32t轴重机车横向止挡参数优化分析
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图 ２（ｂ） 二 系 横 向 止 挡 示 意 图
图 ３ 端 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙 和 止挡刚度对机车直线性能的影响
图 ２（ｃ） 一 系 横 向 止 挡 非 线 性 特 性
由间隙，轮对和构架间 相 对 位 移 超 过 弹 性 间 隙 后，一 系 止挡开始作用。 ２ 一 系 弹 性 间 隙 和 止 挡 刚 度 优 化 分 析
图 ６ 中 间 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙 对 机车 Ｒ３００ｍ 曲线通过性能的影响
第１期 ３２ｔ轴重机车横向止挡参数优化分析 ２９
图７ Ｒ８００ｍ 半径二系横向止挡间隙和 刚度对止挡横向位移和作用力的影响
４ 结 论 通过对３２ｔ轴重机车转 向 架 轴 端 间 隙 以 及 横 向 止
随着我国铁路的发展，实现重载 运输以 及适当提速 是提高铁路运输能力的有效途径，要 达到 牵 引重载列车 的要求，机车必须 具 有 非 常 大 的 牵 引 力，而 增 加 轴 重 是 提高机车牵引力的有效方式之一，我国 正 在大 秦线上 运 行的 ＨＸＤ１、ＨＸＤ２大功率机车采用了２５ｔ轴重，国内已 经研发了大轴重货车转向架 。 ［１］
较大。建议端轴 横 向 弹 性 间 隙 在 １～３ ｍｍ，止 挡 刚 度 在５．０～１０．０ ＭＮ／ｍ。
（２）由于该机车主要运用在 小 半径 低 速 条 件，因 此 分析机车通 过 半 径 Ｒ３００ 曲 线 时 中 间 轴 一 系 横 向 弹 性 间隙对轮轴 横 向 力 和 脱 轨 系 数 的 影 响，得 到 参 数 范 围 １６～２０ ｍｍ。
挡 结 构 参 数 进 行 优 化 分 析 ，可 以 得 出 以 下 结 论 ： （１）一系 端 轴 横 向 弹 性 间 隙 和 止 挡 刚 度 对 车 辆 横 向平稳性、脱轨系数、轮 轴 横 向 力 以 及 摇 头 角 均 有 不 同 程度 的 影 响 ，但 对 前３项 影 响 很 小 ，对 轮 轴 横 向 力 影 响
轴重的增加有效地提高了机车的 牵引力，也带来 了 诸如轮轨力增大等一系列技术问题。合理的机车设计 参数可以尽可能降低轮轨动作用力。此 前有文 献［２］针 对２３ｔ、２５ｔ、３０ｔ不同轴重以及一二系悬挂参数 对重载 机车动力学性能的影响进行了理论分析。 文献［３］针对 巴 西 铁 路 对 ３０ｔ以 上 轴 重 机 车 的 需 求 ，在 比 较 了 单 拉 杆 和双拉杆轴箱定位方式，以及单牵引 拉杆 和中 心销牵 引 方 式 的 动 力 学 性 能 基 础 上 ，提 出 了 ３２ｔ轴 重 机 车 ３ 轴 转 向 架 初 步 设 计 方 案 。 文 献 ［４］对 ３２ｔ轴 重 机 车 的 转 向 架 总体方案进行 了 探 讨。 本 文 在 文 献 ［３］基 础 上，进 一 步 从参数优化的角度分析了一系横向弹性间隙和止挡刚 度，以及二系止档结构参数对大轴重 机车 动 力学性能 的 影响，得到合理的参数范围，以实现 机车稳定性、直线平 稳性以及曲线通过性能的理想配置，为大 轴 重机车转 向 架设计提供参考。 １ 计 算 模 型
宋 昊 （１９８７— ）女 ，四 川 成 都 人 ，硕 士 生 （修 回 日 期 ：２０１１－０８－１０）
