机车制动试验台机械结构设计
《机车总体结构及设计》03走行部原理及基本结构

二、轴箱定位装置结构形式 (1)固定定位
轴箱与转向架侧架铸成一体,或是轴箱 与侧架用螺栓及其其它紧固件连接为一个整体, 轴箱与侧架之间不能产生任何相对运动。
1
第三章 走行架 轮对 轴箱 弹簧悬挂元件 减振元件 驱动机构 基础制动装置
3
第一节 机车转向架概述
转向架的任务(作用):
承受重量辅体力(车体、动力装置及辅助装置); 保证黏着传递力; 缓和冲击保平稳; 通过曲线制动力。
组成:相对廉价制簧区
(6)拉杆式定位
拉杆两端分别与构架和轴箱相连,拉杆 可以允许轴箱与构架在上下方向有较大的相对 位移。拉杆橡胶垫、套分别限制轴箱与构架之 间的横向与纵向的相对位移,实现弹性定位。
(7)转臂式定位
又称弹性铰定位,定位转臂一端与圆筒 形的轴箱体固结,一端以橡胶弹性节点与焊在 构架上的安装座相连接。
(8)橡胶弹簧定位
固定定位
(2)导框式定位
轴箱上有导槽,构架(或侧架)的导框 插入轴箱的导槽内,这种结构允许轴箱与构架 或侧架之间在铅垂方向有较大的相对位移,但 在前后、左右方向仅能在允许的间隙范围内, 有相对小的位移。
导框 轴箱
导框式定位
(3)干摩擦导柱式定位
安装在构架上的导柱及坐落在弹簧托盘 上的支持环均装配有磨耗套,车辆上下振动时 磨耗套之间是干摩擦。它的定位作用是由于轴 箱橡胶垫产生不同方向的剪切变形,实现弹性 定位作用。
滚动轴承轴箱具有起动阻力小、维护方便、节油、节省有 色金属等优点,所以目前机车上均采用滚动轴承轴箱。
货车制动梁综合拉力试验台的研制

对引发电子柜预备故障相关 的电流和脉冲信号 、跳 主 断各条支路的脉冲信号进行实时监测 、存储和信息提 示。对于乘务人员确认各相关信号并结合该装置进行
有效及 时处理 ,从 而 能达 到 既确 认 故 障 处所 ,又能 防 止机破 的作用 ;对 于机 车 回段 后 一 直存 在 的 故 障则 可 以起 到快速查 找故 障 处 所 ,达 到有 效 处 理 的作 用 ;对 与 ±2 V相 关 的 电流 、 电压 传 感 器 和整 流柜 脉 冲 盒 , 4 在机车 日常检修 中可进 行 定期 的性 能 和趋 势 分 析 ,及 时发 现存 在 隐 患 的 相关 传感 器 和 脉 冲盒 而 予 以更 换 ,
A s at fr t i c a z gh s fl tcl o ov l t n b e po t n l i n ru —bekral l t n ai bt c:At a s s nl i enlno e c i o m t e e r i c i t r e ds i n l ecci rae fu ,e c o c b・ r e s tt a y n t i 0 e r c i e o c a n j a pt g c c t i i t t e ri c
[]张 2
龙 . 山3 韶 B型电力机 车 [ M]. 京 :中国铁道 出版 北
社 ,20 . 02
De e p n f l to i C bn tP oeta d S l t gL n ic i- v l me to e r nc a ie rjc n pi i ieC rut- o E c tn -
以极 大地 提高 电子 柜 预备 故 障和 跳 主 断故 障 的处 理 效
率和节约检修成本 ,如机车回段后故障现象一直存在
机车车辆整车滚动振动试验台设计

l 试验台总体方案
由于 试验 台 的试 验 目的和 对 象不 同 、设 计 技 术路 线不 同 以及投 资规模 不 同 ,出现 了几 种类 型 的试验 台 , 如滚 动 台 、振 动 台 以 及 滚 动 和振 动 相 结 合 的试 验 台 。 然 而 ,就 机 车车辆 整车 动态 运行模 拟而 言 ,最 佳方 案是 带 功率试 验 功能 的滚动 与振 动相结 合 的试验 台 。
(1)可 同时进行 多项 性能 试验 ,周期 短 ,成 本低 ; (2)可 缩 短 机 车 车 辆 的 研 发 时 间 ,节 约 研 究 经 费 ; (3)具有 良好 的重 复性 ,不受 气候 条件影 响 ; (4)可排 除各 种干扰 ,进 行单 因素 分析 ; (5)可进行 线 路 上 无 法 进 行 的 试 验 ,如 超 高 速 运 行 、蛇行失 稳 、各 种人 为 设 置 的极 端 条 件 (如减 振 器 失 效 )下运行试 验 等 ; (6)检测 方便 ,并 可 检测 在 线 路 运 行 中无 法 检 测 的运 行信 号 ,如车体振 动 的绝 对位 移等 。 正 因为机 车车辆 室 内动 态模 拟试验 台 具有上 述诸 多优越 性 ,并 且 试 验 台 已被 证 明在 基 础 研究 和 发 展创 新 的悬 挂 系 统 及 车辆 结 构 方 面 十分 有 用口 ],近 几 十 年 ,通 过 机 车车 辆 试 验 台试 验 来研 究 车 辆 动力 学 、开 发高速 机 车车 辆 已十 分普 遍 。我 国在 西 南 交 通 大学 建 立 了牵 引 动 力 国家 重 点实 验室 , 并 自行 研 制 了机 车 车辆 整 车滚 动振 动试 验 台 。 该 试 验 台于 1994年 建成 ,1995年投 入 运行 ,在 我 国铁 路 提 速 机 车 车 辆 研 发 中发 挥 了重 要 作 用 。为 了进 一 步满 足 6轴 机 车 的试 验 ,对该 试 验 台进 行 了技 术 升级 和 4轴 扩 建 6轴 改 造 ,并 于 2002年改 造 完 成 ,2003年 投 入 运 行 。所 改 造 的试验 台,不 仅满 足 6轴机 车 的试验 要求 ,同 时 增加 了米 轨车试 验 功 能 、曲线模 拟功 能和 轮 轨 力 测 试 功能 ,并预 留了滚轮摇 头 功能 。 本 文对该 试 验 台 的设 计 ,特 别 是机 械结 构 的设计 进 行介 绍 。
高速动车组制动试验台惯性飞轮结构设计

