朱向阳等・基于ＨＸＤ１Ｃ型交流传动机车的径向转向架’・２０１４年第３期 相对位置及安装空间，尽量使结构重量和受力分布比 较均匀。 图２构架的三维图 构架采用三轴转向架构架传统的“目”字形焊接钢 结构，由两根侧梁、两根横梁和两根端梁构成。各梁均 为薄板焊接成的箱型梁。侧梁采用直梁结构，并设置轴 箱拉杆座、各油压减振器座和各止挡座等部件；第一横 梁为牵引梁，安装有径向机构耦合拉杆支撑杆支座、牵 引电机吊杆座，下部设置牵引座：第二横梁安装有径向 机构拐臂座、牵引电机吊杆安装座：前、后端梁设有导 向梁安装座．前端梁还设有牵引装置连杆吊座、后端梁 设有牵引电机吊杆座等。 根据标准ＵＩＣ ６１５—４《动力元件～转向架和走行部 一转向架构架结构强度测试》，对构架的静强度与疲劳 强度进行了评估，并对结构改动比较大的前后端梁及 横梁电机吊挂座，进行了疲劳强度评定。局部结构几经 修改，最终的评估结果表明构架强度符合要求。 ４．２径向装置 如图３所示，径向装置由两根导向梁、过渡耦合拉 杆、过渡拐臂、耦合拉杆、辅助支撑杆（防止过渡耦合拉 杆颤震）和两个安装导向梁的枢轴组成。 １一前导向梁；２－－枢轴；３－－过渡耦合拉杆；４一辅助支撑杆；５一过 渡拐臂；６一耦合拉杆：７一后导向梁。 图３径向装置结构图 径向装置由过渡拐臂分成两部分。第一部分为一 平行四边形机构，第一轮对的转动通过过渡耦合拉杆 等角位移和等角速度传递给过渡拐臂：第二部分由反 向相切于两个相同回转半径的耦合拉杆组成的机构． 过渡拐臂的转动将推动第二导向梁反向转动相同角 度，从而使转向架第三轮对相对于第一轮对反向随动， 使第一、三位轮对自动趋于径向位置。 各部件的连接及位置关系如下： １）耦合拉杆、过渡耦合拉杆和导向梁之间的连接 均采用关节轴承。 ２）导向梁通过橡胶关节悬挂在枢轴上，而枢轴固 定安装在构架前、后端梁上。 ３）过渡拐臂采用滑动套安装于构架横梁下部。 ４）在过渡耦合拉杆中间位置设置辅助支撑杆（防 止过渡耦合拉杆颤震），支撑杆仅弹性约束过渡耦合拉 杆的垂向运动，对过渡耦合拉杆的其他自由度不约束． 过渡耦合拉杆在水平面内可自由运动。 ５主要设计变更 本径向转向架是基于ＨＸｏ１Ｃ型机车的转向架进行 设计的。由于增加了径向装置，相对于ＨＸｏ１Ｃ型机车 的转向架，主要在下述方面进行了相应变更。 １）构架。 构架上增加径向导向机构所需的枢轴安装座、辅 助支撑杆安装座、过渡拐臂安装座、纵向止挡座及减振 器座。 由于吊挂点纵向位置发生移动．端梁形状发生改 变。同时由于端梁需承担轮对的牵引和制动载荷．端梁 截面（下盖板）宽度尺寸增加。 对中间轴轴箱拉杆座长度、后扫石器安装支座的 位置、端轴一系横向止挡座的位置、砂箱接口作了调 整。 ２）一系悬挂装置。 为了保证机车动力学性能和轮对的导向能力．一 系悬挂螺旋弹簧由单圈弹簧改为双圈弹簧，减小了一 系簧垂向刚度，一系簧横向刚度也随之降低。 端轴的轴箱拉杆解除与构架连接．改为与导向梁 连接，因此轴箱拉杆长度作了改动，并对相应的轴箱体 安装接口作了改变。 ３）牵引装置。 为满足导向梁的安装需要，牵引装置在构架上的 吊杆吊挂点向轮对纵向移动，牵引杆（一）、牵引杆（二） 的长度尺寸改变，车体牵引座倾斜角度略有改变。 ４）砂箱。 为了避开连接轴箱的轴箱拉杆，导致位于构架侧 梁底部的砂箱宽度尺寸变小（机车限界也基本上不允 许砂箱外移），从而使砂箱容积有所减小。 ５）扫石器。 为了避开连接轴箱的轴箱拉杆，后扫石器安装支 架安装位置改变，往转向架中心横向移动。为避开过渡 耦合拉杆，前右扫石器下部结构也进行了变更。 一３１— 电力机车与城轨车辆・２０１４年第３期 ６动力学分析与计算 ６．１ 机车动力学性能 过具有５级线路不平顺、６０ １２０ ｍｍ不同外轨超高的 ６００ ｍ半径曲线。径向转向架机车的动力学指标都比 常规机车有所减小，其中轮对冲角减小了３７．６１％一 ４４．Ｏ２％，轮缘磨耗因子减小了４０．７１％～５４．０４％。 ８）径向转向架机车以１００ ｋｍ／ｈ的速度通过具有５ 对机车进行了动力学计算．按照ＴＢ／Ｔ ２３６０｛铁道 机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》对垂向平 稳性、横向平稳性、轮对的脱轨系数进行评定，参照ＧＢ ５５９９｛铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》对轮 重减载率进行评定。