（光学工程专业论文）cw200型转向架工艺优化研究.pdf

韭塞銮迢盔堂圭些亟堂焦监銮虫塞缝墨 中文摘要 摘要：交通运输是国民经济和社会发展的基础，运输速度是交通运输现代化 的最重要标志。为提高旅客列车与航空、高速公路的竞争能力，就需要缩短旅行 时间、提高旅客列车的舒适性，所以提高旅客列车运行速度、提高旅客列车运行 平稳性是世界各国铁路亟待解决的问题。而提高旅客列车运行速度、提高旅客列 车运行平稳性最关键的问题就是提高列车转向架的整体性能。 长春轨道客车股份有限公司及其国外合作方阿尔斯通运输股份有限公司已经 承诺全面系统地引迸和转让对速2 0 0 公里铁路动车组的设计和制造技术。因此借 鉴阿尔斯通运输股份有限公司转让的2 0 0 公里动车组转向架的制造技术，对我公 司c 、肌2 0 0 型转向架的制造工艺进行优化，可以显著地提高c w 2 0 0 型转向架的制 造质量，保证c w 2 0 0 型转向架批量生产的质量，对我公司具有十分重要的现实意 义。 关键词：转向架；制造工艺；工艺优化； 分类号： 请输入分类号( 1 2 ) ，以分号分隔。】 e 塞銮通太堂童些亟堂建硷塞旦s ! 基! a b s t r a c t a b s t r a c t a sw ea uk n o w t r a n s p o n a t i o n1 st 1 1 eb a s eo ft h ec o u n n y sc c o n o m y a i l ds o c i c t yd e v e l o p m 钮t ，m es p e e di st l l es y i i l b o lo f t h em o d c r i l 仃柚s p o r t a t i o n h lo r d c r t oi n l p r o v et l l ec o m p c t i t i o na b i l i t i e s 锄o n gt l l em i l w a yi l l d i l s 时卸da i r l i l l ei i i d u s 打y 孤d t l i g h w a yi n d l l s 打y w em u s tc md o w nt h et i i i l eo f t l l e j o 啪e y 矾di m p r 0 v e t h ec o m f o r to f t l l er a i l w a yv e l l i c l e s s oh o wt oi m p r o v et h em i l w a yv e t l i c l e ss p e e d 孤ds t a b i l i t yi se h c o l l l l 仃ym u s tb ef h c e d 觚dr e l v e d 王0 w c v e r ，t l l em o s ti m p o r t a n tn l i n 笋i st 0i i i l p r o v c t 1 1 ew h 0 1 ep e r f o m a n c eo f t l l eb o 百e s c h 孤g c h 吼r a i l w a yv e 蚰c l c s c o ，l c d ( c r c ) a n d i t s c o 叩e 洲v e p a r t ，a l s t o mt r a i l s p o r t 撕o nc o ，l t dh a v ea g r e e dt l l a ta l s t o mw m 订a l l s 衙地觚l t e c t m o l o 百铝o f 2 0 0 h i l he m ud e s i 印j i l ga n dm a l l u 岛咖面g t oc r c o 盯m p 锄y 砌e p c l l d e n t l yd c v c l o p c dm cb o 百eo f c w - 2 0 0b yl e 锄吨a d v 锄c e d b o g i et l l i l 0 1 0 9 ya l lo v 盯l h ew o r l d 1 1 l cb o g i eh 勰b 湖p r o v e di t sa p p l i c a b i l 毋b yt e i l y e 嬲p f o c e s so fd 鼯i 盟i 1 1 吕p r o d l l c i l l g t y p et 船t i l 培雒di i i 他st 髓t i n g t h eb o 西eo f c w 2 0 0 埘l lb c c o m el e a 血gb o 百鹤矗) r1 2 0 1 n i l m 孤dh i 班c rg f a d cr a i l w a yv e h i c l e s s oo w 咖p a n yc 赫d o m e 慨b 1 1 0 1 0 百o p t i m i z 吨i l l eb o 百ec w - 2 0 0b y s t l l d y i n g2 0 0 虹曲e m ub o 百eo f a l s t d mc o m p 卸y 1 1 l i sw i l l n o to n l yi n l p r 0 v eo l l r m 锄锄舳gl e 、，e l b ma 1 e n s b a t c hp 刚u c t i o n s oi t h 越v e 巧r e a l i s t i c s i g i l i f i c 锄c et oo l l rc o m p a n y 碰y w o r d s ：b o 百e 、m a 栅白o t 晌gt e c l l i l o l o g y t c c h n o l o g y0 p 妇l i z i l l g c l a s s n o ： 请输入分类号，以分号分隔。】 