m一模 拟轴 重 , k g ;
一
中间 的基 轮盘 压装 在 飞轮 轴 上 , 左 轮 盘 与 右 轮 盘 分
别 通过 6个 螺栓 连 接到 基轮 盘两 侧 。飞 轮轴 带动 基 轮 盘旋 转 , 基 轮盘 通过 连接 螺栓 带动 左 轮盘 、 右 轮盘 旋 转 。拆 除螺 栓 , 两 侧 的左 轮盘 与右 轮 盘 可 以沿 主 轴 轴 向移 动 , 如 图 2所 示 。左 轮 盘 与右 轮 盘 脱 开 基
中, 惯性 飞 轮半径 为 0 . 8 m, 基 轮 盘 的 质量 为 3 . 2 t ,
轮盘 , 飞 轮轴 只带 动基 轮盘 旋转 , 左 轮盘 与右 轮 盘被
基金项 目: 国家 科 技 支 撑 计 划 ( 2 0 0 9 1 3 A G1 2 A 0 1 5 )
收 稿 日期 : 2 0 1 2— 0 9— 2 5
目的。
轴 重达到 1 6 t , 并 且能 够模 拟 车辆 运 行 工况 并 进 行全 速度 范 围内的空气制 动试验 , 这 就需 要可 靠 的装 置来 存储 和释放 能量 , 从 而模拟动 车组韵 负载 。选用 结构 简单 的惯性 飞轮模拟 动车组 的负载 , 可 以方 便抑 制速 度 的波动 , 便 于试验 台模拟列 车运行工 况¨ 。
工 装 设 备
『
机车车辆3 7 - 艺 第 5期 2 0 1 3年 1 0月
一
a为 轴上受 力 点到左 端 支撑 点 的距 离 ; 为轴 上任 一 点 到左 端 支 撑 点 的 距 离 , 此 处 左
凰 j f 1 _ l
— —
T 上
支 撑点设 置 为靠 近 1 . 1 7 1 t 飞轮 的一 边 。 通 过公 式 ( 3 ) 可计 算 出 最 大挠 度 点 和最 大 挠 度
HXD3型机车LOCOTROL系统操作及测试系统研制

HXD3型机车 LOCOTROL系统操作及测试系统研制摘要:随着当代科学和技术的不断发展,促进了社会和经济的不断进步,很大程度上也促进了高速铁路的发展,当前国际上最为先进的动力分布系统是LOCOTROL,该系统已经广泛地在运输领域中应用,这是一种列车通信网络的机车中心控制系统,可以更好地实现加大运营,并且很大程度地提高了高铁的运输能力,所以要对该操作系统进行充分研究和深入地分析,才能更好地使用。
关键词:HXD3型;LOCOTROL系统;操作和测试;系统研制在当前的铁路工程上,普遍运行的是HXD3型机车,这种机车有比较明显的优势,而LOCOTROL系统可以充分发挥HXD3型机车的优势。
当铁路列车中使用LOCOTROL技术时,可以在每个牵引机车上安装该系统,并通过该系统来控制牵引机车的运行,在同步运行的模式下,是由机车司机来负责操控主机车上的LOCOTROL系统,并由主控机车上的LOCOTROL系统来实现远程控制,并发送相关指令。
当前的机车制造商开发了多种中心控制系统,其中的LOCOTROL系统,是当前最先进的操作控制系统之一,目前主要应用铁路运输当中,可以显著地提高铁路运输的能力,同时在一定程度上优化了HXD3型机车。
随着我国经济的快速增长,将其应用到铁路运输部门,不仅可以有效地延长机车长度,也有效地确保了列车的运行安全,同时提高了铁路的运输能力,所以充分研究该系统,有非常重要的现实意义。
1HXD3型机车LOCOTROL系统操作和测试系统分析1.1测试系统分析当前在我国铁路上,主要运行的是HXD3型列车,在一般情况下是由两台这样型号的机车,来进行共同牵引的,并且在每台机车上,都应当装配完整的LOCOTROL系统,运用该系统对同一组合列车的两台机车,实现列车的同步牵引和制动,而这一操作过程,只需要一位司机实际进行同步操作和控制。
该系统主要由九个模块组成,但是测试平台只是属于系统的测试平台,就是将该系统上的各个模块,根据机车上的实际情况进行连线,这种连线要实际的相连接,尤其是通信和继电器接口,这两个部分需要外接口信号,所以需要经过状态模拟器,才能提供实际的机车信号,或者是提供测试台机车指令,从而实现了LOCOTROL系统与机车相脱离的状况。
1:1动力制动试验台原理及应用

