铁路驼峰车辆减速器设计与噪声机理分析

摘要

车辆减速器是一种铁路基础设备，应用在驼峰编组站，采用摩擦制动方式对溜放的货运车辆进行速度控制，实现车辆的自动安全连挂。随着铁路货运向重载方向发展，我国铁道部发布了新的行业标准，车辆减速器应满足25t轴重车辆的使用要求，同时提高了设备的上部限界尺寸。原有的车辆减速器一般按照21t轴重载荷设计，在运用过程中制动钳断裂问题比较突出。车辆减速器的工作噪声长期影响着铁路工作人员和附近居民的身心健康。为此，应研制新的车辆减速器，在保证对轻车的作业安全条件下，满足25t轴重车辆的使用要求，同时应进行车辆减速器噪声机理的研究，以探求有效和适用的降噪措施。
　　本文的主要研究内容如下：
　　1.分析了重力式车辆减速器工作过程中轻车跳动的原因，提出了相应的解决措施。
　　2.按照新的铁道行业标准设计了T.JK1-D50型车辆减速器。采用理论计算的方法确定了设备的制动能力，校核了缓解轻车跳动参数选择的合理性，分析了参数变化对车辆减速器噪声的影响，并计算了设备的动力风压。运用有限元分析的方法校核了制动钳的强度。
　　3.通过实验测试，验证了制动轨与车轮间摩擦系数理论计算取值的正确性。对T.JK1-D50型车辆减速器的主要受力部件进行了25t轴重载荷的疲劳试验，获得了200万次无损坏的良好效果，进而验证了设备的结构强度和使用寿命。新设备经实际使用，满足了铁路运输的需要，达到设计目标。
　　4.设计了迷宫式约束阻尼试验装置，对约束阻尼的降噪效果和T.JK1-D50型车辆减速器的降噪效果分别进行了测量，新减速器取得了约8dB(A)的降噪效果。采用声相仪测量了车辆减速器噪声的频率和位置，结果表明：被制动车辆的车轮为主要噪声源，在制动轨上附加约束阻尼没有减轻对车轮的激励作用，降噪效果不明显。在试验的基础上，结合一般摩擦噪声的研究进展，分析并确定了车辆减速器的噪声机理为以车轮为主的系统自激振动，指出了车辆减速器降噪研究的方向。

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第一章 绪论

1.1铁路驼峰车辆减速器的发展概况

1.2铁路驼峰车辆减速器的研究现状

1.3课题研究的意义和内容

第二章 铁路驼峰车辆减速器的工作原理

2.1车辆减速器的结构

2.2车辆减速器的工作过程

2.3车辆减速器的制动原理

2.4轻车跳动问题

2.5本章小结

第三章 T.JK1-D50型车辆减速器设计

3.1制动能力计算

3.2缓解轻车跳动的校核

3.3参数变化对噪声的影响

3.4适合重载设计

3.5本章小结

第四章 T.JK1-D50型车辆减速器的试验与应用

4.1制动轨与车轮的摩擦系数测试

4.2 25t轴重载荷疲劳试验

4.3整机组装试验与推广使用

4.4本章小结

第五章 车辆减速器噪声机理分析

5.1约束阻尼制动轨的降噪试验

5.2 T.JK1-D50型车辆减速器的降噪效果测量

5.3车辆减速器的噪声定位测量

5.4车辆减速器的噪声机理分析

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附 录

致谢