Menu
Woocommerce Menu

队列预设在车辆板材弹簧预设时的周转钻探

0 Comment

轴向刚度的比较组合弹簧的承载能力P=P1+P2=(Gd18c3n1+Gd28c3n2)F=134.94F原一系圆柱弹簧的承载能力P=Gd28c3n2=93.3F组合弹簧轴向刚度原弹簧轴向刚度=134.94F93.3F=1.446,故轴向刚度明显提高。

在国内,长期以来其设计方法一直采用顺序设计的方法,即按下图运作顺序设计的缺陷在于其一是设计过程中很难及早考虑本企业的制造能力,制造过程及质量保证,极易出现设计与制造脱节,板簧设计一般都要通过重复设计得以完善,导致板簧设计开发周期过长,使板赞成本上升其二是表征板赞性能指标的重要参数由于其设计计算方法的不统一而导致设计、加工、装配等的差异性。

队列预设在车辆板材弹簧预设时的周转钻探。原电力机车的二系弹簧系统为4组相同的普通圆柱压缩弹簧,其参数为:弹簧材料直径d=48mm,最大工作圈直径D=230mm,有效工作圈数n=6.6,自由高H0=528mm,工作高H=431mm.弹簧的特性曲线近似为直线,刚度稳定,结构简单。但该弹簧刚度主要现在沿轴线方向,其横向抗剪和弯曲刚度很差,抗共振能力差。列车提速后,其蛇形运动和晃车现象加剧。因此,有必要对电力机车的弹簧系统进行改进。

前轮外倾角是根据汽车自重及载重能力确定的,一般不需要调整。T815-2汽车的前悬挂是扭杆弹簧和液压筒式减震器,由于零件及安装误差,以及扭杆的疲劳变形,会引起前轮外倾角的变化,因此需要视情调整。

横向刚度与弯曲刚度的比较单个弹簧的横向刚度可由下式计算:Pr=Ed48nD32<1+432>F单个弹簧的弯曲刚度可由下式计算:M=Ed416D2nHFr则组合弹簧轴向刚度原弹簧轴向刚度=d41D2n2H+d42D1n1Hd42D1n1H=1.225此比值明,改进后的组合弹簧其各方向的刚度都有较大的提高。

对上述缺陷,仅通过改进板赞的生产过程所取得的收效甚徽。因此在板黄设计中采用并行设计方法,将会处理好上述问题。板赞采用并行设计的设计思想是设计工作自始至终实现设计人员的集成或协同工作,为此,应组织一个与板赞设计全过程有关的各部门工程师组成的多功能小组。该小组组成人员由销售、技术、工艺、生产、检验、生产保障等部门的相关技术人员组成。

弹簧系统的改进改进后的弹簧参数及特性考虑到二系弹簧的特殊位置(位于转向架与车体之间)和特定的作用,在保证等自由高的前提下,将圆柱螺旋压缩弹簧改进为等节距圆锥压缩弹簧。间距t可由下式计算:H0=6.6t+1.5dT=(528mm-1.548mm)/6.6=69.09mm最大工作半径R2=115mm,最小工作半径R1=101.8mm,压并时间距d=d1-R2-R1nd2=47.96mm改进后的圆锥压缩弹簧刚度增加,特性曲线为渐增型,防共振能力增强。

扭杆弹簧T815-2汽车的拉杆弹簧是一根长1900mm、直径56mm,断面为圆形、两端为梯形花键的扭杆。扭杆材料为45CrNiMoV-A高级合金弹簧钢,经过机械加工,多次预扭、热处理、表面处理等多道工序,最后外包环氧树脂和防锈漆加工而成。

二系弹簧的改进二系弹簧位于转向架和车厢之间,机车提速以后,激振力的增加使二系弹簧横向刚度偏低,防共振能力差。为此,在保证不增加车体重量时,通过改变弹簧的形状,从而改变弹簧的特性。据有关资料<1>证明,一般的圆柱压缩弹簧,其特性曲线近似为直线,刚度稳定,结构简单,制造方便。但该弹簧主要是沿轴线方向,横向抗剪和弯曲刚度很差,防共振能力差。而变径螺旋圆锥压缩弹簧,其特性曲线为渐增型,即刚度逐渐增大,有利于消除或缓和共振,且结构紧凑,稳定性好。

它们在板摘设计阶段协同工作在设计板黄的同时设计相关过程。此处“相关过程”包含销售部门提供板赞开发的信息含板赞批量、技术性能指标、供货周期等,技术部门进行板黄的技术设计含技术性能指标设计、板赞工作图设计等,工艺部门进行板赞的工艺设计含工艺可行性,工装夹具、工艺过程等,生产部门进行生产技术准备,检验部门进行板黄技术性能检验的技术设计通过多功能小组各成员间的协同工作,可使板黄的设计周期缩短,使全部设计工作在生产开始前完成,并达到优化设计的目的。为保障多功能小组各成员间的信息通讯和工作环境,其设计应当具有并行环境。

