30t轴重轻量化副构架式径向转向架研究

摘要

重载货车转向架作为重载铁路货车的关键部件，是制约我国重载铁路货车技术发展的主要因素之一。自2009年以来，我国先后研制了多种27t轴重和30t轴重的铁路货车，并进行了一系列的试验研究，取得了阶段成果。进一步研发和完善重载货车转向架技术，是开行适合我国国情的重载运输列车的关键，是我国铁路货车转向架技术发展的重要方向之一。
　　本文以30t轴重轻量化副构架式径向转向架为研究对象，首先，在分析和总结国内外重载货车转向架共同特征的基础上，对转向架各大关键部件进行了选型研究，确定了一种重载货车径向转向架的技术方案和性能参数。然后，对装配该转向架的煤炭漏斗车进行了动力学性能仿真分析，对转向架的稳定性、平稳性和曲线通过性能均进行了预测，各项指标均满足GB/T5599-1985的要求。在此基础上，利用对在神华铁路公司朔黄线重载线路上组织的线路动力学试验结果的分析，也验证了该转向架的优良动力学性能。在设计过程中，利用有限元法对转向架的关键零部件摇枕、侧架和副构架进行了静强度和疲劳强度的分析，其计算结果表明摇枕、侧架和副构架的静强度和疲劳强度均达到了设计要求。最后，通过可靠性试验研究也验证了摇枕、侧架和副构架等关键零部件的可靠性。
　　文章的研究成果对发展我国30t轴重重载货车转向架提供了较好的参考，同时也是一种有益的实践探索。本文研究的转向架具有很好的应用前景，对研究我国30t轴重以上的货车转向架具有重要的借鉴作用，对提高铁路货车的整体技术水平具有很高的实用价值，同时对开拓国际上的重载铁路货车市场也有积极的作用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国外重载货车转向架现状

1．2．1 Motion Control型转向架

1．2．2 Barber S-2-HD型转向架

1．2．3 Scheffel径向转向架

1．3 国内重载货车转向架现状

1．4 本论文主要工作

第2章 转向架结构设计

2．1 重载货车转向架技术特征

2．2 30t轴重轻量化副构架式径向转向架方案选取

2．2．1 副构架结构

2．2．2 轴重和轮径

2．2．3 固定轴距

2．2．4 中央悬挂减振装置

2．2．5 心盘及旁承

2．2．6 制动系统

2．3 30t轴重轻量化副构架式径向转向架主要结构

2．3．1 轮对及滚动轴承装置

2．3．2 轮对径向装置

2．3．3 橡胶堆

2．3．4 侧架组成

2．3．5 摇枕组成

2．3．6 中央悬挂装置

2．3．7 常接触弹性旁承

2．3．8 转向架集成制动装置

2．4 转向架主要技术参数

2．5 本章小结

第3章 车辆系统动力学性能分析

3．1 计算内容

3．2 计算模型和计算原始参数

3．2．1 计算模型

3．2．2 计算原始参数

3．3 车辆动力学性能评定标准

3．3．1 轮轨横向力标准

3．3．2 轮轴横向力标准

3．3．3 脱轨系数标准

3．3．4 轮重减载率标准

3．3．5 倾覆系数标准

3．3．6 运行平稳性标准

3．4 车辆运行稳定性计算

3．4．1 计算原理

3．4．2 蛇行失稳临界速度计算结果

3．5 车辆直线运行性能计算

3．5．1 计算原理

3．5．2 车辆运行平稳性计算结果

3．5．3 车辆直线运行安全性计算结果

3．6 动态曲线通过性能计算

3．6．1 动态曲线通过性能计算原理

3．6．2 动态曲线通过性能计算结果

3．7 本章小结

第4章 线路动力学试验

4．1 试验方法

4．1．1 运行稳定性

4．1．2 振动加速度及运行平稳性

4．2 试验评定标准

4．2．1 运行稳定性

4．2．2 运行平稳性

4．3 试验结果

4．3．1 空车试验结果

4．3．2 重车试验结果

4．4 仿真结果与试验结果的对比分析

4．5 本章小结

第5章 结构可靠性分析及试验研究

5．1 结构可靠性分析

5．1．1 结构及有限元模型

5．1．2 载荷工况及结构可靠性评定标准

5．1．3 计算结果评定

5．2 结构可靠性试验研究

5．2．1 侧架静载荷试验

5．2．2 摇枕静载荷试验

5．2．3 侧架疲劳强度试验

5．2．4 摇枕疲劳强度试验

5．2．5 副构架疲劳强度试验

5．3 本章小结

结论及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果