“1+1”兩萬噸組合列車模式下機車鉤緩裝置的承載特性與結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、以往，由于我國鐵路機車的牽引重量小、列車長度短、機車處于列車前部，列車的縱向沖擊不足以將車鉤縱向力轉(zhuǎn)化為較大橫向力，從而對機車的運行安全形成威脅。但在大秦線開行“1+1”2萬噸重載組合列車后，列車中最大縱向力由原來距列車前部2/3處轉(zhuǎn)移到列車中部機車(1/2)處，因此，對機車鉤緩裝置承載特性的研究就突顯出來。
　　 本文針對大秦線重載組合列車的運行安全問題，從機車的實際工況出發(fā)，在國內(nèi)首次將列車安全性理論、機車動力學和多體動力學

2、分析方法應用于重載機車鉤緩裝置性能與結(jié)構(gòu)的研究，采用系統(tǒng)工程理論，將鉤緩、鉤緩與機車、機車與列車作為一個有機整體進行了系統(tǒng)化的分析，開辟了鉤緩裝置研究的新領(lǐng)域和新方法。提出了鉤緩系統(tǒng)的受壓穩(wěn)定性概念，并從車鉤連掛面的受壓穩(wěn)定性和鉤尾部與緩沖器前擋板之間的動態(tài)對中控制作用等兩個層面進行了分析。通過分析得出，當車鉤的連接輪廓形狀、連掛間隙、三態(tài)作用、防脫連鎖裝置等在結(jié)構(gòu)不破壞的情況下，車鉤連掛面的受壓穩(wěn)定性是有保證的；具有對中控制功能的DF

3、C-E100型鉤緩裝置，能有效地傳遞列車縱向力，對大秦線雙機重聯(lián)牽引1萬噸重載列車和“1+1”2萬噸重載組合列車，將車鉤最大自由擺角確定為2.5-3.5°、最大擺角確定為12°，可滿足機車的最小曲線通過能力，使車鉤動態(tài)對中控制功能充分發(fā)揮；確保機車鉤緩系統(tǒng)受壓穩(wěn)定性和列車的安全運行，還應結(jié)合列車的合理編組、機車的正確操控、電制的使用限制、線路維護等技術(shù)措施，合理地選用車鉤材質(zhì)、制定車鉤強度指標、設(shè)計“鉤緩-車體”系統(tǒng)的強度梯度和優(yōu)化緩沖

4、器的性能參數(shù)。
　　 通過仿真計算得出，基于以上車鉤設(shè)計參數(shù)，在直線軌道上，所研究機車車鉤可承擔的壓鉤力限值為4500kN；機車以70km/h速度安全通過R300m曲線線路時可承擔的最大縱向壓鉤力為1500kN，以50km/h速度安全通過R300m曲線線路時可承擔的最大縱向壓鉤力為2000kN，以80km/h速度安全通過R600m曲線線路時可承擔的最大縱向壓鉤力為2500kN。
　　 應用列車縱向動力學理論及系統(tǒng)分析軟件

5、，對比分析了MT-2型、彈性膠泥型和DFC-E100型鉤緩裝置的TPEE緩沖器等三種緩沖器以及TPEE緩沖器的性能參數(shù)變化對列車縱向力的影響，并對TPEE緩沖器的性能參數(shù)進行優(yōu)化，提出優(yōu)化建議。
　　 通過機車牽引單機萬噸、雙機重聯(lián)萬噸、雙機牽引組合萬噸和雙機牽引組合2萬噸及其增載的列車安全性線路試驗，測試機車或相鄰車輛上的脫軌系數(shù)、輪軸橫向力、輪重減載率、車鉤縱向力以及車鉤的橫向擺角等參數(shù)。試驗結(jié)果表明：機車鉤緩裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)