弹簧末端弯矩对任意截面A的作用示意单位横向力对任意截面A的作用示意改进后的弹簧弯曲刚度和横向刚度弯曲刚度设圆锥弹簧任一截面A到弹簧受力端的距离为,则=R1+R2-R12ntan式中,为螺旋线的极角;为螺旋角。

经过以上处理,扭杆材料内部的金属纤维组织,产生了向左或向右的弹性变形从而储备弹性。安装时,扭杆前端与扭杆摆臂花键连接,摆臂前端用双孔吊耳吊挂于前半轴套,拉杆后端通过花键固定于车架。

二系圆锥压缩螺旋弹簧的设计原二系弹簧参数:D2=230mm,d2=48mm,有效工作圈数6.6,总圈数8.1,自由高H0=528mm,材料50CrVA.若按向上每圈直径递减3)5毫米计算则D1=2R1=230-6.6@4=203.6mm按等节距圆锥螺旋弹簧设计,则在保证等自由高的前提下,间距可由H0=6.6t+1.5d计算则t=(528-1.548)/6.6=69.09mm压并时间距:dc=d1-2=481-(115-101.86.6@48)2=47.96mm载荷计算式Pi=Gd464R3i=8000@48464R3i(69.09-47.96)=1.402@1010R3i变形计算式Fi=nR2-R1<16PiGd4+>=1.88@10-10Pi当Ri=R2时,可得锥形弹簧开始有簧圈接触时所受载荷为:Pi=1.402@10101153=9218.4kg对应的变形为:F2=1.88@10-10@9218.4@(1154-1.074@108)=116mm当Ri=R1时,可得锥形弹簧开始有簧圈接触时所受载荷为:Pi=1.402@1010101.83=13289.3kg对应的变形为:F1=10.565@(115-101.8)=139.4mm原圆柱弹簧由P)F线可知,改进后的圆锥螺旋弹簧的纵向刚度较原来的圆柱弹簧有所增长。

所谓并行环境是集设计、分析、仿真等工具于一体的计算机集成平台成员间通过网络建立联系并行环境将在本文的关键技术中讨论。根据以上设计思想,板黄采用并行设计方法时应当按下列框图运作产品设计工艺设计投料试制板赞性能仿真析毛坯场板筑技术资料分板赞工艺设计板赞加工仿真析加工装配板簧检验设计板赞检验仿真板长工艺规程板簧检验板簧检验标准板赞生产保障生产保障仿真板赞成品板赞采用并行设计的几个关键技术并行设计需要并行环境作为支持平台。

弹簧末端弯矩对任意截面A的作用如所示。弹簧受力端的弯矩M对截面A产生的扭矩和2个方向的弯矩分别为Tt=McoscosMb=-McossinMn=Msinds=R1+R2-R12ncosd式中,Tt为弹簧材料截面所受扭矩;Mb,Mn为弹簧材料截面所受弯矩;ds为弹簧材料微小段长度。

汽车行驶时,当前轮向上跳动时,冲击力通过前半轴套→吊耳→扭杆臂,从而扭转扭杆,通过扭杆预储弹性阻止车轮向上跳动,这个过程将车轮向上的冲击力与扭杆的弹力相抵,从而起到减振作用。

横向剪应力的计算刚接触时剪应力S计算:C=2R2d=23048=4.791K=4C-14C-4+0.015C=1.326S=K16PiRiPd3=1.326@16@9218.4@115P@483=64.7kg/mm2其中K为曲度系数o完全压紧时的剪应力S计算:C=101.848=4.24K=1.3765S=1.3765@16@13289.3@101.8P@483=85.7585.75kg/mm2圆锥弹簧P)S圆柱弹簧P)从P)S曲线看,虽然剪应力相差不是太大,但圆锥螺旋弹簧P)S曲线较为合理。

这一平台具有这样一些通用特性统一模型统一模型是实现前述集成的关键,它能保证所设计产品的信息唯一性,使设计人员使用“同一种语言”针对同一产品进行数据交流和数据调用及操作。分布式环境分布式环境体现在多功能小组各成员在各自的微机终端上共享统一模型,利用各自的〕工具进行相关工作的设计、分析、仿真、评估并提出改进意见各成员间的信息传递由计算机网络工具和分布式知识库完成。

单位横向力对任意截面A的作用如所示。当Pr=1时,单位力在截面A上产生的扭矩和弯矩分别中,Ip为极惯性矩;Ib,In为惯性矩;E为材料的弹性模量;为泊松比。将参考值R1=101.8mm,R2=115mm,n=6.6,d=48mm,E=2G(=0.25,G=80109Pa),Ip=2Ib=2In=d4/32代入式,积分后得Fr=(544011.7/MM=(EIn/544011.7)Fr=95798N故弯曲刚度为95798N.

