寶鋼自制140t框架車轉向系統(tǒng)分析及運動模擬驗證

1、寶鋼自制140t框架車轉向系統(tǒng)分析及運動模擬驗證桶架車因其紡構*鶴、承載能力大、轉彎半衿小、機動靈活的詩點，廣迂用于大型鑰鐵位業(yè)fljIX內運輸熱軋帶銅、銅曾、梭妊畔產品屈特種董型運輸車寶鋼由建廠初崗生產川梅架車均為國畀中i£按大運輸能力1401（生頭F邑成）部分桶架牟經過驕業(yè)斶覽佔込祁，C按近鍥用奇侖隨若生產規(guī)模的擴大哦鋼對矗絮牟的運輸哥求也增大,近兒年開婀制柜絮牛一寶鋼國嚴化后的140t框醍車性能達醐就部分指標超過堆口車的水f+疋分桁探討誨護饕豐的轉向換為設計撮供儂據(jù)曲丁媲藁車引進周期長.靜用大.I140I框架車轉向系統(tǒng)分析1.1轉向蔡統(tǒng)結構】和1枷架勺那少氏用E.寬”口乍你屮心

2、線兩側即牛休前后各有3橋（對）轉向車輪且前后轉向車輪按車體屮心線對稱布置因而牟體在糕阿時車輪回轉中心在車體中心緘2車體屮心域兩倒車輪在匸作時星剌職譏代在此取中心找側車輪及轉向機購進存分析*轉向系統(tǒng)菇構如閨】所示.轉向嫌舞：¥»T的轉向蚪繪扳I-.：袖需lM動繞同定軸屁轉辻接蝴蛛板仃砒轉支架的短拉桿2帶動第一橋放轉支架5旋轉.轉向長拉桿3和4再分別帶動第二橋.第三橋的旋轉支架旋轉.旗轉支架繞花架上固定軸旋轉.車輪安裝在険轉支架下部車輪中心與囲定軸中心統(tǒng)有少址備心由丁依心絞小可忽略不計設定車輪中心與旋轉固定軸屮心線SO-mIi4ot銖)轉向蜿線卜事.INreringof14()

3、Iframewrhirlr(one*»<!<)1.2轉向系統(tǒng)運功分析140I桶架布冇6橋12個布輪做轉向運功.其同步性尤為重戲.在柿架午轉向時.為了絨少路面對楫架車的附加陽力使輪胎加速燒檢饗求轉向系統(tǒng)保證以個牟輪均作純滾動向無滑動或只“極小的滑動IL全部牛:輪都1料繞一個瞬時轉向中心做問周運動IU架車轉向示盤圖如圖2所示.車輪中心線交點0為特時轉向中心即框架的轉向中心樞架乍的瞬時轉向屮心隧車輛的轉彎半鋰不同在不I忻變化.由于每個車輪的轉向半徑足不同的9保證各轉向車輪轉向時祁做純滾動同-橋（軸）I:的花輪轉角應滿足阿克輪定律式ctfiai二“禍R/L、（I）ctga：二M承

4、+/厶（2）<-tga,=<iji/厶（3）同時第13橋前后車輪轉向運動應満足運動關系式Q）.（5）LJLy=tgOi/tga=I叨I/I叨2（4）LJA,=Iga,/lga>=呻J呻、（5）在140tHl«車的轉向機構中.車輪轉向受轉向蝴燈板.轉向支架卜連桿銷軸位施及連桿長度的影響安裝午輪的轉向支架繞乍架匕固定軸杯W2牢休轉向示怠圖Fig.2dusiamofturning嵐轉因而轉向支架I：連桿銷軸的運動軌跡均在銷軸中心刮固定軸中心為半徑的関弧1：依塞連桿帶動的啟后相鄰兩午輪根據(jù)運功關系式.體轉角正切比為一常數(shù)但在車輪設計的轉動角度范因內該條件并不能夠郡得到渦足只

5、有近似地使它得到保證2轉向系統(tǒng)虛擬模型的建立及數(shù)據(jù)采集根據(jù)i4otma步設計的矗梨裝配結構設計圖選捋午體中心線一側的第13橋6個車輪作為硏究對線確定車體檳執(zhí)牟輪回轉固定軸、轉向蝴燃板、轉向支架上連桿銷軸及連桿的安裝位置.運用INVENTER軟件建立車輪轉向系統(tǒng)三堆橫型如圖3所示IH3轉向耶址簡化:維模咿Fig.3Simplifiedllirrr*<limm«iotuiliivxlrlafAtrrrini；«vMrm運用INVENUZK軟件的運動仿典的功能進行轉向系統(tǒng)機枸仿典咬擬運功并対轉向系給構進行優(yōu)化設計在虛擬槐型里以第1橋左輪為車輪轉向角度基準根據(jù)在轉向轉角范嗣內

