抗蛇行减振器故障对动车组平稳性的影响分析_李维泰.pdf

设备管理与维修2023 2（上）0引言频繁的蛇行运转不仅会威胁到机车车辆运行的稳定，还会损坏钢轨，是影响机车运行稳定与列车速度提升的关键问题。为遏制机车车辆的蛇行运转，重点凭借在车体与转向结构之间纵向安装抗蛇行减振装置，尽可能提升车辆系统的临界速率，以提高机车车辆的运转稳定性。因为在高频率高压力下长期运行，抗蛇行减振装置不可避免会发生故障，这在阻尼力的改变中会有所体现，所以必须找出减振器故障类型，运用减振装置所剩阻尼力对车辆动力学性能开展剖析。1抗蛇行减振器故障类型及特征抗蛇行减振装置内部构架精密复杂，而且长时间在高压力高负担下工作，所以其故障类型较多（图 1）。通过动车组检修运用调查，归纳出减振装置重点分为减振装置油诱发的问题、零部件损坏故障及其他故障。1.1减振器油引起的故障1.1.1减振器油泄漏CRH380B 型动车组运用的为油压减振装置，装配偏差等诱发的油泄漏较为频繁。偏载偏磨导致的活塞杆与油封破损、内部构件精确度达不到所需、能造成油泄漏。油渗透会引起减振装置阻尼力越来越小，直至最终丧失了减振效果。减振装置油渗漏容易被察觉与辨别，当液压油渗漏后会对减振装置外表形成威胁，通过外观检查就能够察觉。1.1.2减振器油油品质量减振装置油必须具备较为突出的黏温特征、低温效果、平衡性突出、优质的摩擦因数、较为突出的抗损耗效果，此外还必须具备较为突出的橡胶兼容效果，杜绝密封材料的腐蚀。特别是在高寒区域运用的减振装置因为环境复杂，更加要具备较为突出的低温效果，否则阻尼力必将提高。减振装置工作过程中，油的温度会持续递增，黏温特征不突出的液压油会导致阻尼力锐减，当油品不佳时容易形成乳化状况，会减弱减振阻尼优势。如果活塞和工作缸之间长时间摩擦，极有可能导致磨损、产生铁屑，最终致使液压油遭到污染，这个阶段减振装置阻尼力会不断提高。1.2减振器零部件损坏1.2.1减振器端部橡胶故障抗蛇行减振装置两端具备橡胶节点，该橡胶节点是橡胶套弹性接口，能在一定程度上抵消部分振动，同时改善活塞杆在运转环节中受到的转动扭矩。当减振装置橡胶节点腐蚀或损耗时，抗蛇行减振器故障对动车组平稳性的影响分析李维泰，孔博文，任晓旭（中国铁路济南局集团有限公司青岛动车段，山东青岛266000）摘要：以 CRH380B 型动车组抗蛇行减振器为例，结合动车组检修中常见故障，利用车辆动力学理论分析论证抗蛇行减振器在动车组运行中的作用及故障类型，进而研究车辆动力学。分析动车组抗蛇行减振器的最佳工况，以保障动车组运行平稳安全。关键词：CRH380B 型抗蛇行减振器；故障；阻尼力；动力学模型；平稳性中图分类号：U270.331.5文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.02.37图 1抗蛇行减振器内部结构系统的稳定性。在以后的研究中，将利用区块链技术进一步优化系统结构，提高智能交通信息管理系统的可扩展性，与企业其他管理系统进行有效衔接，降低运维成本。参考文献1张振清，董可然，任林茂，等.中小城市现代智能交通管理系统设计研究 J.电子设计工程，2021，29（18）：140-1472吴瑞玉，张军，董葵.基于数据驱动的智能交通管理系统评价体系研究 J.道路交通管理，2022（3）：30-333封春房，董开帆，李志林.基于 AHP 的高速公路智能交通管理系统模糊综合评价 J.警察技术，2020（2）：90-944张昱，廖宝梁，董莹，等.基于 GIS 的智能交通管理系统平台设计 J.山东交通科技，2015（5）：11-13，165陆晓丽，王超贤.探索区块链技术应用场景的经济逻辑：基于信息经济学视角的分析 J.天津大学学报（社会科学版），2022，24（5）：428-4346董可然，张军，顾家悦，等.基于数据维度的城市智能交通管理系统可靠性共性评价研究 J.中国人民公安大学学报（自然科学版），2021，27（3）：47-537董开帆，封春房，顾家悦，等.