第１期 ３２ｔ轴重机车横向止挡参数优化分析 ２７
１－ 车 体 ；２－ 二 系 止 挡 ；３－ 转 向 架 构 架 ； ４－ 一 系 止 挡 ；５－ 轴 箱 ；６－ 车 轴 ；７－ 车 轮 。
宋 昊１ ，罗 贇１ ，王 坤 全２ （１ 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川成都 ６１００３１；
２ 中国南车集团 资阳机车有限公司，四川资阳 ６４３１００）
摘 要 为 了 研 究 一、二 系 横 向 止 挡 非 线 性 特 性 对 ３２ｔ大 轴 重 机 车 动 力 学 性 能 的 影 响，基 于 多 刚 体 动 力 学 软 件 ＳＩＭＰＡＣＫ 建立了６轴机车动力学模型，在实车模型基础上通过对机车在不同工况下运行的动力学性能进行 分 析， 得到横向止挡弹性间隙和止挡刚度的合理范围。研究结果表明：通过考察稳定 性、直 线 运 行 性 能 和 曲 线 通 过 性 能， 可以得出一系端轴横向弹性间隙和止挡刚度分别在１～３ ｍｍ 以 及 ５．０～１０．０ ＭＮ／ｍ 范 围 内；一 系 中 间 轴 弹 性 间 隙取１６～２０ｍｍ，二系横向止挡间隙和刚度分别在１０～１２ｍｍ 以及４．０～８．０ ＭＮ／ｍ 范围内。 关 键 词 大 轴 重 机 车 ；动 力 学 ；参 数 优 化 ；横 向 止 挡 中图分类号：Ｕ２６０．３３１＋ ．６ 文献标志码：Ａ
线２０ｍ、圆曲线２００ｍ、半径 Ｒ３００ｍ 曲线时，端轴横向 弹性间 隙 在 １～８ ｍｍ 范 围 内 的 计 算 结 果。 结 果 表 明， 间 隙 变 化 对 横 向 平 稳 性 指 标 、脱 轨 系 数 以 及 摇 头 角 影 响 甚微，对 轮 轴 横 向 力 略 有 影 响，间 隙 在 ３ ｍｍ 左 右 轮 轴 横 向 力 最 大 ，摇 头 角 最 小 。 图５是 在 机 车 以 均 衡 速 度 通 过 超 高 ２０ ｍｍ，圆 曲 线２００ｍ，半径 Ｒ３００ｍ 曲线时，端轴横向弹性间隙１．５ ｍｍ，横向弹性止挡 刚 度 在 １．０～１００．０ ＭＮ／ｍ 范 围 内 的 计 算 结 果 。 结 果 说 明 ，减 小 横 向 弹 性 止 挡 刚 度 可 以 降 低轮轴横 向 力 和 脱 轨 系 数，当 横 向 弹 性 止 挡 刚 度 小 于 １０ ＭＮ／ｍ 后影响减弱。
通过在轴端设置弹性横动装置有助于改善机车动 力曲线通过［５］性能，但对机车直线运行性能也有一 定 的 影响，机车直线运行时 计 算 结 果 表 明，一 系 横 向 止 挡 处 最 大 位 移 已 经 远 远 超 过 轴 箱 自 由 间 隙 ，因 此 需 要 通 过 研 究一系弹性间隙和止挡刚度的不同参数值对机车动力 学 性 能 的 影 响 ，得 到 相 对 最 优 值 。 ２．１ 端 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙 和 弹 性 止 挡 刚 度
第 ３２ 卷 第 １ 期
铁道机车车辆
Ｖｏｌ．３２ Ｎｏ．１
２０１２年２月 ＲＡＩＬＷＡＹ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ ＆ ＣＡＲ Ｆｅｂ． ２０１２
文章编号：１００８－７wk.baidu.com４２ （２０１２）０１－００２６－０４
３２ｔ轴重机车横向止挡参数优化分析
图２是机车一二系横向止挡示意图以及一系横向 止 挡 非 线 性 特 性 曲 线 。（ｃ）图 中０．４ｍｍ为 机 车 轴 箱 自