最高试 验速 度
最高转 速 最大 机械惯 量 最大 制动扭 矩 最大 驱动 功率
5 3 0 k m/ h
≥3 1 0 0 r / mm 4 4 7 5 k g・ m 3 5 k N・ I n 6 1 0 k w 一4 5 ~5 0 ℃
≤4 2 m/ s
验 的要求 。同时 , 开 展 高 速列 车 摩 擦 副 各 种 物理 力 学 、 热 学及 摩擦 学等各 方 面性 能指 标 研究 也 需要 高 速 1: 1 制 动动 力 台架作 为试 验 手 段_ 2 ] 。基 于我 国铁 路 行 业 目 前 的现 状考 虑 , 中 国铁 道 科 学研 究 院从 2 0 0 8年 中期 完
动动 力试验 台架 介 绍 其技 术 条 件 、 基本原理、 主 要 组 成 与特 点及基 本应 用 。 1 1: 1制动 动力 台架 的技术 指标
负荷 超过制 动摩 擦副 所能 承受 的范 围 , 很 可 能导 致行 车 安全 事故口 ] 。为 了保证 列 车运行 安全 , 制动 摩擦 副 在装
第 3 3 卷第 3 期ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 2 0 1 3年 6月
铁 道 机 车 车 辆
RAI L W AY LOCOM OTI VE & CAR
Vo 1 . 3 3 NO . 3
J u n .
2 01 3
文章 编 号 : 1 0 0 8 —7 8 4 2( 2 0 1 3 )0 3 —0 0 1 8 —0 3
短 5年 时 问 由 1 6 0 k m/ h发 展 到如 今 的 3 0 0 k m/ h 。制 动摩擦 副在 如此 高运 行初 速度工 况下 进 行制 动 , 如果 热
的测量参 数无 线 传 输及 机 械 惯 量 自动切 换 等 多 种 先 进 技术, 是 当今 世界试 验速 度最 高 、 试 验 功能 最全 、 技 术 含 量 最高 的铁 路基础 制动试 验 台 , 研究 手 段处 于 国际领 先 水 平 ] 。本 文针对 我 国新 建 的 5 3 0 k m/ h高速 1:1制
机车试验激振台及控制系统设计

机车试验激振台及控制系统设计作 者 姓 名: 朱赟学科、专业 : 机械电子工程学 号 : BJ07527指 导 教 师: 韩雄飞完 成 日 期: 2011.5.20摘 要本课题通过同分析机车试验平台的运动特点设计了具有2个方向自由度得机车试验 平台及控制系统。
使用有限元软件ANSYS对机车试验平台进行了静力学校核证实结构满 足设计要求,并对关键零部件油缸,键,轴承,电动机进行了设计与校核。
本课题基于 CAN总线技术设计平台运动的控制系统。
通过本课题的设计了解了机械CAD, CAE的使用, 并学习和掌握的CAN总线控制技术。
关键词:机车试验平台;ANSYS;控制AbstractAnalysis of this issue through the same motion characteristics of motorcycle test platform is designed with two degrees of freedom was the direction of test platform and the locomotive control system. Using the ANSYS finite element software test platform on the locomotive were confirmed by static checking the structure to meet the design requirements, and key parts of cylinder, keys, bearings, motors have been designed and better. The subject of design platform based on CAN bus technology motion control systems. I am learn to master the subject of mechanical CAD, CAE's use, and learn and master the CAN bus control technology by the design of this project.Key Words:motorcycle test platform,ANSYS,control目 录摘要 (II)Abstract (III)1 绪论 (IV)1.1 选题背景及其意义 (1)1.2 国内外发展趋势 (2)2 试验平台的确定 (2)3 平台架的校核 (4)3.1 平台架的形式 (4)3.2 平台架尺寸的确定 (5)3.3 平台架强度校核 (5)3.3.1有限元简介……………………………………………………… . 63.3.2有限元求解思路 (6)3.3.3 单元类型选择………………………………………………………… .63.3.4 物理模型创建 (9)3.3.5 模型校核求解……………………………………………………… .133.4 平台稳定性校核 (14)3.41 水平运动平台校核 (14)3.4.2 垂直运动平台校核 (16)4 液压缸的设计计算 (18)4.1.1 水平油缸 (18)4.1.2 有刚工作压力 (19)4.1.3 缸筒强度 (19)4.1.4 活塞杆强度………………………………………………………… 19.4.1.5 活塞杆稳定性 (19)4.2 垂直油缸 (19)4.2.1 垂直油缸工作压力 (20)4.2.2缸筒强度 (20)4.2.3活塞杆强度 (20)4.1.5活塞杆稳定性 (21)5液压系统方案…………………………………………………………………… 21.5.1 执行元件形成的分析与选择…………………………………………………21.5.2 油路循环方式的分析和选择 (21)5.3 油源类型的分析和选择 (22)5.4 调速方案的分析和选择 (22)5.5 液压基本回路的分析与选择………………………………………………….22.5.6 液压系统原理图的拟定………………………………………………………22.5.7 液压系统参数设计…………………………………………………………… 23.5.8 选择液压元件 (23)5.8.1液压泵、液压马达………………………………………………………23.5.9 液压泵站的类型与选择 (24)5.10 油箱的设计 (24)5.11 油箱容积的确定 (24)5.12 油箱附件的选择 (24)5.13 空气滤清器的选择 (24)5.14 加热器的选择 (24)5.15 吸油管出滤油器的选择 (24)5.16 精滤油器的选择 (24)5.17 管路的设计 (24)5.18 管件尺寸的确定 (24)5.19 液压管路的连接方式 (24)6. 关键部件校核 (25)6.1 销轴的校核…………………………………………………………………….25.6.1.1 水平运动球铰销轴的校核 (26)6.1.2 垂直运动销轴的校核 (26)7 控制系统设计 (27)7.1 通信计算确定 (27)7.2 控制手柄选择 (27)7.3 控制器选择....................................................28.7.4 油缸位移传感器 (28)7.5 控制系统原理 (28)8 结论 (29)参考文献 (29)致谢 (30)1 绪论1.1 选题背景及其意义随着轨道交通发展的日益成熟,越来越多的机车将被投入使用,期间不仅对 机车的制造生产有较高的质量要求,还包括对生产完毕,投入使用之前的机车的运 行测试。
摩托车防抱死装置实验台设计