致谢 本文是在导师何庆复教授热情的鼓励和悉心地指导下完成的，何庆复教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在论文选题和研究方 向上导师给予了极大的支持和帮助，导师精深广博的知识，实事求是的工作作风 以及高尚的品德，都给我留下深刻的印象、使我受益非浅。在此衷心感谢三年来 何庆复老师对我的关心和指导。 在论文编写过程中，得到了刘志泰副总工程师的精心指导。在公司领导的大 力支持下，使c w 一2 0 0 转向架的优化工艺能够在公司内部迅速得到应用。在此向他 们表示诚挚的谢意。 撰写论文期间，刘爱军、王利军等同志对我论文中的板材钢板备料和构架焊 接方面的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在工作的同时专心完成我 的学业。 韭基窑望太堂童些亟堂焦途塞崖 序 铁道部为了满足国内日益增长的快速铁路客运服务需要，通过公开招标方式 采购时速2 0 0 公里的铁路电动车组应用于既有铁路和客运专线。通过动车组项目， 将使中国制造企业全面引进国外先进、成熟、经济、适用、可靠的铁路动车组设 计和制造技术，经过中国制造企业消化吸收和自主创新，逐步提高国产化率，实 现时速2 0 0 公里铁路动车组的国产化，并使中国制造企业通过一次引进技术，具 备铁路动车组速度提升的持续研制和开发能力。 长春轨道客车股份有限公司已从其国外合作方阿尔斯通运输股份有限公司全 面系统地引进和转让时速2 0 0 公里铁路动车组的设计和制造技术。 长春轨道客车股份有限公司从国外合作方阿尔斯通运输股份有限公司引进和 转让的c a 2 5 0 转向架是a l s t 伽公司从t a v s 一1 0 4 转向架基础上为中国动车组项目 特殊改进设计的。t a ￥s 1 0 4 转向架源自于著名的p e n d 0 1 i n o 系列高速转向架， p e n d o l i n o 系列高速转向架在高速线上以及既有传统线路上的商业运行里程已经 超过了2 亿公里。所以，c a 2 5 0 转向架的制造工艺是成熟、可靠的，是经过长期运 行验证的。 所以根据引进的先进工艺对公司原有产品的制造工艺进行优化，来提高产品 制造质量的方式，完全达到了铁道部中国制造企业全面引进国外先进、成熟、经 济、适用、可靠的制造技术和使中国制造企业通过一次引进技术，具备持续研制 和开发能力目标。 垫塞銮堡丕堂童些亟圭堂焦逾塞 i l 主 l 引言 1 1国外高速客车的现状和发展 1 1 1国外高速客车的现状 铁路作为一种陆路的交通工具，发展到今天，已是其它任何一种交通工具无 法替代的。它的主要特点就是安全、舒适、快速。而作为该工具的主要载体高速 铁路客车车辆发展也是飞快的，其主要就是以法国的t g v 、德国的i c e 、日本的新 干线为代表，它充分体现铁道客车车辆当今世界最高水平。 1 ) 法国t g v 1 9 8 9 年投入运营，最高试验速度5 1 5 3 k m h ，车体材质为钢结构，而且有部 分拖车为双层客车，动力配制方式为动力集中式。 2 ) 德国i c e 1 9 9 1 年投入运营，最高试验速度4 0 6 9 k m h ，车体材质为铝合金，动力配置 方式为动力集中式。i c e 3 ：2 0 0 0 年投入运营，设计速度为3 3 0 1 ( 1 i l h 铝合金车体， 动力配置方式为动力分散式。i c e t ：1 9 9 9 年投入运营，设计速度2 3 0 k m h ，动力 配置方式为动力分散式，车体为铝合金摆式车体。 3 ) 日本新干线 1 9 8 5 年投入运营，最高试验速度3 4 5 k 珂h ，车体为铝合金车体，动力配置方 式全部为动力分散式。 4 ) 意大利e t r 5 0 0 1 9 9 6 年投入运营，车体为铝合金车体，运营速度3 0 0 k m h ，动力配置方式为 动力集中式。 5 ) 瑞典x 2 0 0 0 1 9 9 0 年投入运营，最高试验速度2 7 5 7 k m h ，车体为不锈钢摆式车体，动力 配置方式为动力分散式。 1 1 2 未来高速客车发展趋势 从上述世界上主要高速客车的发展情况来看，铁路客车车辆发展到今天，从 轮轨之间粘着关系来看，客车车辆的最高速度已经达到极限。未来客车车辆的发 展趋势是客车车辆应具有较强旅客吸引力，较高的经济性和较好的环保性。具体 地说应具备以下的特点： 1 ) 寿命周期成本降低到现有车辆1 3 ，这就意味着制造成本、能源消耗成本、维 修成本都要降低。 