同时与无径向装置的常规机车 （ＨＸｏ１Ｃ型机车）的动力学性能进行了对比分析。结论 级线路不平顺、不同外轨超高的６００ｉｎ半径圆曲线时。 过渡耦合拉杆承受了很大的作用力。 ６．２轴重转移 １）在启动工况下，机车一～六轮对的轴重转移量依 如下： １）径向转向架机车的非线性临界速度为１８０ｋｍ／ｈ． 完全满足设计要求．但径向转向架机车的非线性临界 速度比常规机车降低了很多，衰减振动的能力也比常 规机车差一些。 ２）径向转向架机车和常规机车的垂向平稳性指标 没有明显的差别，垂向动作用力水平相差不大．常规机 车的垂向动作用力水平略优于径向转向架机车。 ３）常规机车的横向平稳性指标略优于径向转向架 机车，横向轮轨动作用力水平略低于径向转向架机车； 在所有计算工况，径向转向架机车和常规机车的横向 轮轨动作用力均未超过其极限值。 ４）径向转向架机车能够以５ ｋｍ／ｈ的速度安全通过 １２５ ｍ半径的光滑曲线轨道；径向转向架机车第一轮 对的外轮导向力、轮对横向力、外轮垂向力、轮重减载 率、脱轨系数比常规机车有所增大，最大幅度为 ４．１２％．但轮对冲角比常规机车减小了２０．６Ｏ％ １７．４１％，轮缘磨耗因子减小了１８．４６％～１６．１２％。 ５）径向转向架机车能以７０ ｋｍ／ｈ的速度安全通过具 有６０～１２０ ｍｍ外轨超高的３００ ｍ半径光滑曲线。径向 转向架机车所有动力学指标比常规机车有了很大的改 善，其中轮对冲角减小了６６．６１％～６８．９６％．轮缘磨耗因 子减小了７０．１５％～７４．２０％。 ６）径向转向架机车能够以７０ ｋｒｒｇｈ的速度安全通过 具有５级线路不平顺、６０～１２０ ｍｍ不同外轨超高的 ３００Ｉｎ半径曲线：除外轮导向力和脱轨系数以外，其它 动力学指标都比常规机车有所减小．其中轮对冲角减 小了４８．７７％～５１．６５％，轮缘磨耗因子减小了４６．１９％～ ５Ｏ．８０％，脱轨系数增大了７．９４％～ｌ０－３１％。 ７）径向转向架机车能够以１００ ｋｍ／ｈ的速度安全通 一３２一 次为一ｌ７．４０ ｋＮ、一１２．８２ ｋＮ、一８．７５ ｋＮ、８．７５ ｋＮ、１２．８２ ｋＮ、 １７．４０ ｋＮ，黏着利用率为９２．９１％： ２）最佳的牵引高在轨面之下１１ ｍｍ。这时机车前构 架每轮对减载ｌ４．０２ ｋＮ，后构架每轮对增载１４．０２ ｋＮ， 最佳黏着利用率为９４．２８％。 ７结束语 作为国内第一种自主研发的电力机车径向转向 架，本径向转向架是在当前铁路干线主型机车—— ＨＸｏ１Ｃ型大功率交流传动机车的转向架的基础上研发 的自导向三轴径向转向架。两者与车体的接口保持～ 致，只需要对转向架进行整体互换（不涉及车上设备）。 就可以实现机车的径向功能。减小车轮磨耗。因此，本 径向转向架的实用性比较强．对铁路交通的多样化发 展具有十分积极的意义。 参考文献： ［１】周建斌，陈清明，王平华．ＨＸＤ１Ｃ型大功率交流传动电力机车转向 架【Ｊ】．电力机车与城轨车辆，２０１１（６）． ［２】傅茂海，李芾．摆式客车径向转向架结构及其动力学性能的研究 【Ｊ］．铁道车辆，２００２（３）． ［３Ｊ陈康．１２０ ｋｒｒｇｈ大功率交流传动电力机车径向转向架方案的动 力学分析ＪＲ］．成都：西南交通大学机车车辆研究所，２０１１． ［４４］ ＳｗｅｎｓｏｎＣｕｒｔ Ａ．Ｈｅａｖｙ－ｌｏａｄ ＡＣ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ［Ｒ］．ｉｓ．１．］：Ｔｈｅ Ｆｉｆｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｈｅａｖｙ Ｈａｕｌ Ｒａｉｌｗａｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，１９９３． 【５】孙竹生，鲍维千．内燃机车总体及走行部【Ｍ】．北京：中国铁道出版 社．１９９５． 【６】ＵＩＣ６１５－４，动力元件一转向架和走行部一转向架构架结构强度测 试【ｓ］． 【７】ＴＢ／Ｔ ２３６０，铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准【Ｓ】． 【８］ＧＢ ５５９９，铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范【ｓ］． （责任编辑李娜）