毕业设计说明书(论文)中文摘要本论文论述了ABS的意义,国内外的研究情况,ABS的发展趋势,以及研究ABS试验台的必要性。
同时鉴于本课题还说明了ABS制动装置的工作原理,功能及特点,同时还简单介绍了ABS的制动压力控制,质量控制,制动时车轮的受力分析,滑移率。
试验台部分主要说明了试验台的系统结构和工作原理,工作过程,系统的飞轮设计,法兰盘设计,以及系统的加力装置,其中加力装置分为两种,砝码式的和弹簧式的,最后说明了整个装置的结构架。
关键词ABS 试验台制动装置结构。
本科毕业设计说明书(论文)第I 页共I 页毕业设计说明书(论文)外文摘要Title The Design of Test-bed of Anti-Skid Brake System device of The MotorcycleAbstractThis discourse discuss the ABS's significance, demestic study and overseas study about ABS, the history of ABS and the necessary of the ABS's study. The discourse discuss the ABS's work principle, function and traits,at the same time ,it discourse the ABS's control of the pressure, mass ,the analyseof the wheel's mechanics, the slippage rate. The part of the test-bed mainly discuss the framework of the test-bed, its work's principle ,work's process, the design of the system's flywheel and the flange, and the system's add force device, which is divide into two kinds, the form of the weight and the form of spring .At last it shows that the frame of the whole device.Keywords ABS Test-bed Device Frame本科毕业设计说明书(论文)第II 页共II 页目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 国外研究概况 (2)1.3 国内ABS的研究情况 (3)1.4 ABS的发展趋势 (3)1.5 ABS性能试验台 (4)1.6 ABS试验台的必要性 (4)2 ABS的结构及工作原理 (5)2.1 ABS的形式及工作原理 (5)2.2 ABS的功能及优点 (7)2.3 ABS控制技术 (7)2.4 ABS(防抱死)制动压力控制 (9)2.5 ABS的质量控制 (10)2.6 制动时车轮受力分析 (10)2.7 滑移率 (12)2.8 车轮制动与车轮的旋转 (13)2.9 车轮减速度和-S特性 (14)3 试验台系统结构和工作原理 (16)3.1 机械系统 (17)3.2 电机调速系统 (17)3.3 试验台的结构 (17)3.4 试验台工作过程 (18)3.5 系统的飞轮设计 (19)3.6 法兰盘设计 (21)3.7 系统的加力装置 (22)3.8 试验台结构架 (24)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)本科毕业设计说明书(论文)第III 页共III 页本科毕业设计说明书(论文)第1 页共27 页1 绪论1.1 课题背景及意义ABS是防抱死制动系统的英文缩写,其英文的全称是Anti-Lock Brake System.该系统在制动过程中可自动调节车轮制动力,防止车轮抱死以取得最佳制动效果[1]。
制动机试验台压力检测系统设计

工 装 设 备
文 章 编 号 :0 7 3 ( 0 7) 40 3 - 1 0  ̄0 4 2 0 0 -0 9 0 2
制 动 机 试 验 台 压 力 检 测 系 统 设 计
李福 胜 ,李 勇
( 州铁 路职 业技 术 学 院 ,河南 郑 州 4 0 5 ) 郑 502
求具 有 良好 的实 时 特 性 , 此 , 用 的 微 处 理 器 是 为 采 it 公 司的 准 l nl e 6位 单 片机 MC 8 16 c S0 9 k 。 信息 采集 计算 机 以巡检 方式 对 多路 模拟输 入 端
口逐 个进 行采 样并 进行 高速 模拟 转换 , 如图 2所示 ,
图 1 系 统 组 成 原 理
实 现对制 动机 各部 附 件 技 术性 能 的检 测 试 验 , 后 然
将 获得 的数据 资源 根据 行业 管理 条例 进行 数理 统计 整理 、 档、 建 打印等 。 信 息采 集 是 信息 采 集 计算 机 的核 心 , 在 完成 它 数 据采 集 、 基本分 析运 算 、 性修 正 、 线 温度 补偿 、 容错
压 力传 感/ 变速 器 阵 列 在 系统 中担 负 着 对 被 检 气 压 的检测 、 变换 、 距 离 传输 等 前 置 任 务 , 远 为系 统
所 担 负 运 算 、 析 任 务 的 “ ”不 大 , 是 却 要 分 量 但
收 稿 日期 :0 7— 6—2 20 0 5 作 者 简 介 : 福 胜 ( 9 1一) 男 , 师 , 程 硕 士 。 李 17 , 讲 工
零 点 时漂 : .% ; ≤O 2 零 点 温漂 : 0 0 % ; < .2
信号 ” 的检 测与 变换 任务 。从 系 统 的 整体 技 术 指 标
直通制动模块试验台的研制

辑
参考文献 :
[ 1 ] 严隽耄 , 傅茂海. 车辆工程I - M] . 北京 : 中 国铁 道 出版 社 , 2 0 0 8 . [ 2 ] TB / T 1 9 5 8 —1 9 8 7 , 客 车转 向架 静 强 度 试 验 方 法 E s 3 .
0
[ 3 ] 张正楠. 调 整 机 车 轮 重 的 分 析 和计 算 [ J ] . 内燃 机 车 , 1 9 9 0 ( 1 0 ) : 2 6 —
设 备 与 机 具
文章 编 号 : 1 0 0 2 — 7 6 0 2 ( 2 0 1 3 ) 0 9 — 0 0 3 3 — 0 2
铁道车辆 第5 1 卷第9 期2 0 1 3 年9 月
直 通 制 动 模 块 试 验 台 的 研 制
周 胜 平 , 梁 亚 军 , 王 明 海。
( 1 . 武 汉 地 铁 集 团有 限公 司 合 约 法 规 部 , 湖北 武汉 4 3 0 0 3 0 ; 2 . 青 岛四 方 车 辆 研 究所 有 限公 司 工程 装 备 事 业部 , 山东 青 岛 2 6 6 0 3 1 )
安装后 可 进行各 种性 能测 试 。
部 分 和 电气部 分组 成 。气 路部 分 主要 由过 滤 器 、 调 压
阀、 球阀、 模 拟 制 动 风 缸 等 组 成 。电 气 部 分 主 要 由压
收 稿 日期 : 2 O l 2 - 1 1 — 2 3 ; 修 订 日期 : 2 o 1 3 — 0 6 — 2 5
最 简单 但误 差最 大 , 只适用 于线 性 弹簧 ; 后 2 种 算法 结 果更 加 准确 , 尤其 是第 3种 算 法 更 能直 观地 显 示 出一 系弹簧 的 刚度 曲线 , 实 用 性 更 强 。3种 算 法 全 部嵌 入 到 了测 控程序 中 , 可 由用 户 根 据 实 际情 况 选 择 具 体 的
机车车辆滚动振动试验台及控制系统设计

