宝钢自制140t框架车转向系统分析及运动模拟验证

1、宝钢自制140t框架车转向系统分析及运动模拟验证桶架车因其纺构*鶴、承载能力大、转弯半衿小、机动灵活的诗点，广迂用于大型钥铁位业fljIX内运输热轧带铜、铜曾、梭妊畔产品屈特种董型运输车宝钢由建厂初崗生产川梅架车均为国畀中i£按大运输能力1401（生头F邑成）部分桶架牟经过骄业斶览佔込祁，C按近锲用奇侖随若生产規模的扩大哦钢对矗絮牟的运输哥求也增大,近儿年开婀制柜絮牛一宝钢国严化后的140t框醍车性能达醐就部分指标超过堆口车的水f+疋分桁探讨诲护饕丰的转向换为设计撮供侬据曲丁媲藁车引进周期长.静用大.I140I框架车转向系统分析1.1转向蔡统结构】和1枷架勺那少氏用E.宽”口乍你屮心

2、线两侧即牛休前后各有3桥（对）转向车轮且前后转向车轮按车体屮心线对称布置因而牟体在糕阿时车轮回转中心在车体中心缄2车体屮心域两倒车轮在匸作时星剌职讥代在此取中心找侧车轮及转向机购进存分析*转向系统菇构如閨】所示.转向嫌舞：¥»T的转向蚪绘扳I-.：袖需lM动绕同定轴屁转辻接蝴蛛板仃砒转支架的短拉杆2带动第一桥放转支架5旋转.转向长拉杆3和4再分别带动第二桥.第三桥的旋转支架旋转.旗转支架绕花架上固定轴旋转.车轮安装在険转支架下部车轮中心与囲定轴中心统有少址備心由丁依心絞小可忽略不计设定车轮中心与旋转固定轴屮心线SO-mIi4ot铢)转向蜿线卜事.INreringof14()

3、Iframewrhirlr(one*»<!<)1.2转向系统运功分析140I桶架布冇6桥12个布轮做转向运功.其同步性尤为重戏.在柿架午转向时.为了絨少路面对楫架车的附加阳力使轮胎加速烧检饗求转向系统保证以个牟轮均作純滾动向无滑动或只“极小的滑动IL全部牛:轮都1料绕一个瞬时转向中心做問周运动IU架车转向示盘图如图2所示.车轮中心线交点0为特时转向中心即框架的转向中心枢架乍的瞬时转向屮心隧车辆的转弯半锂不同在不I忻变化.由于每个车轮的转向半径足不同的9保证各转向车轮转向时祁做纯滾动同-桥（轴）I:的花轮转角应满足阿克轮定律式ctfiai二“祸R/L、（I）ctga：二M承

4、+/厶（2）<-tga,=<iji/厶（3）同时第13桥前后车轮转向运动应満足运动关系式Q）.（5）LJLy=tgOi/tga=I叨I/I叨2（4）LJA,=Iga,/lga>=呻J呻、（5）在140tHl«车的转向机构中.车轮转向受转向蝴燈板.转向支架卜连杆销轴位施及连杆长度的影响安装午轮的转向支架绕乍架匕固定轴杯W2牢休转向示怠图Fig.2dusiamofturning嵐转因而转向支架I：连杆销轴的运动轨迹均在销轴中心刮固定轴中心为半径的関弧1：依塞连杆带动的启后相邻两午轮根据运功关系式.体转角正切比为一常数但在车轮设计的转动角度范因内该条件并不能够郡得到渦足只

5、有近似地使它得到保证2转向系统虚拟模型的建立及数据采集根据i4otma步设计的矗梨装配结构设计图选捋午体中心线一側的第13桥6个车轮作为硏究对線确定车体檳執牟轮回转固定轴、转向蝴燃板、转向支架上连杆销轴及连杆的安装位置.运用INVENTER软件建立车轮转向系统三堆横型如图3所示IH3转向耶址简化:维模咿Fig.3Simplifiedllirrr*<limm«iotuiliivxlrlafAtrrrini；«vMrm运用INVENUZK软件的运动仿典的功能进行转向系统机枸仿典咬拟运功并対转向系給构进行优化设计在虚拟槐型里以第1桥左轮为车轮转向角度基准根据在转向转角范嗣内

