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《对ICE高速列车动力车二系高柔度圆弹簧的应力分析_龚积球》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2’..第15`苹.上海铁道梦院学报Vol15冷21994牛6月JOURNALOFSHANGH直1INSTITUTEOFR人ILWAYTECH凡OLOGYJune1994对ICE高速列车动力车二系高柔度圆弹簧的应力分析龚积球张定贤(机械工程系)提要:本文结合我国发展250km邝高速列车的关健部件动力车的,—二系高圆簧总成的设计对工CE动力东钓二系高圆簧总成进行应力分析,并时我国高速动力车的有关。结构提出解决途泛:,,`关键词机车螺旋弹簧应力月斤:;.33分类号U238U2601一l德国铁路系列型城际特别快车ntercit,巨xess,(IrP简称工CE)
2、于九十年代初正式投。,,入运营它的设计最大速度为280km/h最大运用速度为250km/h这是在开发试验型城nerexerena,。际列车(ItitJEpimtl简称ICE一V)的基础上生产的系列产品ICE一V的。。设计最大速度为350km/h上述两者的结构和参数稍有差异本文讨论ICE动力车二系高。柔度圆柱螺旋弹簧(简称高圆簧)的强度问题1ICE二系高圆簧的参数及应力分析.1二系弹簧的布置及参数,,ICE二系弹簧的布置是每一转向架每侧各两个高圆簧在圆弹簧下部设置smm厚的橡。:=;二;胶垫一个它的主要参数有簧条直径d46mm簧圈平均直径D242mm弹簧工
3、作高度(含橡胶垫)H=50mm;每个弹簧的垂向静载荷尸二74833N,圆弹簧自由高=0H。。638mm;有效圈数n=7:v=.;L=.一个高圆簧的刚度特性为垂向刚度k0;l5kN/mm横向刚度k0128kN/mm,40mm(mm,mm)。车体与转向架的横向间隙为每侧自由间隙20弹性压缩20.2二系弹簧的最大水平合成挠度。=,动力车低速通过最小曲线半径R`125m时二系弹簧的水平合成挠度尺可计算如:下,.本文于1995年10月15日收对199`年1月25日今目上海铁t,院学报第15卷,=。已知两转向架中心距L=11460m二两轴转向架轴距I3000mm。,
4、。L由式川R2sin+,(88)a十.3△1:=。。又二arCs’n=afCSlnO58一丁一—3000_11。46:5in+,。则(00)=O045842X125.=205故转向架转角0:由图1知.义eos。。二=20510601475。圆弹簧纵向挠度人=367(mm)。x.0sn,=2051060i1475圆弹簧横向挠度人40+=50(mm)57。3因此,弹簧的水平合成挠度=二尺训万万万;昭(mm)以二O】《二碘,~.图1圆弹簧的水平位置:mm)(尺寸单位3.二系高圆簧的应力分析ICE二系高圆簧的垂向静载荷大(尸=74.83kN)。我国已研制的新一代
5、电力机车及,尸值一般在40~5,.。内燃机车的二系高圆簧kN左右最大为645kNICE高圆簧的承。,,载比我国研制的最大承载还高出16%此外为了满足高速运行需要ICE高圆簧的静。,。挠度高达169mm相对来说它的工作高度(含橡胶垫)限制为50mm就太小特别对于设有,,axv)都较大橡胶垫的高圆簧由于结构需要它的最大挠度与静挠度的比值(几/了,。,(接近2甚至大于2)可以看出ICE高圆簧的应力水平将远大于我国已研制机车的二。,。系高圆簧就我国目前的弹簧制造技术而言还不能达到ICE高圆簧的水平.第2期龚积球张定贤对ICE高速列乍动力车二系高柔度圆弹摘的应力分
6、析.4橡胶垫参数橡胶垫,(图2)设置于高圆簧下部其硬度HS=60,其它参数为川:E=4.6N/mmZ,日二{〔1夕/产/产/4逮比/才尸刁洲夕玩叼=.Z,r;=,「二厂〕丫t口下G125N/mm内径Z100mm外径卜、、、、〕二1l卜、、、、、,日仁r:=,=。Z248mm厚度d8mm5.高圆簧的刚度及合成应力,列于2(尺:m计算求得高圆簧的刚度特性及应力图橡胶垫寸单位m)。,,表1由表1可知ICE高圆簧的应力水平很高巳超过用我国目前的材料及制作技术生产。,,。的弹簧应力水平40%左右因此如果高圆簧尺寸不能改变则只能从国外引进表1cIE动力率二燕高口抽
7、的刚度及应力垂向刚度(挠度)横向刚度垂向静载荷下的计入水平载荷时的T。Z丫Z(N/mm)(mm)(N/mm)应力(N/mo)合成应力x(N/mm)451(166)6.ICE二系高圆簧总成分析:,通常采用高圆簧加橡胶垫的布置有以下好处①减小高圆簧总成的横向刚度从②较大。,地减小高圆簧的应力水平现ICE动力车二系高圆簧仅采用smm厚的橡胶垫因此对横向。m,。刚度及应力水平的减低效果汲小通常橡胶垫厚度至少为25m以上才有显著效果据,当高mm,。有关文献介绍圆簧两端的圆形橡胶垫取为30时约可降低圆弹簧应力20%至于,ICE动力车二系高圆簧采用如此薄橡胶垫的原因主
8、要是由于二系悬挂的高度限。二,,,制由于弹簧的静挠度vf169mm有效圈数为7圈