由西南交通大学牵引动力国家重点实验室研制的机车车辆整车滚动振动试 验台,是目前世界上仅有的两台实现左右滚轮分别独立激振的滚动和振动想结合 实验台之一。采用先进滚动以及振动相结合的试验台的设计方案,并完成很大难 度难度的垂向、横向和滚动三维于一体的运动的精确藕合。因为只有将滚动和振 动相结合起来,这个试验台才能够动态的模拟机车车辆运行线路的情况,直接帮 助了我国机车车辆研究开发能力。滚动振动试验台实际上就是列车的线路模拟 器,通过试验台建立起真尺寸全参数,可以模拟机车车辆线路运行情况的动态氛 围,可以用来当作铁路高速、重载机车车辆研制的有效工具盒进行与轮轨振动接 触力学所相关的最基础探究的方法,实现让我国机车车辆探究开发水平进入国际 领先行列和在轮轨理论研究上取得全世界突破性进展的效果。2007年,机车车辆 整车滚动振动试验台,牵引动力国家重点实验室的机车车辆整车滚动振动试验台 是中国自主开发的大型实验台。
3 计算说明5
3.1 电动机的选择5 3.2 计算传动装置的运动和动力参数6 3.3 传动部分的设计计算15
铁路机车车辆用制动动力试验台的特点及分析

Cha a t rs is a d na y i fb a i y m i e t r c e itc n a l ss o r k ng d na c t s
计 、选 型有 一定 的助益 。
瓦或 央钳+ 力 传 感 器
图 1 机 械 模 拟 试 验 台
F g 1 M e h n c lfy e lsm ua in t s e c i. c a i a wh e i lt。 e tb n h l
收稿 日期 :2 1 —1 0 1 1—2 ;修 订 日期 :2 1 1 0 1—1 0 2— 5
0 前 言
随着我 国铁 路 在高 速 以及 重 载方 面 的发 展 ,
对 制 动器 的台架试 验提 出了更高 的要求 。 铁路 机车 车 辆用 1:1制 动动 力试 验 台 目前
1 机械模拟 台
1 1 机械 模 拟 台的主要构 成及 工作原 理 .
机 械 台如 图 1所示 ,主要 由电机 、机 械 惯量 ( 由多 片 飞 轮 组 成 ,固定 分 级 ) 、加 载 系 统 、摩 擦 力 矩测量 系统 等构成 。
be c o a l y r l ng so ks n h f r r iwa o l t c i
LIW e — o g, DONG e g s o id n F n —h u, ZHANG a g y n Gu n — o g
( hn ai a H ayM cieyR sac nitt C . t. in7 0 3 ,C ia C iaN t nl ev ahnr eer Isi e o,Ld,X ’ 10 2 hn ) o h tu a
DK-2型机车制动柜试验台通用化探讨

入、 输 出进行控制和显示 。
2 试 验 台 通 用 优 化
2 . 1 试 验 台气路 通 用化
列Hale Waihona Puke 车 电控 模 块 撒 砂 模 块
有
无
无
有
试验 台气路通用化通过 1 6 0 k m / h 机 车和铁道 部八轴机车
两个 车 型 的气 路来 举 例 讨 论 , 我们 将 制 动 系统 里 面 几个 主 要 的 气路 的管 径 及 容 积 进 行 了统 计 , 如表 l 。
一
试验台主要是 由工业计 算机 、 可编程逻辑控 制器 ( 下文 简 称P L C) 、 压力表 、 制动控制器 、 按钮 、 指示 灯 、 各型模拟 风缸 等 组成。试验 台主要包含 了2个 主要 系统 : 气 路模拟系统 、 电控 模拟系统。其 中气路系统 主要模拟机 车上制 动柜外部 管路 系
车上试验合格的制动柜数据 与相应 的制动柜 在试验 台上试 验 的数据对 比, 将此试验 台数据定为此车型制 动柜试验大纲 的数
据标准 。 通 过 对 各 个 车 型 制 动柜 不 同试 验 大 纲 的编 制 , 这 样 能 满 足
随着 轨道交通设备安全性能的要求越来越 高 , 试验作为 检
技 术 与市 场
2 0 1 4 年第2 1 卷第6 期
技 术研 发
D K一 2型 机 车 制 动 柜 试 验 台通 用 化 探 讨
陈 智,沈 剑,崔晓萌
( 南 车株 洲 电力机 车有 限公 司,湖 南 株 洲 4 1 2 0 0 1 )
摘 要: 围绕 D K一2型机 车 制 动柜 试 验 台通 用 化 的 目的 , 通过各 车型 D K一2型机 车 制 动 柜 气 路 以及 电 气接 口的 差 异 分
6A系统综合试验台系统设计与实现