2 ) 旅行时间的缩短，这是轨道变通具有吸引力的体现。唯一途径就是提高平均运 行速度和起动加速度，未来高速车将以2 0 0 l l h 一3 5 0 k m h 速度运行。 3 ) 舒适性不断提高，其中包括高速车的噪音对乘客的影响及既有线路提高运 营速度后舒适性提高。 4 ) 能源消耗降低，未来铁路车辆能源消耗最少应比现有降低3 0 。 5 ) 关键技术应用 a 、为达到旅行时间缩短，同时又降低能耗，必须重新开发新型的牵引、制动系统， 包括电机、变压器以及i g b t 整流器等。 b 、走行部分摆式技术应用，可提高舒适性、缩短运行时间。 c 、车辆上薪材料、新结构随着科技不断进步将广泛被应用，其中包括新一代材料， 粘接技术以及革命性的蜂窝状结构等。 1 2国内外主要客车转向架的简介 1 2 i国内主要客车转向架的简介 1 2 1 12 0 6 系列转向架的简介 2 0 6 系列转向架是四方机车车辆股份公司生产的d 轴客车转向架的系列产品， 是从六十年代初开始，四方工厂在有关单位协助下根据铁路客运的不同需要设计 制造的转向架，包括u d l 、u d 2 、u d 3 ( 2 0 6 ) 、u d 4 、u d 5 、2 0 5 w 、2 0 6 g 、2 0 6 p 等， 这些转向架的构架侧梁中部具有下凹成u 形的共同特点，并采用r d 型车轴，因此 也称u d 系列转向架。 u d l 型转向架是1 9 6 0 年为双层客车组配套设计制造的转向架；u d 2 型转向架 是1 9 6 4 年是在总结国内旧有几种主型转向架的运用基础上设计试制的准备供中、 蒙、苏三国联运旅客列车使用的转向架；u d 3 、u d 4 型转向架即2 0 6 、2 0 7 型转向架， 是在1 9 7 1 至1 9 7 2 年间为中蒙苏三国联运客车专门设计制造的转向架。u d 3 型转向 架适用于国内准轨线路，u d 4 型转向架适用于蒙苏境内1 5 2 4 删的宽轨线路，彼此 结构形式完全相同；u d 5 型转向架是1 9 7 8 至1 9 8 0 年间为2 5 5 m 空调客车和发电车 设计制造的新型转向架，构造速度为1 6 0 l ( i i i h ；2 0 6 w 型转向架是1 9 8 4 年在2 0 6 型 转向架基础上研制的一种新型无摇动台转向架；2 0 6 g ( 2 0 7 g ) 型转向架是1 9 8 9 年 2 根据5 0 辆国际旅游列车1 6 0 k m h 构造速度要求设计制造的转向架，同样，2 0 6 g 型 转向架适用于国内准轨线路，2 0 7 g 型转向架适用于蒙苏境内1 5 2 4 咖的宽轨线路； 2 0 6 p 型转向架是1 9 9 8 年根据铁道部列车提速的要求和条件，在2 0 6 g 型转向架基 础上改进而成的转向架。 表1 12 0 6 系列转向架主要技术参数 参数名称 唧u d 4 u d lu d 2u d 5 b2 咖2 0 6 g2 0 6 p ( 2 0 6 2 0 7 ) 固定轴距( m )2 4 0 02 4 0 02 4 0 02 4 0 02 4 0 02 4 0 02 4 0 0 车轮直径( 衄)9 1 59 1 59 1 5 9 5 09 1 59 1 59 1 59 1 5 车轴型号r d吼r n o 如，。r 仇r d mr d | 心盘至轨面高( m )7 8 07 8 07 8 0 8 5 07 8 07 8 07 8 07 8 0 心盘允许载荷( t )2 8 52 9 22 9 5 2 9 22 5 32 7 32 9 12 9 1 总静挠度( 载重)1 7 71 8 22 0 12 0 52 1 02 1 02 1 0 一系静挠度( 载重 6 15 46 4 4 3 5 86 56 56 5 m ) 二系静挠度( 载重 1 1 61 2 81 3 71 6 2 1 4 71 4 51 4 51 4 5 m ) 枕簧横向跨距( m )2 4 0 02 4 0 02 4 0 0 2 柏02 4 0 02 4 0 02 4 0 02 4 0 0 枕簧上支承面高8 0 88 6 68 7 0 船78 3 8 8 5 68 7 68 7 08 7 0 ( ) 旁承跨距( 蛐) 1 5 2 01 5 2 01 5 2 02 4 0 0 2 3 0 0 2 3 0 0 2 3 0 0 旁承面距轨面高 9 4 59 4 59 4 5 1 0 l9 5 8 9 6 29 4 59 4 59 4 5 ( m ) 制动装置形式盘形踏面踏面盘形盘 踏面 踏面 盘形 形+ 踏面盘形+ 踏 面 通过曲线半径( 皿)1 5 01 5 01 5 01 4 51 4 51 4 51 4 5 构造速度( 1 【m h ) 1 2 01 4 0 1 4 01 6 01 4 01 4 01 4 0 转向架重量( t ) 7 5 6 86 5 6 ，86 7 6 86 ，76 96 9 1 2 1 22 0 9 系列转向架的简介 2 0 9 型转向架是在1 9 7 2 年铁道部组织的客车转向架统型会上确定研制的，在 2 0 5 型转向架基础上，采用二系双圈螺旋弹簧超外侧悬挂及加装二系垂向减振器等 技术，并根据当时c 、d 轴通用的要求，将该转向架命名为2 0 8 、2 0 9 型转向架( c 轴装用2 0 8 型，d 轴装用2 0 9 型) ，包括：2 0 9 t 、2 0 9 p k 、2 0 9 p 等。 