彭孟菲， 郭文武， 邢海军， 韩彦军， 李 航

(石家庄铁道大学 机械工程学院，河北 石家庄 050043)

0 引言

有轨运输设备具有运量大、速度快和适应性强的特点，在多种工业场合都有广泛应用，例如仓储运输中的有轨制导车辆[1]、隧道施工中的进料和出碴[2]等。这些运输设备的轨道通常铺设在地面，并且往往需要配以辅助卸料设备，或通过人工方式卸料。本文研究了一种架空轨道穿梭车(如图1(a)和图1(b)所示)，该穿梭车可用于矿井运输、预制混凝土构件生产线和无人仓库等多种工业场合，并且可以通过简单的结构进行自动卸料。该穿梭车主要由控制单元、行走机构、盛料和卸料机构组成,其简化模型如图1(c)所示，其中各参数符号含义见表1。

图1 穿梭车模型

表1 穿梭车主要参数

穿梭车在行驶过程中，轨道垂向不平顺引起车身垂向振动，垂向振动的幅值过大将影响车运行的安全性，悬架的弹性元件与阻尼元件能够对车身的垂向振动进行有效隔离，称为消极隔振[3]。此外，较快的车速也会引起垂向振动过大，为了尽可能提高车辆穿梭工作的效率，应要求空载返程速度尽可能快，因此，确定合适的悬架参数是设计该穿梭车的关键。通过H2优化确定了使车身垂向振动能量最小的刚度和阻尼参数，并利用数值方法对1/4车模型进行验证。最后通过Simpack建立了整车模型，利用根轨迹法计算了整车模型在轨道不平顺激扰下车失稳的临界速度。

1 简谐激励下车身的垂向振动

首先考虑1/4车模型以及轨道垂向不平顺为谐波的情况，其动力学模型如图2所示。……