6A系统综合试验台系统设计与实现关晓晔;申宇燕;刘志杰;宋娜【摘要】从机车车载安全防护系统(简称6A系统)检修现场运用实际需求出发,基于QNX操作系统,设计了用于检测6A系统中央处理平台、各子系统板卡以及外围传感器的6A系统综合试验台,阐述了6A系统综合试验台系统的总体方案设计,详细介绍了各检测模块检测原理以及系统软件设计与实现,概述了6A系统综合试验台的测试内容.实际应用结果表明,6A系统综合试验台具有很高的自动化水平和现场实用性.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2014(034)003【总页数】6页(P88-93)【关键词】6A系统;试验台;功能试验;QNX操作系统【作者】关晓晔;申宇燕;刘志杰;宋娜【作者单位】中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U260.14+6机车车载安全防护系统(简称6A系统:ABDR:Air Brake safety monitoring and Data Record system,制动监测子系统;AFDR:Fire Alarm and DataRecord system,防火监测子系统;AGDR:Anti-Ground Detection systemfor Resistance of high voltage equipment,高压绝缘检测子系统;APDR:Appliances train Power Diagnosis and Record system,列车供电监测子系统;ATDR:Advanced Truck Defect diagnosis and Record system,走行部监测子系统;AVDR:Automatic Video Display and Record system,视频监控子系统。
铁路轴承综合性能试验台机械结构设计与仿真

架、 主轴组 成 、 径 向加载 装置 、 轴 向加 载装置 、 径 向加 载 调节 装置 、 电机 驱 动系统 、 被 试轴 承组成 以及 辅 助工装 等 。试验 台 的机械 结构 示意 图如 图 1 所 示 。试验 台采 用 液 压伺 服加 载 系统 提供 径 向及 轴 向加 载 载荷 , 整 个 系统 由伺服 控 制器 、 伺服油缸、 伺服阀、 传 感器 和液 压
辆 零部 件 的开发 还 是 质 量 检 测 , 所 需 要 的 试 验设 备 性
表 1 轴 承 综 合性 能试 验 台 主 要 性 能 参 数
能都 必 须进 行相 应 的提 升 。设计 铁 路轴 承综 合性 能试 验 台是 为 了适应 铁 路发 展 的需要 。该 试 验 台能够 对高
速 和重 载车 辆轴 承 进行 性 能试 验 , 为轴 承 的试 验 研 究 提供 必 要 的数据 和支撑 。
2 结 构 设 计
铁路 轴 承综 合 性 能 试 验 台机 械 结 构 主 要 包 括 构
收稿 日期 : 2 0 1 3 0 9 1 3
径 向加袭装置 驱动 电机及 调节装置 构架 径 向加载调节装置
基金项 目: 国家高技术研究发展计划( “ 8 6 3 ” 计划) ( 2 0 0 9 AA0 4 4 9 0 2 )
作 者简介 : 邢晓东( 1 9 7 6 一 ) , 男, 高级工程师。
图 1 试 验 台 机械 结构 示 意 图
5 结 论
在 经过 上述 的一 系列 变 位组 合工 况分 析 与联轴 节 的变 位 计算 比较 之 后 , 得 出 最 大偏 心量 值 作 为选 择 联 轴节 变 位能 力 的条 件 。工况 组 合 讨 论 和 计 算 的准 确 , 决定 了联轴 节选 用 的正确 与 否 。以上 工况 组合 条件 和 几何 模 型 的建立 与 计算 , 对 联 轴 节 变位 能 力 的正 确 选
机车定置试验台机械传动系统设计