高速公路智能交通管理系统评价 J.中国公共安全（学术版），2018（2）：72-758杨丽红，尚泽昊.基于区块链和模糊提取的多特征融合身份认证模型 J.数字技术与应用，2022，40（8）：218-220编辑李波94设备管理与维修2023 2（上）节点刚度递增，减振装置等同于刚性衔接的纯阻尼体系。1.2.2减振器补偿阀故障补偿阀停滞运转后会形成空程，主要原因是当减振部件遭到压缩时补偿阀会停止工作，此时工作缸油腔内积累的油将被经由补偿阀输送至储液缸内，如果没有压缩阀的辅助，此时阻尼力将暂时消失，直至补偿阀完全停止后阻尼力又回到原先的状况。1.3其他故障减振装置长期运转后，活塞和工作缸之间的摩擦将变得愈发严重，由于温度递增，会形成减振状况卡死的问题，进而引起减振装置失去效果。一旦紧固阀片的螺母出现了略微松动，阀门预紧力形成威胁，进而威胁到阻尼力。但若阀门频繁弯曲，必将导致其外形受到影响，甚至出现阻隔，导致减振装置失去作用。任何问题都可等效于减振装置阻尼力的改变。因此，本文运用增加与减少阻尼力的方法，开展模拟减振装置在运用环节可能形成的问题，阻尼力偏差范畴在规定范畴的-50%100%（图 2）。2整车动力学模型的建立2.1车辆轨道系统非线性处理（1）轮轨接触。轮对和轨道的接触难度始终是这一范畴探讨的关键之一，差异化轮轨和差异化钢轨之间的接触存在几何关联。起初在分析机动车动力学时，往往把轮轨联系视为近似线性化，并借助“等效踏面锥度”“等效轮轨接触角”等策略实现结构的升级。随着国内铁路建设技术的不断进步，业内为了显著提升轮对的使用寿命、为车辆提供更平稳的行驶环境，如今已经不再运用传统的锥形踏面，而运用非线性较为突出的损耗类踏面。（2）轮轨蠕滑。由于车轮和钢轨具有一定的弹性，所以当车轮朝着钢轨行驶，并且核心区域横向迁移或偏转环节中，轮轨之间在纵向、横向以及垂直于接触面的回转方面构成相关转移，这一相应位转移被称之为蠕滑，隶属于弹性滑动（处于纯粹滚动以及纯粹滑动之间的一类行驶模式）。在蠕滑率不足时，蠕滑力和蠕滑率之间形成显著的线性联系，但如果蠕滑率处于某一个特定层面的大蠕滑条件之中，此时两者之间将维持着非线性关系。（3）悬挂系统。动车组列车悬挂体系内的一系垂向减振装置、二系垂向减振装置、二系横向减振装置及抗蛇行减振装置之间具备一定的互相作用，各个减值装置与列车的运行条件之间形成一些非线性关联，也会威胁抗蛇行减振装置的效果。（4）轨道因素。动车组运行的轨道对车辆的运行存在较大的影响。轨道不平顺或倾斜等均会影响动车组平稳性，其让机动车体系构成各种强迫振动，上述振动会对机动车动力学形成负面威胁。在各类型轨道上运行的动车组其减振器的运动存在不动的状态。3蛇形失稳仿真分析3.1车体低频晃动分析对车轮踏面外观与规范钢轨搭配开展实际操控，轨道几何信息的优化应当把控在常规偏差范畴之中，进而获得较为合理的等效锥度比较踏面与规范钢轨。轮对横移范畴等效锥度减少工作状况假如发生不符合抗蛇行减振装置信息，而车体横向 3 Hz 以下振动是诱发车辆低频率振动的关键所在。对于 CRH3 动车组规划计划每一个转动轮架每端必须配备两个 T60、T70 抗蛇形减振装置，同时在配备之后以横向振动效果剖析低等效锥度搭配，进而查验仿真结果。两个 T60 抗蛇形减振装置结合规划的运用能够获得车体横向加速率由于振幅数字较小对谐波组成威胁低，振动主频得以控制在有限范围内；而两个 T70 抗蛇形减振装置的运用则会发生较为突出的谐波振动，主频波动变化使得加速度幅值也发生改变。这直接证实了，运用两个T60 抗蛇形减振装置结合规划时，锐减的动态刚度车体在振动次数出现高频率转换，从而锐减车体振动能量、落实遏制振动目的。而两个 T70 抗蛇形减振装置结合规划由于动态刚度较高无法锐减车体振动效果难以遏制车体振动。3.2转向架蛇形失稳分析在车辆动力学评估标准内转向架蛇行运转稳定效果较为突出，结构横向加速率大范畴提高与转向架蛇行运转稳定成效不高有着直接的联系。