图１ 机车在 ＳＩＭＰＡＣＫ 中的物理模型
１－ 构 架 横 梁 ；２－ 一 系 止 挡 ；３－ 轴 箱 ； ４－ 车 轴 ；５－ 车 轮 。
图 ２（ａ） 一 系 横 向 止 挡 示 意 图
２Ｃ０ 轴式内燃机车由车 体、２ 台 构 架、６ 台 牵 引 电 动 机和６个轮对组成。由于机车运用线路 较差（考虑巴 西 铁路线 路 条 件 和 运 行 状 况），因 此 ３２ｔ３ 轴 转 向 架 机 车 采用 一系 软 二系硬的 悬 挂 装 置 ，一 系 悬 挂 由 钢 圆 弹 簧 、
轴箱拉杆以及垂向减振器组成；二系 悬挂为４ 点支撑 的 橡胶堆配横垂向减振器。机车的具 体结 构、自由 度 及 广 义坐标参见文 献［３］，机 车 采 用 单 轴 箱 拉 杆 和 中 心 销 牵 引，图１ 是 在 ＳＩＭＰＡＣＫ 中 建 立 的 ６ 轴 机 车 物 理 模 型。 轨道不平顺按差功率谱转换的时域随 机 不 平 顺线 路，横 向不平顺比 ＡＡＲ２略好，垂向不平顺比 ＡＡＲ２略差。
首先分析一系横向弹性间隙和弹性止挡刚度对机 车 直 线 运 行 性 能 的 影 响 。 由 于 机 车 运 用 线 路 较 差 ，通 常 最高运用速 度 仅 为 ６０ｋｍ／ｈ，因 此 直 线 工 况 分 析 采 用 ８０ｋｍ／ｈ的速度。图３是机车直线运行时，端轴横 向弹 性间隙在１～８ｍｍ，止 挡 刚 度 在 ５．０～１５．０ ＭＮ／ｍ 范 围内的计算结果。结果表明横向平稳性指标略微有变 化，间隙在３ｍｍ 左右指 标 最 小，影 响 幅 度 在 １％ 以 下， 轮轴横 向 力 在 ２～３ ｍｍ 时 最 大，横 向 力 影 响 幅 度 在 １０％ 以 内 。
（３）通过分析直线和曲线运 行 时，二 系止 挡 处 的 横 向位移和横向力，得到二 系 止 挡 自 由 间 隙 ３０ ｍｍ，弹 性 间隙范 围 １０～１２ ｍｍ，以 及 止 挡 刚 度 范 围 ４．０～８．０ ＭＮ／ｍ。
以上结果表明横向止挡影响大轴重机车的动力学 性 能 ，因 此 研 究 止 挡 动 力 学 参 数 具 有 重 要 意 义 。 止 挡 参 数优化分析也为大轴重机车的设计研究提供了参考。 参考文献
于１８ｍｍ 后影响甚微。因此建议一系横向弹性 间 隙 取 １６～２０ ｍｍ。 ３ 二 系 横 向 止 挡 参 数 对 动 力 学 性 能 的 影 响
在 车 体 和 转 向 架 间 设 置 二 系 横 动 装 置 ，能 缓 和 不 平 顺 曲 线 对 机 车 的 冲 击 ［５］。
二系止挡自 由 间 隙 设 置 为 ３０ ｍｍ，直 线 运 行 时 二 系横向止挡处 最 大 位 移 为 ２７ ｍｍ，说 明 直 线 上 二 系 止 挡 不 接 触 ，止 挡 自 由 间 隙 设 置 是 合 理 的 。
图 ４ 端 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙 对 机车 Ｒ３００ｍ 曲线通过性能的影响
图 ４ 是 机 车 以 均 衡 速 度 （未 平 衡 离 心 加 速 度 Ａｑ＝ ０ｍ／ｓ２，速度为２１．３７ｋｍ／ｈ）通 过 超 高 ２０ ｍｍ、缓 和 曲
２８ 铁 道 机 车 车 辆 第３２卷
图 ５ 端 轴 一 系 横 向 弹 性 止 挡 刚 度 对 机车 Ｒ３００ｍ 曲线通过性能的影响