2 0 9 t 型转向架是浦镇车辆厂1 9 7 8 年按铁道部十年科研发展规划完成2 5 型客 车1 6 0 k m h 的运行要求，对2 0 9 型转向架进行了改进设计，对一系轴箱定位装置 进行了改进并加装了纵向牵引拉杆，并定型为：2 0 9 t ； 2 0 9 p k 型转向架是在2 0 9 t 型转向架基础上，采用盘形制动单元、空气弹簧、 抗侧滚扭杆、空重车阀等新技术进行改进为双层客车方案配套设计的新型转向架 丝室銮遵太堂童些亟堂焦途塞曼l 壹 ( 型号字母p 代表盘形制动，k 代表空气弹簧) ； 2 0 9 p 型转向架是1 9 9 8 年根据铁道部列车提速的要求和条件，在2 0 9 t 型转向 架基础上改进而成的转向架。 1 2 1 3 准高速系列转向架的简余 准高速系列客车转向架是1 9 9 1 年为“八五”国家重点科技攻关“1 6 0 k r n l l 准 高速空调旅客列车”项目配套研制设计的转向架，包括有2 0 9 h s 、2 0 6 k p 、2 0 6 w p 、 c w 一2 1 等型号，1 9 9 7 年按既有线提速需要，在2 0 6 k p 、2 0 6 w p 转向架基础上还完 成了一种新型号s w _ 1 6 0 转向架的试制，并迅速发展，1 9 9 8 年底以后，2 0 6 k p 、2 0 6 w p 转向架不再生产，s p l 6 0 转向架成为其换代升级产品。 2 0 9 h s 型客车转向架为有摇动台结构，在吊杆端部加设橡胶堆，以实现无磨耗， 2 0 9 h s 型客车转向架采用了全旁承支重后，取消了原上下心盘的牵引结构，而改为 由安装在车体枕梁上的中心销穿入装于摇枕中部的橡胶套实现弹性牵引。 2 0 6 i ( p 、2 0 6 w p 型客车转向架是四方机车车辆股份有限公司为广深线2 5 型准高 速空调旅客列车配套设计的蕊神新型转向架。其中2 0 6 1 】p 型转向架用于准高速发 电车，2 0 6 k p 型转向架用于座车、餐车、行李车等。 s n l 6 0 型转向架是四方机车车辆股份有限公司在上铁大、铁科院、四方所等 单位的协助下，于1 9 9 7 年为了适应高档车的需要，结合准高速转向架进一步完善 的时机，设计制造的新一代提速客车转向架s w 1 6 0 型，该转向架采用无摇动台、 旁承支重、单转臂无磨耗弹性轴箱定位、空气弹簧、盘形制动等技术。 c w 一2 1 型转向架的原型是英国t 1 0 型转向架，长春轨道客车股份有限公司在 英国t 1 0 型转向架的基础上，研制开发了c w 一1 、c w l a 、c w 一1 b 、c 弘- 2 、c 僻一 2 a 、c w 2 b 、c w 2 c 、c w 一2 d 、e 等多种型式转向架，使用于1 6 0 _ - 2 0 0 公里 速度等级的发电车、硬座车、硬卧车、软卧车、行李车、邮政车、餐车等。 1 2 1 4 新一代提速系列客车转向架 长客、四方、蒲镇等单位根据近年来在提速客车运用的教训，在动车组和高 速列车研制经验以及与国内外技术交流的基础上，提出了新一代提速系列客车转 向架，包括c w _ 2 0 0 k 、s 卜2 2 0 k 、p 卜2 0 0 k 等型号，这些转向架全部采用空气弹簧 无摇枕结构、单转臂式轴箱弹性定位装置，并可满足轮对轴箱装置完全互换。 c p 2 0 0 k 是在c l 一2 0 0 型2 0 0 j ( i i l h 转向架基础上，为适应提速客车需要而改进 的转向架。为满足提速客车的特殊条件，每轴设有2 个制动盘和两套制动单元， 名称改为c w 一2 0 0 k 。 s w 一2 2 0 k 型转向架是在s w 一2 2 0 型2 0 0 k m h 转向架基础上改进设计的提速转向 架。s w 一2 2 0 型转向架是1 9 9 8 年为铁道部科技开发项目“2 0 0 h t 泊无摇枕转向架研 究”设计的新型转向架，是南车四方股份公司与日本川崎重工业株式会社合作， 4 在日本新干线5 0 0 系转向架基础上研制的。 p w 2 0 0 k 型转向架是1 9 9 9 年开始为适应既有线路快速车的运用需求，在p w 2 5 0 型转向架基础上吸收国外无摇枕转向架特点研制的转向架。 l2 2 国外主要高速客车转向架简介 自上个世纪八十年代以来世界铁路进入了高速化的新时期，高速列车运行最 高速度提高到了2 5 0 3 3 0 虹曲。世界各国在发展高速客车时均在高速客车转向架 上投入了很大耪力，但目前只有少数国家的转向架能够达到或超过2 5 0 虹泊。究其 原因是提高车辆速度容易，但要同时提高车辆乘坐舒适性却比较困难。运行速度 超过2 5 0 k n 妇的高速客车转向架的典型代表有德国的i c e 列车m d 5 3 0 、s g p 4 0 0 和s f 5 0 0 ，法国t ( 列车的y 2 3 1 、y 2 3 7 ，日本新干线3 0 0 系) t 2 0 3 、t r 7 0 0 1 、 5 0 0 系的w d t 2 0 5 和7 0 0 系的t d ，r 2 0 4 、t r 7 0 0 2 、意大利e t r 5 0 0 和奥地利的s g p 3 0 0 等。 