弹性 过渡轨部 件是 2个轨道 轮之 间的桥 梁 , 不仅 要保证机 车车轮顺 利通过 , 而且在机 车各 轮与轨 道 轮
一 一
对应 后 , 要保证 浮动轨 与轨道 轮脱离 接触 。轨道
基础 底座 采用 H 2 0铸 造 结 构 , T0 由轨道 轮 的基
装 车 功 率 / W k 试 验 机 车 速 度 / m・ k h 机车长度/ m a r
1 0 30 0 0~ 0 0 ≤1 0 2 1 0 2 0 50 0~ 20 0
试 验项 牵
和 准轨 机车 的试 验 。通 过调 整 中间轮 可 以满足 窄轨
轨道 轮部 件包 括 轨 道 轮 、 轴 、 轴齿 轮 箱 、 轮 车 轴 承 及 轴承 座等 零部 件 。轨道 轮模 拟 钢轨 由被试 机 车 的车 轮 带 动旋 转 , 道 轮直 径 为 12 1m 轮缘 与 轨 4 m, 钢 轨头 部形 状一 致 , 由于试验 是 以 6轴 车 为主 , 此 因 在 整体 的 布置 上设 计 了 6组 轨 道 轮 部 件 , 道 轮 轴 轨 承 座安 装在 移 动底 座上 , 并按 被试 车 型 的轴距 排列 。 在 每个 轨道 轮 的轴 上 都 压 装 了 3个 轨 道轮 , 轴上 装 有 一个 车轴 齿 轮箱 , 用 中外 侧 一 个 轨 道 轮 固定 不 运
上替 代线 路试 验 , 至 可 以 完成 线 路 试 验 很 难 进 行 甚
础底 座 、 速 齿轮 箱 和测 功发 电机 的基 础底 座组成 。 增 移动 底座 采用 焊 接结 构 , 2种 规格 和用 途 : 有 一 种上 面 固定有 轨道 轮 部件 和 过 渡 轨部 件 ( 6组 ) 共 ,
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摘要:传统的机车制动系统的固定设备试验均在简便的试验台上进行。
但这种简单的试验台已不能满足高速铁路下机车提速的发展要求,这是由于简单的试验台不能达到高速的要求,以及惯性对制动性能的限制。
再者它不能提供机车实际运行下所必需的数据。
诸如车轮磨耗、车轮内部损伤、制动盘温度等数据,也无法提供制动闸片和制动盘的磨损情况,所以试验结果往往与实际工况下的结果有一定的不同。
而且传统的试验台大多是针对闸瓦制动,随着盘形制动的出现,以往的试验台已经无法提供盘形制动试验所需的数据,迫切需要新的试验台。
针对这一问题,本文对模拟机车实际工况的制动试验台进行了方案设计,以满足列车高速化以及惯性对制动性能的限制。
本试验台主要有电动机、联轴器、惯性飞轮组系统、支座、制动装置几个主要部分构成。
根据设计的总体方案布局,选取了电动机、联轴器等部件。
重点对试验台的惯性飞轮组进行了设计分析。
试验过程中,由于惯性飞轮的加装会使主轴产生变形,此变形会产生额外的转动惯量梁,从而对试验数据造成干扰,所以对主轴和惯性飞轮组组成的系统进行了刚度分析(即弯曲变形分析),同时用UG软件对试验台进行了三维仿真建模。
并对制动盘利用ANSYS软件进行了制动盘温度分析。
分析及设计的结果表明此试验台能够较好的模拟机车运行下的转动惯量及速度,并且刚度分析也符合标准。
关键词:制动试验台,惯性飞轮组,刚度分析,温度分布1.1国内外研究现状目前,再机车车辆制动方面,针对现场和教学的试验台只是单纯的进行机车车辆制动系统的性能综合试验机单闸性能试验,侧重于制动机检修形试验,没有考虑车辆在实际运行中,轮对速度计轴重对制动的影响。
因此对机车制动试验台的开发,设计具有重要的现实意义。
日本铁路为适应新干线提速尔研制了新型的制动试验台,该试验台包括两台试验台:“制动性能试验台”、“盘形制动试验台”。
“制动性能试验台”可做踏面制动的闸瓦的制动试验、制动盘试验,并能测试轮轨粘着力,此试验台能够适应轻量车辆至机车车辆各种车型的全能试验台。
而“盘形制动试验台”主要是针对高速列车所设计的,因为高速列车采用盘形制动,列车在高速运行下对诸如车轮磨耗、制动盘温度、制动盘闸片磨耗等各种数据要求更高,而且运行时间长,所以设计了专门的“盘形制动试验台”。
日本的这款“制动性能试验台”可以做新干线车辆单车轴重不足65t时,最高转速达3100rpm的试验。
另一台“盘形制动试验台”包括制动盘试验和高速试验。
制动盘试验的最高转速为3000rpm,相当于直径860mm的车轮速度486km/h。
高速试验可将制动盘试验的转速增加到大约2.5倍来转动试件,此外,除了做制动机试验外,日本这款“盘形制动试验台”还可以做高速旋转试验台使用。
例如预计可用于高速集电的受电弓集电靴材料的摩擦试验等[1]。
法国为了适应期高速列车的发展,特别是TGV 列车的高速,也特别研制了新一代铁路制动试验台,该新型试验台是由一个试验台架支撑着电机、轴系和试验轴的最大转速为2900r/min,能够以14000N.m的最大力矩,对初速度为500km/h 的列车实施制动[2]。
我国对制动试验台的研制起步较晚,上世纪80年代到90年代末仍借用国外简易制动试验台进行车辆制动性能的试验。
随着我国高速铁路的迅猛发展,我国客运列车在短短5年的时间内速度由160km/h提速到如今的300km/h,列车在如此高速下的制动所带来的问题也不断凸显。
为满足300km/h及以上的高速列车的制动性能的试验,我国铁道科学院从2008年中期完成530km/h高速1:1制动动力试验台架的调研,2009年完成了整个试验台方案策划及设计工作,2010年完成了试验台整体加工制造,2011年开始安装及调试工作,目前已经完成验收工作并正式投入运用[3]。
该试验台可用于高速动车组合机车车辆基础制动装置的研究性试验、性能试验和可靠性(耐久性)试验。
1.2本论文研究的主要内容本文主要对机车制动试验台机械结构的进行了设计,针对试验台的各个环节的设计过程如下:制动性能试验内容介绍了制动试验内容,主要有磨合试验、平道一次紧急制动试验,平道一次常用制动试验;,下坡道连续制动试验,静摩擦系数试验,可靠性(耐久性)试验等。
试验主要测试参数包括转速,制动初速度和制动终速度,速度变化,制动时间,减速度,闸片压力,制动扭矩,制动力,平均摩擦系数,瞬时摩擦系数等机车制动试验台主要机械结构设计根据机车制动初速度及机车轴重,计算出列车的制动离、制动力矩、车轮转速、列车的制动惯量。