通 过 以 上 计 算，建 议 端 轴 横 向 弹 性 间 隙 在 １～３ ｍｍ，止挡刚度在５．０～１０．０ ＭＮ／ｍ 范围内。 ２．３ 中 间 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙
由 于 该 机 车 主 要 运 用 在 小 半 径 低 速 条 件 ，因 此 分 析 中间轴一系横向弹性间隙对小半径曲线通过性能的影 响。机车以均衡速度 通 过 超 高 ２０ ｍｍ，圆 曲 线 ２００ ｍ， 半径 Ｒ３００ｍ 曲线时，中间轴横向 弹性间隙的变 化 对最 大轮轴横向力 和 脱 轨 系 数 影 响 较 大，计 算 结 果 见 图 ６。 结 果 说 明 ，增 大 中 间 轴 横 向 弹 性 间 隙 可 以 降 低 轮 轴 横 向 力和脱轨系数，当间隙大于１６ｍｍ 后影响减弱，间 隙大
通过曲线轨道时，车 体 与 构 架 横 向 相 对 位 移 大，容 易达到止挡间 隙，因 此 选 取 机 车 以 ８０ｋｍ／ｈ 速 度 通 过 超高２０ｍｍ的Ｒ８００ｍ半径具有差 不 平 顺 的 曲 线 工 况 进 行 分 析 。 由 于 二 系 横 向 止 挡 承 受 的 冲 击 力 为 低 频 力 ，经 一系悬挂衰减后，对 轮 轨 动 态 相 互 作 用 的 影 响 甚 微 ， ［６］ 因此主要考虑二系横向止挡弹性间隙和刚度对止挡处 的横向位移和作用力的影响。图７表明二系横向止挡 弹性间隙小于１０ｍｍ 时，随着间隙的减小，止挡 变形 减 少，但 是 止 挡 横 向 作 用 力 迅 速 增 大。 当 间 隙 大 于 １０ ｍｍ 后，随着弹性止挡刚度的增加，止 挡 变形 减小，但 是 止挡横 向 作 用 力 增 大。 止 挡 刚 度 为 ２ ＭＮ／ｍ 时，间 隙 大于９．５ｍｍ，止挡弹性 间 隙 完 全 用 完。 此 时 圆 曲 线 上 止挡处 变 形 量 的 均 值 为 ２０ ｍｍ 左 右，可 见 止 挡 自 由 间 隙设置合理。
图 ３ 端 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙 和 止挡刚度对机车直线性能的影响
图 ２（ｃ） 一 系 横 向 止 挡 非 线 性 特 性
由间隙，轮对和构架间 相 对 位 移 超 过 弹 性 间 隙 后，一 系 止挡开始作用。 ２ 一 系 弹 性 间 隙 和 止 挡 刚 度 优 化 分 析
图 ６ 中 间 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙 对 机车 Ｒ３００ｍ 曲线通过性能的影响
第１期 ３２ｔ轴重机车横向止挡参数优化分析 ２９
图７ Ｒ８００ｍ 半径二系横向止挡间隙和 刚度对止挡横向位移和作用力的影响
４ 结 论 通过对３２ｔ轴重机车转 向 架 轴 端 间 隙 以 及 横 向 止
随着我国铁路的发展，实现重载 运输以 及适当提速 是提高铁路运输能力的有效途径，要 达到 牵 引重载列车 的要求，机车必须 具 有 非 常 大 的 牵 引 力，而 增 加 轴 重 是 提高机车牵引力的有效方式之一，我国 正 在大 秦线上 运 行的 ＨＸＤ１、ＨＸＤ２大功率机车采用了２５ｔ轴重，国内已 经研发了大轴重货车转向架 。 ［１］
较大。建议端轴 横 向 弹 性 间 隙 在 １～３ ｍｍ，止 挡 刚 度 在５．０～１０．０ ＭＮ／ｍ。
（２）由于该机车主要运用在 小 半径 低 速 条 件，因 此 分析机车通 过 半 径 Ｒ３００ 曲 线 时 中 间 轴 一 系 横 向 弹 性 间隙对轮轴 横 向 力 和 脱 轨 系 数 的 影 响，得 到 参 数 范 围 １６～２０ ｍｍ。