1 2 2 1 德国高速客车转向架 德国著名的高速客车转向架是城间高速列车i c e 所用的转向架。i c e l 采用 m d 5 3 0 型转向架、i c e 2 采用s g p 4 0 0 型转向架、i c e 3 采用s f 5 0 0 型转向架。 m d 5 3 0 型转向架是在m d 5 2 2 型转向架基础上研制的。轮盘上装有1 4 型消 音装置，采用圆锥型轴承 b a l l ) 。一系悬挂为螺旋弹簧和液压减振器，二系悬挂 为螺悬弹簧，通过吊杆悬挂在弹簧座上，采用旁承承载方式。制动装置包括盘形制 动和磁轨制动，盘形制动为每轴四套，每制动盘由一个单独的8 1 制动缸带单个制 动杆来实行制动。 s g p 4 0 0 转向架要求采用s g p 模块式转向架的最佳零部件组合，这个转向架最 大的改进有三个方面：安装了电子控制转动阻尼系统“d e s ”；采用由s g p 开发的 横向弹性主动控制系统“a q s ”；采用r h c ( 径向液压控制) 轮对定位系统。 s f 5 0 0 型是德国i c e 3 采用的转向架。i c e 3 是i c e 家族的最新成员，i c e 3 要求 最高运行速度3 3 0 k m h ，i c e 3 采取了动力分散的方式，全列车中动力转向架和非 动力转向架各占5 0 9 6 。s f 5 0 0 型转向架：一系悬挂是螺旋弹簧加垂直减振器，用单 侧的拉杆定位；二系悬挂为加有橡胶堆的空气弹簧。并装有抗侧滚扭杆稳定器和 抗蛇行减振器；制动系统包括：动力车安装的再生制动系统、非动力车安装的线 性涡流制动系统、所有车辆安装的盘形空气制动系统。 1 2 2 2 法国高速客车转向架 法国的高速客车转向架有装用于t g v - p s e 列车的y 2 3 0 型( 动力) 、y 2 3 l 型( 非动力) 、t g v 认列车的y 2 3 7 型( 非动力) 转向架，以及p e n d o l i n o 系列高 速转向架。 y 2 3 0 型和y 2 3 1 型转向架是t g v 0 0 1 车组采用的y 2 2 5 型转向架逐步演 变而来的。其特点是：拉杆式轴箱定位、万向节式驱动装置、装减振器以防止转 向架的蛇行运动和点头振动。y 2 3 7 型转向架是在y 2 3 l 型转向架基础上改进 的，y 2 3 7 型转向架，主要改进在于：枕簧改用s r l o 型空气弹簧、改变了轴箱定位 装置和轴箱弹簧。 p e n d o l i n o 系列高速转向架，目前整个欧洲有数千台p e n d o l i n o 系列高速转 向架运行在最高时速为2 5 0 k m h 速度等级的既有线路上，该转向架对轨道产生2 m s 2 的欠补偿侧向加速度。p e n d 0 1 i n o 列车在高速线上以及既有传统线路上的商 业运行里程已经超过了2 亿公里。 1 2 2 3 日本高速客车转向架 日本新干线高速旅客列车是世界上最早的高速客运列车。自1 9 6 4 年以来， 现已有0 系、1 0 0 系、2 0 0 系、3 0 0 系、枷系、5 0 0 系、7 0 0 系、e l 系、e 2 系、e 3 系、e 4 系等系列投入运营，经历了四代：o 系为第一代，l o o 系为第二代，3 0 0 系为第三代，5 0 0 系、7 0 0 系为第四代。从新干线高速转向架的发展过程来看，有 如下趋势或规律：采用圆弧踏面减小轮径采用空心车轴采用无摇动 台、无摇枕、无旁承的三无结构取消构架端梁驱动电机等和制动装置的 质量向车体上转移减少滑动摩擦部件轴箱定位装置采用螺旋弹簧与橡胶 弹簧并用，且有液压减振器二系用空气弹簧与车体直接连接用新材料、新 技术减小簧下质量和簧间质量通过优化弹簧参数来保持甚至减小轴距而保证 曲线通过能力和更高速度下的稳定性和舒适性。 1 3 c w 一2 0 0 型转向架的研制和运用 1 3 1c w 二2 0 0 型转向架的研制发展过程 长春轨道客车股份有限公司从9 2 年开始与各有关高校和研究所联合开发设计 无摇枕转向架，并在科技司立项。9 3 年根据国家“八五”科技攻关项目高 速客车转向架的研究的要求，在科技司组织和领导下我厂开始研制2 5 0 l 【i i l h 高速 无摇枕转向架。 当时的设计思想是，尽可能采用新技术并使之产品化，以验证其适用性，经 过艰苦的研制工作，设计并试制了l 辆份2 5 0 k m h 无摇枕转向架。2 5 0 k m h 高速试 验型转向架在滚振试验台上完成了滚振3 0 0 l ( 1 i l h 纯滚3 5 0 k m h 的高速试验。 9 8 年根据铁道部科技司正线对2 0 0 k m h 转向架试验的要求，完成了c w 一2 0 0 型 6 2 0 0 k m h 转向架设计，并试制l 辆份转向架，此转向架为c w 一2 0 0 型转向架的原型。 1 3 2c 、- 2 0 0 型转向架的运用 c w 一2 0 0 型转向架9 7 年生产三辆装于大白鲨动车组，其后装用于蓝箭、神州号 等多种动车组上。