已知分析得出 T70 抗蛇形减振器转向架横向加速率显著低于 T60 抗蛇形减振装置，这也证实在300 km速率运转过程中运用 T70 抗蛇形减振装置不容易形成结构横向加速率警报，而在相应时速运行中因 T60 抗蛇形减振器发生失稳进而发生振动传递，车体横向稳定效果标准提高。为证实模拟规律的稳定效果，应用线路测验比较操作开展证实。装用抗蛇形减振装置以相似线路转向结构测验证实谐波振动测验两个T60、T70 抗蛇形减振器幅值发现，换装 T70 抗蛇形减振装置对于转向架的失稳运转可以落实合理遏制，降低加速度幅值，且架构横向波形衰减非谐波随机振动原因。4结果及分析常见的动车组力学性能主要包含稳定性、曲线通过性、平稳性等内容。其中平稳性主要是针对旅客乘坐舒适性来分析的，大多数以 Sperling 标准落实评估。稳定性、曲线通过性则主要借助减载率、脱轨系数、轮轨垂向力、临界速率、磨耗功率等参数进行计算。4.1车辆平稳性分析动车组平稳性评估参考相关要求，在横向偏移转向架核心区域 1 m 区域的车内地板面中计算出加速度参数。考虑到减振装置的阻尼在-50%误差阶段其动车组平稳性将有所降低，因此可将其横向、垂向平稳性的参数分别设为 2.20、1.85，同时将车体横向、垂直加速度的最大值分别设为 2.35 m/s2、0.37 m/s，如果减振装置阻尼力能够维持在-40%100%的误差范围之内，凭借剖析车体加速度峰值随着阻尼力误差改变曲线能够获得，在-20%阻尼力误差时获得最低垂向加速度为 0.187 m/s2，在-50%阻尼力误差时平稳性低下，计算最大垂向加速度为 0.370 m/s，其差距在 49.5%。可阻尼力误差在-40%100%内改变时，垂向加速度改变趋势较为不足；车体横向加速度改变趋势为先基数降低，随后逐渐降低，最终趋于稳定。图 2不同工况下抗蛇行减振器阻尼特性95设备管理与维修2023 2（上）4.2车辆稳定性分析抗蛇行减振装置常规问题对高速列车动力学性能的威胁，动车组稳定性项目有轮重减载率、脱轨系数、磨耗功率、轮轨横向力、轮轨垂向力、临界速率。脱轨系数伴随着阻尼力误差递增而减少，阻尼力在标准数值时，脱轨系数减少态势缓慢。轮轨损耗的态势与脱轨系数趋势相似，抗蛇行减振装置阻尼力对轮轨损耗的威胁较高。阻尼力偏差会对轮轨垂向力均方根参数威胁较小，阻尼力对轮轨横向力均方根植具备一定的价值。动车组非线性临界速率会随着抗蛇形减振装置阻尼力的递增而递增。5结论（1）减振装置油渗漏和补偿阀滞后等诱发阻尼力降低的稳定必须高度重视，因为其直接影响减振器功能。（2）当抗蛇行减振装置温度促使阻尼力误差不足时，对车辆车辆垂向运动威胁较低，对列车运行平稳性不会产生较大的影响。（3）抗蛇行减振装置难题对于临界速率、轮轨磨耗功率和车体横向加速度的作用较为显著，如果受到抗蛇形减振器温度的影响，其诱发阻尼力误差略微小于规范标准，此时对动车组运转平稳性会造成较高的负面威胁。（4）经过剖析动力学参数成果，依据确保动车组稳定性的基础上最大化提升动车组运转稳定性的准则，可以挑选抗蛇行减振装置的最合理阻尼特性，最佳数值为 90%100%规范阻尼特征，也就是抗蛇行减振装置卸荷速率为 0.03 m/s、卸荷力为 89 kN后，动车组各动力学性能符合相关最佳状况。参考文献1于曰伟，周长城，赵雷雷.高速客车抗蛇行减振器阻尼匹配的解析研究 J.机械工程学报，2018（2）：159-168.2杨东晓.铁道车辆抗蛇行减振器动态特性研究 D.成都：西南交通大学，2015.3欧红波.抗蛇行减振器特性试验及对动力学性能影响研究 D.成都：西南交通大学，2016.编辑吴建卿0引言该结构研制的目的在于提供一种自动填料型烟草制丝用快速压缩结构，以解决烟草压缩过程缓慢、工作人员进行放料时容易造成安全隐患、压缩后的烟草不易运输、用户需要花费大量的时间成本和人工成本的问题。1技术方案为实现上述目的，该结构的研制提供如下技术方案：一种自动填料型烟草制丝用快速压缩结构，包括压缩机、输送架和自动下料架，压缩机的