挡 结 构 参 数 进 行 优 化 分 析 ，可 以 得 出 以 下 结 论 ： （１）一系 端 轴 横 向 弹 性 间 隙 和 止 挡 刚 度 对 车 辆 横 向平稳性、脱轨系数、轮 轴 横 向 力 以 及 摇 头 角 均 有 不 同 程度 的 影 响 ，但 对 前３项 影 响 很 小 ，对 轮 轴 横 向 力 影 响
轴重的增加有效地提高了机车的 牵引力，也带来 了 诸如轮轨力增大等一系列技术问题。合理的机车设计 参数可以尽可能降低轮轨动作用力。此 前有文 献［２］针 对２３ｔ、２５ｔ、３０ｔ不同轴重以及一二系悬挂参数 对重载 机车动力学性能的影响进行了理论分析。 文献［３］针对 巴 西 铁 路 对 ３０ｔ以 上 轴 重 机 车 的 需 求 ，在 比 较 了 单 拉 杆 和双拉杆轴箱定位方式，以及单牵引 拉杆 和中 心销牵 引 方 式 的 动 力 学 性 能 基 础 上 ，提 出 了 ３２ｔ轴 重 机 车 ３ 轴 转 向 架 初 步 设 计 方 案 。 文 献 ［４］对 ３２ｔ轴 重 机 车 的 转 向 架 总体方案进行 了 探 讨。 本 文 在 文 献 ［３］基 础 上，进 一 步 从参数优化的角度分析了一系横向弹性间隙和止挡刚 度，以及二系止档结构参数对大轴重 机车 动 力学性能 的 影响，得到合理的参数范围，以实现 机车稳定性、直线平 稳性以及曲线通过性能的理想配置，为大 轴 重机车转 向 架设计提供参考。 １ 计 算 模 型
宋 昊 （１９８７— ）女 ，四 川 成 都 人 ，硕 士 生 （修 回 日 期 ：２０１１－０８－１０）
第１期 ３２ｔ轴重机车横向止挡参数优化分析 ２７
１－ 车 体 ；２－ 二 系 止 挡 ；３－ 转 向 架 构 架 ； ４－ 一 系 止 挡 ；５－ 轴 箱 ；６－ 车 轴 ；７－ 车 轮 。
宋 昊１ ，罗 贇１ ，王 坤 全２ （１ 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川成都 ６１００３１；
２ 中国南车集团 资阳机车有限公司，四川资阳 ６４３１００）
摘 要 为 了 研 究 一、二 系 横 向 止 挡 非 线 性 特 性 对 ３２ｔ大 轴 重 机 车 动 力 学 性 能 的 影 响，基 于 多 刚 体 动 力 学 软 件 ＳＩＭＰＡＣＫ 建立了６轴机车动力学模型，在实车模型基础上通过对机车在不同工况下运行的动力学性能进行 分 析， 得到横向止挡弹性间隙和止挡刚度的合理范围。研究结果表明：通过考察稳定 性、直 线 运 行 性 能 和 曲 线 通 过 性 能， 可以得出一系端轴横向弹性间隙和止挡刚度分别在１～３ ｍｍ 以 及 ５．０～１０．０ ＭＮ／ｍ 范 围 内；一 系 中 间 轴 弹 性 间 隙取１６～２０ｍｍ，二系横向止挡间隙和刚度分别在１０～１２ｍｍ 以及４．０～８．０ ＭＮ／ｍ 范围内。 关 键 词 大 轴 重 机 车 ；动 力 学 ；参 数 优 化 ；横 向 止 挡 中图分类号：Ｕ２６０．３３１＋ ．６ 文献标志码：Ａ
