20t多功能铁路起重机动力学性能的研究

论文摘要

铁路货运以快捷、重载为重点。显然高速运输是现在铁路的发展方向，加速实现铁路机车车辆装备现代化，是铁路跨越式发展中一项重要而又紧迫的任务。随着我国铁路事业的不断壮大，电气化铁路的发展，开发小吨位的自力走行速度快、回送速度高，能满足电气化线路的立杆作业的全液压铁路起重机迫在眉睫，对铁路起重机的回送和自力走行速度有了更高的要求。20t多功能铁路起重机，即具有吊钩、抓斗、磁盘吊3种功能外，还具有一定带载走行以及因牵引能力大也可作为吊车机(牵引作业)使用。为适应这种铁路全面提速的形势，设计、制造了NS0201型20t多功能铁路起重机，该机回送速度可达100km／h，自力走行速度可达85km／h，而传统的铁路起重机回送速度一般不大于85km／h，自力走行速度一般不大于30km／h。回送速度和自力走行速度的提高，极大地提高了起重机作业的机动性，拓宽了作业范围。该型起重机与我国现有的起重机相比较，是一个全新的产品，是我国目前功能最全、利用率最高的铁路起重机。该机的转向架是一种H型焊接构架式转向架，转向架的主悬挂为轴箱螺旋弹簧，斜楔式减振器。转向架采用旁承承载、心盘牵引方式，在轴箱上方设有均载油缸。该机具有的回送和自力走行速度高的特点，并且是一个全新的产品，因此必须对该机的动力学性能引起足够的重视。本论文动力学性能是根据其动力学特性指标来评定的，根据GB5599《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》规定，重点分析和计算该机的动力学性能包括：车辆蛇行运动稳定性、运行平稳性和曲线通过能力等。通过分析和计算，就旁承的摩擦系数进行合理的选取、车轮的等效锥度要求等进行了严格要求，以保证和兼顾曲线通过能力与临界速度的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 第一章 基本理论
• 1.1 车辆系统建模
• 1.1.1 车辆系统模型
• 1.1.2 轨道不平顺输入
• 1.1.3 轮轨蠕滑理论
• 1.1.4 轮轨接触几何关系
• 1.1.5 车辆动力学建模方法
• 1.2 车辆系统蛇行运动稳定性研究
• 1.2.1 蛇行运动临界速度定义
• 1.2.2 线性临界速度的计算方法
• 1.2.3 极限环的确定
• 1.3 车辆系统曲线通过动力学研究
• 1.3.1 轨道参数对曲线通过性能的影响
• 1.3.2 稳态曲线通过的数值求解方法
• 1.3.3 延续算法
• 本章小结
• 第二章 多自由度系统动力学
• 2.1 单自由度体系的动力问题
• 2.1.1 无阻尼自由振动
• 2.1.2 有阻尼作用的自由振动
• 2.1.3 无阻尼强迫振动
• 2.1.4 有阻尼的强迫振动
• 2.2 多自由度体系的动力问题
• 本章小结
• 第三章 20t多功能铁路起重机
• 3.1 简介
• 3.2 主要性能指标和技术参数
• 3.2.1 主要起重性能
• 3.2.2 额定工作速度
• 3.2.3 线路指标
• 3.2.4 主要结构尺寸
• 3.2.5 转向架参数
• 3.2.6 其它
• 3.3 主要结构
• 3.3.1 钢结构部分
• 3.3.2 动力机械传动系统
• 3.3.3 液压系统
• 3.3.4 操纵系统
• 3.3.5 空气制动装置
• 3.4 转向架
• 3.4.1 转向架构架
• 3.4.2 均载油缸
• 3.4.3 减振装置
• 本章小结
• 第四章 动力学计算分析
• 4.1 概述
• 4.2 计算模型及原始参数
• 4.2.1 转向架的结构特点
• 4.2.2 计算模型
• 4.2.3 计算原始参数
• 4.3 车辆动力学性能标准
• 4.3.1 横向力标准
• 4.3.2 车辆脱轨系数标准
• 4.3.3 轮重减载率标准
• 4.3.4 车辆运行平稳性标准
• 4.4 车辆运行稳定性计算
• 4.4.1 稳定性计算原理
• 4.4.2 稳定性计算结果
• 4.5 车辆运行平稳性计算
• 4.5.1 平稳性计算原理
• 4.5.2 平稳性计算结果
• 4.6 动态曲线通过性能计算
• 4.6.1 曲线通过计算原理
• 4.6.2 曲线通过计算结果
• 4.7 结论
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕（博）士学位期间发表的学术论文
• 致谢