6、设定的第】桥左轮缶转角度.采集梵它各车轮的转角数据并根据M10°910IS025W15«1桥悌形转向件旌Fig.4TranrymdMernnfnrrtomwiMrMfir*lImdgrw5>0ISX2SW>图7转向Vi.7Prrformiim<<i(«lrrnngrtnkrr-arm»=«=£序采集的以牛轮转角散畑絵出虛拟样午的转疗待件关系图:即第1桥两车轮相互转角关系曲线:第I桥、第2桥前后轮相互转角关象曲践.第2桥、第3桥逆麻轮相互转角关系曲线由阿克曼定律和转向运动关系式计算出与虚拟模型测赋得対转角数据相对

7、应的理论转角数据绘III理论转弯转性关系图井把虛拟样午的转弯特性关系图1j理论转弯n性关系图进行比较。珅论、模拟转厅待件x系如图510ISX»M)MW4N)第一常左轮样触广)510ISJOMl1540ms转向«»n9EFiiL5PrrfiMTniifHT</Mrrrinrnxkrr-ami師Jo”2015109ifFi斗6Prrftcnim,<ifMrrnnrnakrr-cifm图&转向必科性能卜1艮XPrrf<»nii4n<-r<!M«*rri!i|：HN-krr-ann3转弯待性关系分析图4中第1桥梯形

8、转弯特性曲线比较得出.第1桥左轮转角在40=55。范旧时曲线偏燈较大.在50。備圧皿大为3.98%在梵它范围内转的備差校小；图5、图7屮第1桥人轮9第2桥左轮转向揺聊性能较好在第1桥左轮转角27。时備差扱大仪为19。：图6.图8中第2桥左轮与第3向<1性能卩40。范嗣偏圧较大兹大为36。4框架车转疔持性曲线分析根据柿梨乍的I作特点大部分运行4第1桥车轮转角35。以下.车轮最大转角60叭在整个范闱控制转角辅度条件卜优先保ilR卜转角和何转W较大车轮的转角ttffi框架A在转向蝴尿板帯动第I桥牟轮的AJificH支架转动从第I桥转弯转性曲线（图4）比校得出第1桥左轮转角在<35及50J

9、60时偏雄牧小说明在冋转T径掖小时转向性能比较出色40°-55。范国时曲线備差相对较大在50。时値差瑕大为35。第I桥纭第2桥前肩弔轮转向性能牲好在整个冋转范嗣内比较理姐在第I桥左轮转角27。时特性曲线最大依差仅为I6。转向性能设计比较好第3桥车轮转角由丁受E1桥.第2桥转向備轴运功轨迹妙响转角轿度较斌控制第3桥距车体中心线荒近.午轮何转半衿相对较小线速度较低车轮转向将度可适当降低第2桥与卞轮转向性能曲线値怎迫孙随车轮转角增加而増加在小转角区域伯差较小F柿架车回转半径加小时備差最大为3.6%5结论分析得出140t性袈车梯形佻动机构9K动第I桥4轮转疗转性在大祁分范嗣及常用区段转向性能

10、良好仅在转向范围局部備绘稍大但影响不大第1桥乍轮与第2桥乍轮转向性能比较好前JB轮转角備筮小接近理论设计水平第2桥车轮与第3桥车轮转向性能在小F20。范围内转向性能良好在大丁20。范围内转角简堆増大但最大转角値差为36。小F4%从午轮模拟转和待性分析紂出1401m架车转向系统能够满足设计裂求生产实践证明宝钢"制的14（）t架乍也满足生产婴求參考文猷:I关文达.m：Wia（2te）M北宾：清华大学2009.DJ（矣）拉贺竹尼（R护g«uK）.王IS业江发和*辆动力学及WMM北京：机檢匸业出版I:.2010.B中0汽1：技术研丸中心杯准化研«所Jt次杯准a%2ow（I-.）M）.北京：中図怀爪m版社.2010.RIIfl动*:技术公®中国汽乍工