需要指出的是,由于扭杆制造过程中预扭的方向性,决定了扭杆安装的方向性,并且扭杆弹簧只有在车轮向上跳动时才能起到减振作用,因此扭杆弹簧应与减振器配合使用。

结束语高速电力机车一系和二系弹簧系统的设计,对整个机车的运行质量起着关键的作用。通过对它们的设计进行改进,可大大降低机车高速运行时产生的激振力,增加了横向刚度和轴向刚度,从而实现了对机车高速运行时的共振实行主动控制,提高了机车运行的安全性和平稳性。

纷合协调能力并行环境必须具有综合协调能力,表现在应能调度各成员的设计仿真模块,协调设计中的冲突,控制各成员对产品数据和设计的操作权限,并能对最终数据进行正确评估。因此对汽车板簧采用并行设计时,应着重解决好以下一些关键技术。

原圆柱弹簧的弯曲刚度可按文献<1>中公式计算M=Ed416D2nHFr=42604.5N故原圆柱弹簧的弯曲刚度为42604.5N,这明圆锥弹簧的弯曲刚度有所提高。横向刚度如所示,由横向力Pr引起A截面的扭矩和弯矩分别为(由于很小,可取sin=0,cos=1)Tt=PrR1+R2-R12ntancos3

T815-2汽车前轮外倾角的调整所有T815-2汽车的前悬挂的结构与原理相似,但不同车型调整数据不同。下面以T815-2SV2加以说明。

并行设计的建模和仿真板赞设计的建模是并行设计的关键性基础工作它应包含这样一些板簧的数据和信息模块板摘安装方式、材质、性能指标、工艺参数、工艺过程、制造设备、装配方式、检验标准、最终质最评估体系、生产保障等。这些数据和信息模块的建立最终依赖于企业管理的标准化程度和板黄行业的标准化工作。

由文献<1>公式,原圆柱弹簧的横向刚度显然,圆锥型弹簧的横向刚度比圆柱弹簧的横向刚度有所提高。

T815-2汽车前悬挂由图不难看出,在其它参数已确定的情况下,前轮外倾角仅取决于“h”值。对T815-2SVS2车型其规定前轮外倾角为3°30′±40′,对应的“h”值为322mm,我们可以通过调整“h”值来调整前轮外倾角,步骤如下:固定汽车,拆下吊架;通过调整半轴使“h”值为322mm;测量“a”值,根据a值选用不同规格的吊耳:a值范围/mm所用吊耳号106~1222122~1383138~1544154~1705其中2、3、4、5号吊耳中心距分别为112mm、128mm、144mm、160mm,若测得a值不在此范围,则应把扭杆向相应方向转动一个齿。

仿真技术作为板赞并行设计中各成员间相关工作设计质量的模拟再现手段,是实现“面向板赞设计”这一设计思想,“一次设计就达到目的”的关键控制方式。板簧设计仿真的作用是对板簧相关设计工作进行仿真分析,对设计进行定性和定量的评价分析,指出具体的改进方案,是实现并行设计的至关重要的手段。板赞设计仿真技术主要有板黄性能仿真板簧加工仿真板摘检验仿真板赞生产保障仿真等仿真软件的开发和应用。其中、可根据板黄行业标准开发以通用性和先进性为特征的仿真软件,应当根据企业自身的经营管理方式自行开发。

结论目前国外大部分机车的弹簧系统仍然为圆柱弹簧,但其铁路质量整体上比我国的要高(如国外的轨道波纹指标为0.20.4,而我国铁路至今尚未有波纹指标),而要对我国铁路系统进行同样的改造代价将很高因此,在我国,目前提高车辆运行的平稳性和安全性的关键就是改进机车的弹簧系统。通过对文中新的设计方案的理论推导和定量计算,证明改进后的弹簧系统的横向刚度和弯曲刚度均明显增加,从而实现了对机车高速运行时共振的主动控制,大大提高了机车高速运行的安全性和平稳性。该设计方案已被株洲电力机车厂用于新型列车韶山SS9型的制造中。

装配完成后,放下半轴,将汽车移动一个车轮的距离,测量前轮外倾角,若不正确,须重新调整,正确之后,即可调整另一车轮,两轮调好同“h”值之差不能大于8mm.

在板簧并行设计的和技术中,最主要的是技术即板黄设计的可制造性。为此在设计的自始至终应随时考虑板黄的制造性原则,即板黄设计的互换性如材料的互换性,结构的互换性,复杂性指基于板赞总体性能要求下的性能容差特性、可实现性相关性指墓于板黄制造工艺的相关性基于板摘结构的相关性。

在实际应用中,扭杆疲劳变形造成的前轮内倾往往会因负荷变大而折断扭杆,造成损失,因此及时调整尤为重要。

标签:

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

相关文章

网站地图xml地图