通过c w 一2 0 0 型转向架在各型动车组上的应用，反映出其独具的 很多优点，因此从2 0 0 2 年开始已将c w 一2 0 0 型转向架应用于快速车上并定为 c w 一2 0 0 k 型，上海局高质车、上海局双层快速车、兰州局快速车均采用c w 2 0 0 k 型 转向架，从2 0 0 2 年开始用在2 5 t 车上。 1 4c j 6 卜- 2 5 0 转向架的技术水平分析 1 4 1c a 2 5 0 转向架的研制开发 c a 2 5 0 转向架是a l s t o m 公司为中国动车组设计的，该转向架是在t a vs 1 0 4 转 向架基础上改进设计的，最主要的区别就是将二系钢弹簧改为了空气弹簧，车轮 内侧距按中国现有的1 3 5 3 尺寸设计，其余部件采用已有的模块。 t a v s l 0 4 转向架是a l s t o m 公司于2 0 0 2 年设计的，应用在西班牙l a n z a d e r a s 动车组上。t a v s 1 0 4 转向架源自于著名的p e n d o l i n o 系列高速转向架，只是去掉 了倾摆系统设备部件。目前整个欧洲有数千台p e n d o l i n o 系列高速转向架运行在 最高时速为2 5 0 k m h 速度等级的既有线路上，该转向架对轨道产生2m s 2 的欠补 偿侧向加速度。p e n d 0 1 i n o 列车在高速线上以及既有传统线路上的商业运行里程 已经超过了2 亿公里。 1 4 2t a v s l 0 4 转向架基本结构 1 4 2 1 构架组成 设计理念先进、工艺性考虑全面，在设计过程中始终有强度、疲劳的概念， 各种座的设计包括座本身和生根都不同，根据所在的位置，有的采用焊接，有的 采用铆接，不同的位置采用的坡口角度不同。不重要组装件接口的加工尺寸公差 比较大，这和实际的运营状态比较接近，这样给加工带来便利，可以提高劳动效 率。 总之，该转向架的构架组成在同类产品中相比是先进的、成熟的、可靠的。 1 4 2 2 轴箱定位 7 t a v s l 0 4 转向架的轴箱定位装置是采用拉杆式定位，该定位结构是模块化设计 的一部分，已经成功的应用到上千台转向架上，经实践证明该结构是成熟的、可 靠的，只是结构复杂一些。 1 4 2 3 中央悬挂 t a v s 一1 0 4 转向架有一个和车体相连的假摇枕( 也称转向架与车体的联系梁) ， 减振器、抗侧滚扭杆、牵引拉杆等和假摇枕相连，这样转向架与车体的分离十分 方便，比同类的高速转向架有优势。双牵引拉杆、抗侧滚扭杆、减振器、横向缓 冲器等在结构和应用上是成熟的可靠的，对于为中国生产的c a 2 5 0 动车组应用的 转向架。在中央悬挂装置上改变是最大的，取消了钢弹簧改为空气弹簧，这在设 计上应该说是高速转向架发展的必然。 1 4 2 4 牵引电机和齿轮传动机构 t a v s 一1 0 4 转向架动车转向架电机采用体悬式，与同类的高速转向架相比具有 明显的优越性，最大优点是大大地降低了转向架的簧下重量，同时更换、修理电 机时无需将转向架从车体下拆除，可以很容易地将牵引电机卸下，十分方便。该 结构也是比较成熟的结构，应用到很多转向架上，体悬式结构也是a l s t o m 公司独 有的专利技术，是先进的、成熟的、可靠的，是模块化设计的一部分。 1 4 3c a 2 5 0 转向架的技术水平分析 综上所述，按t a v s 一1 0 4 改进设计的c a 2 5 0 转向架采用模块化设计，其设计理 念是先进的，结构上是成熟、可靠的，经过滚震试验，证明性能是优秀的。 1 5论文主要研究内容 结合c a 2 5 0 转向架的制造技术的引进，对c 卜2 0 0 型转向架的制造工艺进行进 一步的优化研究，主要完成以下几方面的工艺优化： 1 ) 对c w 2 0 0 型转向架构架的板材下料、组对、焊接、打磨、探伤、热处理、打 砂、加工工艺进行优化研究，提高构架的工艺性和疲劳强度，提高构架的制造 质量。 2 ) 对c w q 0 0 型转向架车轴与车轮的组装工艺进行优化研究，从理论上分析不同 的组装工艺可能造成的各种影响，最终提出完整的车轴与车轮组装工艺，提高 轮对的制造质量 3 ) 对c w 2 0 0 型转向架的组装工艺进行优化研究，从理论上分析不同的组装工 艺可能造成的各种影响，最终提出完整的转向架组装工艺，提高转向架的制造 质量。 j e 塞窑塑盍堂主些亟堂僮丝塞：2 q 蕴囱塑的制适王茎 2c a 2 5 0 转向架的制造工艺 2 1c a 2 5 0 转向架结构简介 c a 2 5 0 转向架是a l s t o m 公司为中国动车组设计的，该转向架是在剧s 1 0 4 转向架基础上改进设计的。 s 1 0 4 转向架转向架源自于著名的p e n d o l i i l o 系列 高速转向架，只是去掉了倾摆系统设备部件。c a 2 5 0 转向架与m ws 1 0 4 转向架 最主要的区别就是将二系钢弹簧改为了空气弹簧，车轮内侧距按中国现有的1 3 5 3 尺寸设计。 图2 1c a 2 5 0 转向架结构示意图 c a 2 5 0 转向架主要由：构架组成；轴箱定位装置；中央悬挂装置；基础制动 装置；牵引电机组成。 