160km/h接触网检修作业车转向架的设计

摘要

自从电气化铁路问世以来，其不断提高的运行速度、逐渐增加的牵引功率和能量利用率，使其成为带动区域经济发展的重要引擎。在改善自然环境、调整经济增长方式和淘汰落后产能的压力下，高速铁路成了各地政府进行基础投资建设的首选。最近两年，我国每年都有7000多公里新建电气化铁路通车，并且今年也将继续保持这种建设规模。可以预见我国大力发展的电气化铁路必将为快速稳健增长的市场经济保驾护航，后期也将拉动更多产业，催生更多与之相配套的高速工程作业机械，以满足高速铁路运营维护的需求，其中就包括160km/h接触网检修作业车。
　　160km/h接触网检修作业车是兰州交通大学测控技术研究所和兰州立盛达铁路新技术有限责任公司联合研发设计的接触网检修作业车，可对电气化铁路接触网进行检修，必要时也可进行架线作业。本论文针对160km/h接触网检修作业车转向架进行了设计和相关计算论证，可将主要工作归纳为以下六个部分：第一部分，介绍了国内外接触网检修作业车的概况，以及客货用转向架的发展和现状；第二部分，深入工程作业车、电力机车和动车组生产现场，参观并学习了转向架的设计生产环节，完成了满足160km/h接触网检修作业车使用要求的转向架设计方案；第三部分，对所设计的转向架进行了相关动力学性能计算，主要进行了悬挂装置参数匹配计算、几何曲线通过计算、轴重转移计算及制动距离计算，并结合设计方案进行反复的分析验证，最终得到所设计的转向架方案满足作业车对转向架各项动力学性能要求的结论；第四部分，参考了TB/T2368-2005《动力转向架构架强度试验方法》中构架受力分析计算的方法，对转向架构架可能受到的超常工况载荷和模拟运营工况载荷进行计算；第五部分，利用SolidWorks实现了转向架各零部件的实体仿真建模，并完成了转向架装配体模型。结合真实的转向架构架特征，采用有限元思维对构架的装配图进行简化处理，将没有欠定义、重合和干涉等特征缺陷的3D实体导入ANSYS中进行受力分析，并根据模拟试验受力分析结果进行疲劳强度分析；第六部分，对转向架构架进行模态分析，并由分析结果得到构架相关振型的固有频率，进而对转向架结构稳定性和作业车运行安全性进行评估。
　　本文通过分析研究主流的快速转向架，提出了160km/h接触网检修作业车转向架方案，并选择H型整体焊接构架、轮盘式基础制动装置和两级车轴齿轮箱传动等结构形式作为转向架提速设计的主攻方向。通过对悬挂装置参数匹配、几何曲线通过、轴重转移及制动距离进行计算，完成方案验证和参数选取。全文通过对所设计的转向架各零部件的结构特点进行深入研究，并根据相关技术标准的要求完成了构架强度校核的过程。最终，使得转向架构架的结构强度、疲劳强度和固有频率均能满足作业车运行速度160km/h的设计要求。

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1 绪论

1.1 接触网检修作业车国内外发展状况

1.2 转向架的现状与发展趋势

1.3 论文的选题背景

1.4 本课题的选题意义、目的及目前存在的问题

1.5 论文的主要内容

2 接触网检修作业车转向架的总体设计

2.1 转向架设计思想

2.2 转向架的总体设计方案

2.3 160km/h接触网检修作业车转向架的总体结构

3 接触网检修作业车转向架的动力学性能分析计算

3.1 悬挂装置参数匹配计算

3.2 几何曲线通过计算

3.3 轴重转移计算

3.4 制动距离计算

4 接触网检修作业车转向架构架载荷计算

4.1 构架几何结构

4.2 超常载荷

4.3 模拟运营载荷

4.4 构架载荷计算

5 接触网检修作业车转向架构架强度分析

5.1 有限元法概述

5.2 构架有限元模型的建立

5.3 构架静强度分析

5.4 构架疲劳强度分析

6 接触网检修作业车转向架构架模态分析

6.1 构架模态分析

6.2 构架模态分析结果

结论

致谢

参考文献