线２０ｍ、圆曲线２００ｍ、半径 Ｒ３００ｍ 曲线时，端轴横向 弹性间 隙 在 １～８ ｍｍ 范 围 内 的 计 算 结 果。 结 果 表 明， 间 隙 变 化 对 横 向 平 稳 性 指 标 、脱 轨 系 数 以 及 摇 头 角 影 响 甚微，对 轮 轴 横 向 力 略 有 影 响，间 隙 在 ３ ｍｍ 左 右 轮 轴 横 向 力 最 大 ，摇 头 角 最 小 。 图５是 在 机 车 以 均 衡 速 度 通 过 超 高 ２０ ｍｍ，圆 曲 线２００ｍ，半径 Ｒ３００ｍ 曲线时，端轴横向弹性间隙１．５ ｍｍ，横向弹性止挡 刚 度 在 １．０～１００．０ ＭＮ／ｍ 范 围 内 的 计 算 结 果 。 结 果 说 明 ，减 小 横 向 弹 性 止 挡 刚 度 可 以 降 低轮轴横 向 力 和 脱 轨 系 数，当 横 向 弹 性 止 挡 刚 度 小 于 １０ ＭＮ／ｍ 后影响减弱。
通过在轴端设置弹性横动装置有助于改善机车动 力曲线通过［５］性能，但对机车直线运行性能也有一 定 的 影响，机车直线运行时 计 算 结 果 表 明，一 系 横 向 止 挡 处 最 大 位 移 已 经 远 远 超 过 轴 箱 自 由 间 隙 ，因 此 需 要 通 过 研 究一系弹性间隙和止挡刚度的不同参数值对机车动力 学 性 能 的 影 响 ，得 到 相 对 最 优 值 。 ２．１ 端 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙 和 弹 性 止 挡 刚 度
第 ３２ 卷 第 １ 期
铁道机车车辆
Ｖｏｌ．３２ Ｎｏ．１
２０１２年２月 ＲＡＩＬＷＡＹ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ ＆ ＣＡＲ Ｆｅｂ． ２０１２
文章编号：１００８－７wk.baidu.com４２ （２０１２）０１－００２６－０４
３２ｔ轴重机车横向止挡参数优化分析
图２是机车一二系横向止挡示意图以及一系横向 止 挡 非 线 性 特 性 曲 线 。（ｃ）图 中０．４ｍｍ为 机 车 轴 箱 自
图１ 机车在 ＳＩＭＰＡＣＫ 中的物理模型
１－ 构 架 横 梁 ；２－ 一 系 止 挡 ；３－ 轴 箱 ； ４－ 车 轴 ；５－ 车 轮 。
图 ２（ａ） 一 系 横 向 止 挡 示 意 图
２Ｃ０ 轴式内燃机车由车 体、２ 台 构 架、６ 台 牵 引 电 动 机和６个轮对组成。由于机车运用线路 较差（考虑巴 西 铁路线 路 条 件 和 运 行 状 况），因 此 ３２ｔ３ 轴 转 向 架 机 车 采用 一系 软 二系硬的 悬 挂 装 置 ，一 系 悬 挂 由 钢 圆 弹 簧 、
轴箱拉杆以及垂向减振器组成；二系 悬挂为４ 点支撑 的 橡胶堆配横垂向减振器。机车的具 体结 构、自由 度 及 广 义坐标参见文 献［３］，机 车 采 用 单 轴 箱 拉 杆 和 中 心 销 牵 引，图１ 是 在 ＳＩＭＰＡＣＫ 中 建 立 的 ６ 轴 机 车 物 理 模 型。 轨道不平顺按差功率谱转换的时域随 机 不 平 顺线 路，横 向不平顺比 ＡＡＲ２略好，垂向不平顺比 ＡＡＲ２略差。
首先分析一系横向弹性间隙和弹性止挡刚度对机 车 直 线 运 行 性 能 的 影 响 。 由 于 机 车 运 用 线 路 较 差 ，通 常 最高运用速 度 仅 为 ６０ｋｍ／ｈ，因 此 直 线 工 况 分 析 采 用 ８０ｋｍ／ｈ的速度。图３是机车直线运行时，端轴横 向弹 性间隙在１～８ｍｍ，止 挡 刚 度 在 ５．０～１５．０ ＭＮ／ｍ 范 围内的计算结果。结果表明横向平稳性指标略微有变 化，间隙在３ｍｍ 左右指 标 最 小，影 响 幅 度 在 １％ 以 下， 轮轴横 向 力 在 ２～３ ｍｍ 时 最 大，横 向 力 影 响 幅 度 在 １０％ 以 内 。