2 1 1 构架组成 构架为h 型焊接结构，由两侧梁和两横梁组成。侧粱中间为下凹形，由钢板 组焊成箱形封闭断面，内有密封隔板，。横梁采用无缝钢管与各种座组焊而成。 9 毡宝銮堡盍堂童些亟堂篮途塞：2 殳装癌袈笪型建量茎 2 1 2 轴箱定位装置 轴箱定位采用拉杆式定位装置，结构比较复杂。轴箱定位装置包括：轮对组 成、弹簧装置、轴端安装、轴箱减振器、拉杆装置。 2 1 3 中央悬挂装置 中央悬挂装置，采用空气簧，有一个和车体相连的假摇枕，减振器、抗侧滚 扭杆、牵引拉杼等和假摇枕相连。 2 1 4 基础制动装置 基础制动装置采用制动横梁的盘型制动结构，动车轴装有2 个制动盘，拖车 轴装有3 个制动盘；单元制动缸，闸片都安装到制动横梁上，通过制动横梁与构 架相连 2 1 5 牵引电机 c a 2 5 0 转向架动车转向架电机采用体悬式，大大地降低了转向架的簧下重量， 同时更换、修理电机时无需将转向架从车体下拆除，可以很容易地将牵引电机卸 下，十分方便。 2 2c a 一2 5 0 转向架制造工艺 2 2 1 钢板下料、成型工艺 1 ) 钢板打砂 2 ) 用激光切割下料或用水下等离子留量切割机加外型的方法下料 3 ) 用校平机校平 4 ) 加工四周及坡口 5 ) 用折弯机或压力机成型 6 ) 抛丸打砂 7 ) 检查零件的平度和外型尺寸 l o 韭立窑逗盔兰童些亟圭堂焦途塞叁：2 q 整自錾笪剑董王茎 2 2 2 构架组成工艺流程 2 2 2 1 侧梁组成工艺流程 1 ) 按图纸清点料件( 所有料件都要经过打砂处理) 2 ) 将下盖板安放到“侧梁组对夹具”的正确位置上 图2 2下盖板组对示意图 3 ) 将侧立板安放到“侧梁组对夹具”的正确位置上 图2 3 侧立板组对示意图 韭塞銮逼盍堂童些亟堂焦迨塞= 2 q 技包装丝型建互茎 4 ) 将侧梁内部隔板安放到“侧梁组对夹具”的正确位置上 图2 4 侧梁内部隔板组对示意图 5 ) 将支撑座安放到“侧梁组对夹具”的正确位置上 图2 5 支撑座组对示意图 6 ) 将中间内侧立板安放到“侧梁组对夹具”的正确位置上 图2 6 中间内侧立板组对示意图 1 2 韭壅銮垣友堂童些亟堂焦途塞叁：2 q 挂囱塞笪割建王苎 7 ) 将左侧内立板安放到“侧粱组对夹具”的正确位冒上 图2 7 左侧内立板组对示意图 8 ) 焊接侧梁内部隔板 9 ) 将侧梁上盖板安放到“侧梁组对夹具”的币确位置上 图2 8 侧梁上盖扳组对示意图 1 0 ) 将组对完成的侧梁，安放到侧梁一步焊接夹具上，进行一步焊接 图2 9 侧粱一步焊接示意图 1 1 ) 将一步焊接后的侧梁，装夹到侧梁二步组对夹具上 图2 1 0 侧梁二步组对夹具装夹示意图 1 2 ) 侧梁二步组对工艺流程 a 、组对抗蛇行减震器座 b 、组对轴箱定位座 c 、组对横向减震器座 d 、组对空气簧座 e 、组对制动横梁座 f 、组对一系弹簧座 g 、组对安全吊 1 3 ) 将二步组对后的侧梁装夹到侧梁二步焊接夹具上 图2 1 1 侧梁二步焊接夹具装夹示意图 1 4 ) 进行侧梁二步焊接 1 5 ) 将焊接后的侧梁装夹到调修夹具上，进行尺寸检测 1 4 图2 1 2 侧梁调修夹具装夹示意图 1 6 ) 将调修完的侧梁组成，用龙门铣进行机加工 1 7 ) 将加工后的侧梁组成进行热处理 2 2 2 2 横梁组成工艺流程 1 ) 横梁组成组对工艺流程 图2 1 3 横梁组成组对示意图 a 、将横梁管安装到横梁组成组对夹具上 b 、将制动吊座组对横梁组成组对夹具上 c 、将牵引梁吊座组对横梁组成组对夹具上 d 、将抗侧滚扭杆座组对横梁组成组对夹具上 韭丞窑堡太堂童些亟堂焦途塞叁= 2 q 挂囱絮酸型逢苎 2 ) 横梁组成焊接工艺流程 图2 1 6 构架组成组对示意图 1 6 韭塞窒逼友堂皇些亟堂焦途塞：2 q 煞囱鍪鳆剑垄王茎 a 、将横梁组成安装到构架组成组对夹具上 b 、将侧梁组成安装到构架组成组对夹具上 c 、旋转焊接变位机，点固焊接侧梁组成和横梁组成 d 、组对安全钢丝绳座 e 、组对垂直减震器座 2 ) 构架组成的焊接工艺流程 图2 1 7 构架组成的焊接示意图 a 、将组对后的构架组成安装到构架组成焊接夹具上 b 、将构架组成焊接夹具安装到焊接变位机上 c 、旋转焊接变位机，将焊缝旋转到合适位置进行焊接 3 ) 将焊接后的构架组成进行回火处理 4 ) 构架组成的调修工艺流程 图2 1 8 构架组成的调修示意图 a 、将回火后的构架组成安装到构架组成的调修夹具上 b 、采用火焰热调的办法，保证构架组成的尺寸要求 c 、焊接构架组成的加工定位块 1 7 2 2 3 构架加工、涂漆工艺流程 1 ) 用调修时焊接的定位块为基准，将构架在加工夹具上夹紧 图2 1 9 构架加工装夹示意图 2 ) 启动数控龙门铣的加工程序，进行加工 3 ) 钳工对构架进行毛刺清理 4 ) 将构架进行3 d 检测 5 ) 将构架进行打砂 6 ) 将构架进行涂漆 2 2 4 轮对组成的组装工艺 2 2 4 1 轮对组成组装的技术要求 1 ) 车轮、车轴和制动盘必须保持在相同温度下至少2 4 小时，才能进行组装 2 ) 用吸水纸和除油溶剂对压配合的相关表面仔细清洁。 