3.5°、最大擺角確定為12°，可滿(mǎn)足機(jī)車(chē)的最小曲線(xiàn)通過(guò)能力，使車(chē)鉤動(dòng)態(tài)對(duì)中控制功能充分發(fā)揮；確保機(jī)車(chē)鉤緩系統(tǒng)受壓穩(wěn)定性和列車(chē)的安全運(yùn)行，還應(yīng)結(jié)合列車(chē)的合理編組、機(jī)車(chē)的正確操控、電制的使用限制、線(xiàn)路維護(hù)等技術(shù)措施，合理地選用車(chē)鉤材質(zhì)、制定車(chē)鉤強(qiáng)度指標(biāo)、設(shè)計(jì)“鉤緩-車(chē)體”系統(tǒng)的強(qiáng)度梯度和優(yōu)化緩沖

4、器的性能參數(shù)。
　　 通過(guò)仿真計(jì)算得出，基于以上車(chē)鉤設(shè)計(jì)參數(shù)，在直線(xiàn)軌道上，所研究機(jī)車(chē)車(chē)鉤可承擔(dān)的壓鉤力限值為4500kN；機(jī)車(chē)以70km/h速度安全通過(guò)R300m曲線(xiàn)線(xiàn)路時(shí)可承擔(dān)的最大縱向壓鉤力為1500kN，以50km/h速度安全通過(guò)R300m曲線(xiàn)線(xiàn)路時(shí)可承擔(dān)的最大縱向壓鉤力為2000kN，以80km/h速度安全通過(guò)R600m曲線(xiàn)線(xiàn)路時(shí)可承擔(dān)的最大縱向壓鉤力為2500kN。
　　 應(yīng)用列車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)理論及系統(tǒng)分析軟件

5、，對(duì)比分析了MT-2型、彈性膠泥型和DFC-E100型鉤緩裝置的TPEE緩沖器等三種緩沖器以及TPEE緩沖器的性能參數(shù)變化對(duì)列車(chē)縱向力的影響，并對(duì)TPEE緩沖器的性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提出優(yōu)化建議。
　　 通過(guò)機(jī)車(chē)牽引單機(jī)萬(wàn)噸、雙機(jī)重聯(lián)萬(wàn)噸、雙機(jī)牽引組合萬(wàn)噸和雙機(jī)牽引組合2萬(wàn)噸及其增載的列車(chē)安全性線(xiàn)路試驗(yàn)，測(cè)試機(jī)車(chē)或相鄰車(chē)輛上的脫軌系數(shù)、輪軸橫向力、輪重減載率、車(chē)鉤縱向力以及車(chē)鉤的橫向擺角等參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：機(jī)車(chē)鉤緩裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)