根据列车的制动力矩及车轮转速确定试验台的制动矩和转速,从而推算负载功率,选择合适的电机及联轴器。
根据列车的制动惯量,确定试验台的转动惯量,从而设计符合此转动惯量的惯性飞轮组系统。
主轴的强度分析与主轴及飞轮组组成的系统刚度分析对于主轴的强度,主要分析了主轴与电机联接处及主轴与制动盘联接处;这两处存在最大应力,由于主要承受扭矩作用,故按剪切强度计算。
惯性飞轮组的自重势必会使主轴产生弯曲形变,产生一定的挠度,通过对主轴系统的简化计算主轴在飞轮组自重下的挠度,看此挠度是否符合要求。
ANSYS软件分析制动盘温度分布2.1制动力试验台综述制动力试验台是再现机车实际运行条件下,其单元制动器制动性能的试验台。
这里主要介绍试验台的内容及其工作原理;另外介绍了日本和德国的制动试验台的特点。
制动力试验台内容[3]:磨合试验—让闸片做固定速度的连续循环制动,直至闸片与制动盘的接触面积达80%以上为止。
通过磨合试验可以观察闸片与制动盘接触面是否快速吻合,制动盘温度上升均匀与否,局部是否有高温出现;能够观测每闸的制动时间,求得制动功率,了解制动盘温度与闸片磨损的关系,闸片弹性模量与车轮踏面的温度关系,了解噪声,气味、制动火花等现象及其程度;记录闸片摩擦系数的变化。
平道一次紧急制动试验—模拟机车的紧急制动。
试验最高速度为机车最高速度,对制动盘进行紧急制动,测定其闸片压力大小,制动缸压力大小;记录闸片摩擦系数随速度而变的函数曲线、制动盘和闸片的温度随速度而变的函数曲线、有效制动距离、有效制动时间和磨耗量等。
可以进行低温和常温条件下的对比试验。
平道一次常用制动试验—模拟机车的常用制动。
与上一次试验基本相同,只不过是常用制动罢了。
同样可以进行低温和常温条件下的对比试验。
下坡连续制动试验—模拟机车下坡制动状态。
记录各参数的变化情况。
功率极限试验—实际是求长大下坡道收制动功率限制的制动限速。
静摩擦系数试验—闸片在制动盘静止时加压,然后启动,记录由静止到开始转动瞬间的摩擦系数,即静摩擦系数、2.2制动力试验台的基本原理制动力试验台试验的基本原理利用储能装置,模拟机车制动时的惯性量,而这个惯量通常折算到一个制动单元,储能装置常采用惯性飞轮组;通过电机驱动主轴带动惯性飞轮组转动,从而1:1的模拟机车动能及制动能量的转化过程,实现闸片压力及机车制动摩擦副摩擦损耗性能的制动盘温度变化参数的测定及验证。
2.3日本和法国新型制动力试验台的特点法国的新型铁路制动试验台采用惯性轮作为储能装置。
其特点有两点,它设置了6个轴承座,3组试验用制动盘,可以模拟机车的一台三轴转向架。
试验更加的接近实际情况;但这样的设计使得试验台所需的转动惯量更大,使得试验台成本及占地面积变得更大。
另一个特点是它有一个扭矩计,安装在惯性轮和试验轴之间,这是它的核心装备:此扭矩计测量范围为0—20000N.m,准确度为10N.m,可以双向转动;它负责将主轴扭矩信息传递给试验台的导向装置。
此信息通过轴系和主动轴内的导线来传输,又经过旋转开关,并由光纤传递至控制装置。
试验台的惯性量模拟就是根据这些信息来的,电机总是输出与制动力矩相反的力矩,以便保证执行模拟的速度和惯性指令。
另外还有一个调整到25000N.m 的扭矩限制器。
用于保护轴系,防止出现意外的超限力矩。
日本研制的“制动性能试验台”也是采用惯性飞轮组作为储能装置。
与法国的新型试验台相比较,日本的这款试验台新增了三个功能:一个是它在主轴上加装了一个轨道轮,外面配套的添加了一个横向移动装置,两个配合可以做测试轮轨粘着力,所谓粘着制动,即是吧阻止车轮转动的力传递到钢轨上,其反力及时整个车辆的制动力,作用在钢轨上的力即是粘着力,试验就是要测定这个粘着力的大小与车轮制动的关系;该设备可以强制车轮产生的滑行。
其二试验台还加装了冷水撒水、降雪装置,此装置可以模拟列车在雨雪天气、低温环境下的制动情况。
其三此实验台不仅可以做踏面制动试验,还可以做盘形制动试验,实现了一机多用。
我国在制动力试验台方面起步较晚,但取得的成果显著。
由我国铁道院研制的530km/h1:1动力制动试验台同样是采用惯性飞轮作为储能装置,它有四大特点:首先是它的机械惯量自动匹配功能,试验人员只需要在计算机上输入轮载荷,软件控制系统将会利用试验台独特的机械惯量(包括1个2600kg.m的大惯性飞轮和3个600kg.m的小惯性飞轮)进行自动匹配,如果不足,不足部分系统会利用闭环控制电机产生电模拟惯量(I-SIM)(第二个特点);它的惯性自动匹配功能是利用控制离合器的动作实现的,通过拨叉带动离合装置移动,实现惯性飞轮与主轴的结合和分离。
第二个是它的电惯量模拟特点,此试验台是把交流电机作为主电机,驱动控制系统利用特殊的控制算法实时控制主电机的转速与转矩,使得电机输出的动力特性与同等机械惯量的动力特性相一致。
从而达到电惯量模拟功能。
第三个特点是它的环境模拟系统,相比于日本试验台的环境模拟装置,我国这款试验台的环境模拟装置更加精细;首先它可以模拟常温、干燥、潮湿/降雨、低温、气流、降雪等气候条件,且这些环境参数均由计算机控制,另外造雪设备可以通过空调设备使空气的温度达到0-50℃,模拟极端条件下列车的制动。
第四个是其数据无线传输的特点,对于旋转试件如制动盘,主轴等的温度、热应力的测量采用无线遥测的方式实现,即把旋转试件上的传感器通过端子盘联接到一个无线发射设备上,这个发射装置安装在主轴上并且和主轴一起转动。
发射装置把传感器得到的信号转化为数字信号,通过无线射频将数字信号发射给无线接收装置,接收装置再将数据传输给计算机;这个系统可以方便的实现旋转件的多个通道的温度和应变测试,方便设备的维修。
2.4本试验台建立思路基于上面三台不同的试验台,可以为本试验台的方案设计拟定一个大概的思路:首先是储能装置,上面三台试验台均是采用惯性飞轮组作为储能装置,惯性飞轮组造价低廉、便于拆装和维修,所以本试验台同样采用惯性飞轮组作为储能装置。
其次为了方便扭矩的监测和控制,个人认为采用扭矩计比较方便,因为本试验台试验的速度并不是太高,所以采用扭矩计方便实惠;扭矩计安装在电机和飞轮组之间。
由于此机车大多在常温下运行,南方降雨较多比较潮湿而降雪较少,所以环境模拟装置不需要模拟低温、降雪等极端天气环境;只需要模拟降雨、潮湿、常温的天气环境即可。