3 ) 检查是否存在会对压配合效果造成损害的任何表面异常情况。 4 ) 对车轮、车轴和制动盘的压配合的尺寸进行检查 2 2 4 2 制动盘的组装 1 ) 中间制动盘组装工艺流程 丁1 1 _ 1 一l ii l i l ill 图2 2 0 中间制动盘组装示意图 a 、用刷子将少量抗粘连产品涂在车轴表面上和制动盘孔表面上 b 、用天车将制动盘插入到车轴上 韭立銮逢太堂童些亟堂焦途塞g ：2 q 筮囱塞敛型建王茎 c 、用天车将套上制动盘的车轴吊放到压力机上 d 、用压力机以恒定速度渐进地将制动盘压入到制动盘座上，在压配合期问，要经 常使用特殊的量规检查制动盘在车轴座上的位置。 2 ) 侧制动盘组装工艺流程 a 、侧制动盘必须相对于轮对旋转轴在相同的径面和相同侧具有最大不平衡点 b 、按与上述中间制动盘相同的组装工艺流程，压装两侧制动盘 2 2 4 3 车轮的组装 图2 2 l 车轮组装示意图 车轮组装工艺流程 a 、将少量的抗粘连产品涂在车轴表面上及两个要组装的车轮的孔内 b 、将要组装的整体车轮定位车轴上，注意使两个整体车轮的残余静力不平衡对准 同一个方向，但要与制动盘的静不平衡方向相反 c 、将套上车轮的轮对组合，用天车吊放到压力机上 d 、用压力机，以恒定速度渐进地装配整体车轮。压配合期阉，要经常使用特殊的 量规检查整体车轮在车轴座上的位置。 e 、将组装完的轮对，吊放到动平衡机上进行动平衡试验 2 2 4 4 轴箱组成的组装工艺流程 图2 2 2 轴箱组成的组装不意图 轴箱组成的组装工艺流程 a 、将轮对的轴颈部分擦拭干净 1 9 i 壅銮通盘堂童些亟堂焦迨塞：2 q 蕴自袈笪制造王苎 b 、将轴箱后盖套到轴颈上 c 、用压力小车将轴承压装到轴颈上，压力：2 8 3 2 吨 d 、用百分表检测轴承的轴向检测，间隙：0 1 o 4 咖 e 、将轴箱体组装到轴承上 f 、将轴箱后盖与轴箱体用螺栓进行连接 g 、用螺栓将端盖安装到轴端上 h 、用螺栓将轴箱盖安装到轴箱体上 2 2 5 转向架组装工艺 2 2 5 1 制动横梁组成组装 * t i二 ：累：i t 基 图2 2 3 制动横梁组成组装示意图 制动横梁组成组装工艺流程 a 、将制动横梁放到组装工装上，用液压千斤顶，将连接衬套安装到制动横梁上 b 、用液压千斤顶，将定位节点安装到制动横粱上 c 、用液压千斤顶，将耐磨套安装到制动横梁上 2 2 5 2 牵引梁组成组装 图2 2 4牵引梁组成组装示意图 牵引梁组成组装工艺流程 a 、将连接节点用压力机压装到牵引杆上 丝盔銮逢塞堂童些亟圭堂焦鎏塞叁：2 q 筮囱毽丝剑鲎王茎 b 、用螺栓将牵引杆与牵引梁安装成一体 2 2 5 3 二系悬挂装置的组装 图2 2 5 二系悬挂装置组装示意图 二系悬挂装耍组装工艺流程 a 、将横向减震垫安装到构架上 b 、将牵引梁组成安装到构架上 c 、将抗侧滚扭杆组成安装到构架上 d 、将空气簧安装到构架上 e 、将枕梁安装到空气簧上 f 、将安全钢丝绳安装到构架和枕梁上 g 、将抗蛇行减震器安装到构架和枕梁上 h ，将横向减震器安装到构架和枕梁上 i 、将抗侧滚扭杆的上部连接到枕粱上 j 、连接牵引梁组成和枕梁连接 k 、将制动横梁组成安装到构架上 2 2 5 4 一系悬挂装置的组装 图2 2 6 一系悬挂装置组装示意图 一系悬挂装置组装工艺流程 a 、将组装完工的轮对，按2 7 0 0 m 距离在轨道上固定 2 l 韭塞窑踅太翌童些亟堂焦验塞：2 q 整囱塞丝剑建i ：茎 b 、将一系弹簧组，按正确位置放到轴箱体上 c 、将组装完工的构架组成，落到轮对上 d 、将转向架推到静压装置下，给构架加上2 0 吨的压力 e 、安装轴箱体与构架的弹性节点 f 、安装轴箱体与构架的控制杆 g 、安装轴箱体安全吊 2 2 5 5 转向架的检测流程 l 、空气簧不充气，尺寸检测流程 a 、在静压装置下，给转向架每侧加上l 0 0 9 2 k g 的压力， 相关尺寸检测 b 、检测车轮踏面与枕梁和车体连接面之间的距离 c 、检测空气簧的高度 d 、检测车轮踏面与一系弹簧上平面之间的距离 e 、检测安全昂与构架之间的距离 f 、检测构架与轴箱节点之间的间隙 g 、检测横向止档与枕梁之间的间隙 2 、空气簧充气，尺寸检测流程 a 、在静压装置下，给转向架每侧加上1 0 0 9 2 k g 的压力， 充气到5 b a r 加压l 小肘后进行转向架 加压l 小时后，给空气簧 b 、空气簧的气密性检测，检测要求：在5 b a r 空气压力下，1 0 分钟内压降小于0 2 b a r c 、检测车轮踏面与枕梁和车体连接面之间的距离 d 、检测空气簧的高度 e 、检测车轮踏面与一系弹簧上平面之间的距离 f 、检测安全吊与构架之间的距离 g 、检测构架与轴箱节点之间的间隙 h 、检测横向止档与枕梁之间的间隙 i 、检测高度阀杆的高度 3 、制动管路的气密性检测 a 、给制动管路充入6 b a r 的压缩空气 b 、检测要求：在6 b a r 空气压力下，l o 分钟内压降小于o 2 b a r 4 、电气线路的检测 a 、将转向架上的电线与电气检测设备进行连接 b 、利用电气检测设备检测电气线路的正确