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电机空心轴式独立制动轴方案研究
| 论文题名： | 电机空心轴式独立制动轴方案研究 |
| 关键词： | 长大跨线列车;独立制动轴;电机空心轴;动车组;转向架 |
| 摘要： | 随着高速客运专线的快速发展，其与既有路网融合，实现长大跨线运输是必然趋势。而运行于既有路网和客运专线之间的长大跨线列车由于技术要求和运行环境不同，无法由现有的CRH列车单独完成，需要引入新的车型，以满足既有线和高铁线路对运行车辆的技术性能要求。根据客运专线线路标准要求首先要降低轴重到17T，但机车轻量化在实践上存在很大困难，而改变转向架的轴式，采用新的转向架结构可以降低轴重。其次，轮轨系统动力学的研究表明，减少轴重同时降低簧下质量，有利于改善轮轨动作用力。基于以上两点，一种带独立制动轴驱动系统、速度等级为250km/h的A-1-A转向架方案，能够满足长大跨线运输机车的技术要求。 独立制动轴是这种驱动系统的关键技术难点，在制动工况下，独立制动轴在传递制动扭矩的同时会受到较大的径向支反力，由于现有传统联轴器在承担径向支反力上的局限性及有限的结构空间，给独立制动轴总体方案的确定带来很大的困难。本论文针对这一问题，提出了一种电机空心轴支撑方式的独立制动轴解决方案，使制动支反力和扭矩分开单独平衡，解决了独立制动轴的径向力问题。 针对该方案，论文首先确定了转向架的轴式和驱动制动系统结构形式，结合电机空心轴技术特点，确定了独立制动轴的电机空心轴式支撑方式，给出独立制动轴的外部载荷条件;其次，根据《铁路主要技术政策》规定250km/h高速旅客列车的紧急制动距离限值为2700m的要求，通过制动能力的计算得出紧急制动减速度都在轮轨粘着曲线以下;经过制动齿轮传动比优化分析，确定了合理的制动传动比这一关键参数;论文对独立制动轴主要部件进行了设计计算分析，通过结构空间尺寸和载荷条件的计算，确定了制动扭轴和制动空心轴的危险截面，通过齿形联轴器强度分析确定联轴器符合要求;最后，选用锻钢制动盘和粉末冶金闸片的摩擦副，根据制动盘的工况条件及检验标准通过ANSYS进行制动盘的温度场、应力场分析，温度最大值437.1℃低于制动盘材料的耐热极限630℃，最大热应力为733MPa同样低于制动盘屈服极限840MPa，确定制动盘强度符合要求。论文在完成以上分析的基础上，给出了独立制动轴的结构方案图及PRO/E三维图，确定了电机空心轴支撑方式的独立制动轴解决方案的可行性。 |
| 作者： | 许海洋 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 钟文生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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