（３）通过分析直线和曲线运 行 时，二 系止 挡 处 的 横 向位移和横向力，得到二 系 止 挡 自 由 间 隙 ３０ ｍｍ，弹 性 间隙范 围 １０～１２ ｍｍ，以 及 止 挡 刚 度 范 围 ４．０～８．０ ＭＮ／ｍ。
以上结果表明横向止挡影响大轴重机车的动力学 性 能 ，因 此 研 究 止 挡 动 力 学 参 数 具 有 重 要 意 义 。 止 挡 参 数优化分析也为大轴重机车的设计研究提供了参考。 参考文献
于１８ｍｍ 后影响甚微。因此建议一系横向弹性 间 隙 取 １６～２０ ｍｍ。 ３ 二 系 横 向 止 挡 参 数 对 动 力 学 性 能 的 影 响
在 车 体 和 转 向 架 间 设 置 二 系 横 动 装 置 ，能 缓 和 不 平 顺 曲 线 对 机 车 的 冲 击 ［５］。
二系止挡自 由 间 隙 设 置 为 ３０ ｍｍ，直 线 运 行 时 二 系横向止挡处 最 大 位 移 为 ２７ ｍｍ，说 明 直 线 上 二 系 止 挡 不 接 触 ，止 挡 自 由 间 隙 设 置 是 合 理 的 。
图 ４ 端 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙 对 机车 Ｒ３００ｍ 曲线通过性能的影响
图 ４ 是 机 车 以 均 衡 速 度 （未 平 衡 离 心 加 速 度 Ａｑ＝ ０ｍ／ｓ２，速度为２１．３７ｋｍ／ｈ）通 过 超 高 ２０ ｍｍ、缓 和 曲
２８ 铁 道 机 车 车 辆 第３２卷
图 ５ 端 轴 一 系 横 向 弹 性 止 挡 刚 度 对 机车 Ｒ３００ｍ 曲线通过性能的影响
通 过 以 上 计 算，建 议 端 轴 横 向 弹 性 间 隙 在 １～３ ｍｍ，止挡刚度在５．０～１０．０ ＭＮ／ｍ 范围内。 ２．３ 中 间 轴 一 系 横 向 弹 性 间 隙
由 于 该 机 车 主 要 运 用 在 小 半 径 低 速 条 件 ，因 此 分 析 中间轴一系横向弹性间隙对小半径曲线通过性能的影 响。机车以均衡速度 通 过 超 高 ２０ ｍｍ，圆 曲 线 ２００ ｍ， 半径 Ｒ３００ｍ 曲线时，中间轴横向 弹性间隙的变 化 对最 大轮轴横向力 和 脱 轨 系 数 影 响 较 大，计 算 结 果 见 图 ６。 结 果 说 明 ，增 大 中 间 轴 横 向 弹 性 间 隙 可 以 降 低 轮 轴 横 向 力和脱轨系数，当间隙大于１６ｍｍ 后影响减弱，间 隙大
通过曲线轨道时，车 体 与 构 架 横 向 相 对 位 移 大，容 易达到止挡间 隙，因 此 选 取 机 车 以 ８０ｋｍ／ｈ 速 度 通 过 超高２０ｍｍ的Ｒ８００ｍ半径具有差 不 平 顺 的 曲 线 工 况 进 行 分 析 。 由 于 二 系 横 向 止 挡 承 受 的 冲 击 力 为 低 频 力 ，经 一系悬挂衰减后，对 轮 轨 动 态 相 互 作 用 的 影 响 甚 微 ， ［６］ 因此主要考虑二系横向止挡弹性间隙和刚度对止挡处 的横向位移和作用力的影响。图７表明二系横向止挡 弹性间隙小于１０ｍｍ 时，随着间隙的减小，止挡 变形 减 少，但 是 止 挡 横 向 作 用 力 迅 速 增 大。 当 间 隙 大 于 １０ ｍｍ 后，随着弹性止挡刚度的增加，止 挡 变形 减小，但 是 止挡横 向 作 用 力 增 大。 止 挡 刚 度 为 ２ ＭＮ／ｍ 时，间 隙 大于９．５ｍｍ，止挡弹性 间 隙 完 全 用 完。 此 时 圆 曲 线 上 止挡处 变 形 量 的 均 值 为 ２０ ｍｍ 左 右，可 见 止 挡 自 由 间 隙设置合理。