6、設定的第】橋左輪缶轉角度.采集梵它各車輪的轉角數(shù)據(jù)并根據(jù)M10°910IS025W15«1橋悌形轉向件旌Fig.4TranrymdMernnfnrrtomwiMrMfir*lImdgrw5>0ISX2SW>圖7轉向Vi.7Prrformiim<<i(«lrrnngrtnkrr-arm»=«=£序采集的以牛輪轉角散畑絵出虛擬樣午的轉療待件關系圖:即第1橋兩車輪相互轉角關系曲線:第I橋、第2橋前后輪相互轉角關象曲踐.第2橋、第3橋逆麻輪相互轉角關系曲線由阿克曼定律和轉向運動關系式計算出與虛擬模型測賦得対轉角數(shù)據(jù)相對

7、應的理論轉角數(shù)據(jù)繪III理論轉彎轉性關系圖井把虛擬樣午的轉彎特性關系圖1j理論轉彎n性關系圖進行比較。珅論、模擬轉廳待件x系如圖510ISX»M)MW4N)第一常左輪樣觸廣)510ISJOMl1540ms轉向«»n9EFiiL5PrrfiMTniifHT</Mrrrinrnxkrr-ami師Jo”2015109ifFi斗6Prrftcnim,<ifMrrnnrnakrr-cifm圖&轉向必科性能卜1艮XPrrf<»nii4n<-r<!M«*rri!i|：HN-krr-ann3轉彎待性關系分析圖4中第1橋梯形

8、轉彎特性曲線比較得出.第1橋左輪轉角在40=55。范舊時曲線偏燈較大.在50。備圧皿大為3.98%在梵它范圍內轉的備差校??；圖5、圖7屮第1橋人輪9第2橋左輪轉向揺聊性能較好在第1橋左輪轉角27。時備差扱大儀為19。：圖6.圖8中第2橋左輪與第3向<1性能卩40。范嗣偏圧較大茲大為36。4框架車轉疔持性曲線分析根據(jù)柿梨乍的I作特點大部分運行4第1橋車輪轉角35。以下.車輪最大轉角60叭在整個范闈控制轉角輔度條件卜優(yōu)先保ilR卜轉角和何轉W較大車輪的轉角ttffi框架A在轉向蝴尿板帯動第I橋牟輪的AJificH支架轉動從第I橋轉彎轉性曲線（圖4）比校得出第1橋左輪轉角在<35及50J

9、60時偏雄牧小說明在冋轉T徑掖小時轉向性能比較出色40°-55。范國時曲線備差相對較大在50。時値差瑕大為35。第I橋紜第2橋前肩弔輪轉向性能牲好在整個冋轉范嗣內比較理姐在第I橋左輪轉角27。時特性曲線最大依差僅為I6。轉向性能設計比較好第3橋車輪轉角由丁受E1橋.第2橋轉向備軸運功軌跡妙響轉角轎度較斌控制第3橋距車體中心線荒近.午輪何轉半衿相對較小線速度較低車輪轉向將度可適當降低第2橋與卞輪轉向性能曲線値怎迫孫隨車輪轉角增加而増加在小轉角區(qū)域伯差較小F柿架車回轉半徑加小時備差最大為3.6%5結論分析得出140t性袈車梯形佻動機構9K動第I橋4輪轉療轉性在大祁分范嗣及常用區(qū)段轉向性能

10、良好僅在轉向范圍局部備繪稍大但影響不大第1橋乍輪與第2橋乍輪轉向性能比較好前JB輪轉角備筮小接近理論設計水平第2橋車輪與第3橋車輪轉向性能在小F20。范圍內轉向性能良好在大丁20。范圍內轉角簡堆増大但最大轉角値差為36。小F4%從午輪模擬轉和待性分析紂出1401m架車轉向系統(tǒng)能夠滿足設計裂求生產實踐證明寶鋼"制的14（）t架乍也滿足生產嬰求參考文猷:I關文達.m：Wia（2te）M北賓：清華大學2009.DJ（矣）拉賀竹尼（R護g«uK）.王IS業(yè)江發(fā)和*輛動力學及WMM北京：機檢匸業(yè)出版I:.2010.B中0汽1：技術研丸中心杯準化研«所Jt次杯準a%2ow（I-.）M）.北京：中図懷爪m版社.2010.RIIfl動*:技術公®中國汽乍工