动车组转向架.ppt

动车组转向架 小组成员介绍 组长 李诗雨副组长 许昶许璐组员 卢德地迟盛王耀安孙刚张默李博文温尚焘谢广岭吴方略贾礼洋张杰 什么是转向架 转向架 有动力转向架和非动力转向架之分 作用 承载 转向 平稳 制动 而动力转向架还有驱动 牵引 转向架位于车辆的最下部 车体与轨道之间 它牵引和迁导车辆沿着轨道行驶 并承受和传递来自车体及线路的各种载荷 同时缓和其动力作用 它是保证车辆运行品质的关键部件 转向架一般由构架 弹簧悬挂装置 轮对轴箱装置和基础制动装置等组成 而对于动力转向架还设有驱动装置 动车组转向架的概述 发展概况 设计原则 基本任务及主要技术特色动车组转向架的组成及分类几种典型的动车组转向架简介动车组转向架的检修 主要内容 动车组转向架概述 转向架是机车车辆最重要的组成部件之一 其结构是否合理直接影响机车车辆的运行品质 动力性能和行车安全 高速列车在全世界各地的疾速奔驰 现代城轨车辆的飞速发展 无一不与转向架技术的进步发展息息相关 可以毫不夸张地说 转向架技术是 靠轮轨接触驱动运行的现代机车车辆 得以生存发展的核心技术之一 由于各国铁路发展历史和背景的不同 以及技术条件上的差异 致使各国研制的高速转向架结构类型也相差较多 然而在设计原则上的共识和实践经验却导致高速转向架形式上的众多相同之处 如采用空气弹簧悬挂系统 无磨耗轴箱弹性定位 盘形制动为主的复合制动系统 等等 高速转向架发展概况 20世纪50 80年代 一些国家开始将列车速度提高到140 160 200km h 日本东海道新干线列车所用的DT200型转向架 最高运营速度为210km h 法国于1973年正式生产Y32型转向架 其最高运营速度为200km h 德国于1974年开始生产MD52型转向架 最高运营速度也是200km h 设计原则 1 承载 承受车架以上各部分的重量 包括车体 车架 动力装置和辅助装置等 并使轴重均匀分配 2 采用高强度 轻量化的转向架结构 以降低轮轨间动力作用 3 采用能有效地抑制转向架蛇行运动 提高转向架蛇行运动临界速度的各种措施 自由轮对的蛇行运动 设计原则 1 承载 承受车架以上各部分的重量 包括车体 车架 动力装置和辅助装置等 并使轴重均匀分配 2 采用高强度 轻量化的转向架结构 以降低轮轨间动力作用 3 采用能有效地抑制转向架蛇行运动 提高转向架蛇行运动临界速度的各种措施 4 驱动装置采用简单 实用 可靠 成熟的结构 尽量减小簧下质量和簧间质量 以改善轮轨间的动作用力 提高高速运行稳定性 5 基础制动装置采用复合制动系统 转向架的任务 1 承载 承受车架以上各部分的重量 包括车体 车架 动力装置和辅助装置等 并使轴重均匀分配 2 牵引 动力转向架 保证必要的轮轨黏着 并把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车架 车钩 牵引列车前进 3 缓冲 缓和线路不平顺对车辆的冲击 保证车辆具有良好的运行平稳性和稳定性 4 导向 保证车辆顺利通过曲线 5 制动 产生必要的制动力 以使车辆在规定的距离内减速或停车 主要技术特色 无摇枕转向架 高速稳定性和曲线通过性能 轻量化结构 全部车轮装备有机械制动盘 动车转向架安装小型感应动车机 拖车转向架在车轴安装机械式或者涡流式制动盘 轴盘制动装置 踏面清扫器 轮盘制动装置 全部车轮安装踏面清扫装置 电子防滑装置实现了降低行驶噪音和提高轮轨粘着性 高速转向架的组成 尽管高速转向架的形式多种多样 但随着列车速度的进一步提高 高速转向架的结构形式逐步趋于类同 动车组转向架的组成 一构架 它是安装各种零部件的载体 承受和传递垂向力 水平力和扭矩等 二轮对 轮对直接向钢轨传递列车重量的动作用力 通过轮对的回转实现列车在钢轨上的运行 有些转向架的制动力也通过轮对实现 三弹簧悬挂装置 它是用来保证一定的轴重分配 缓和轮轨冲击作用 是保证车辆运行平稳性等动力学性能的重要装置 四牵引装置 它是车体与转向架的连接装置 用以传递车体与转向架之间的水平力等 同时保证车体与转向架之间回转运动 五回转阻尼装置 回转阻尼是抑制高速转向架蛇行运动的一个有效措施 一般采用以下两种装置 旁承支重结构和抗蛇行减振器 全旁承支重结构 由摇枕上的旁承装置承受全部载荷 当转向架相对车体转动时 上下旁承之间由摩擦力形成的摩擦力矩阻止转向架相对车体转动 以提供足够的回转阻尼 旁承支重具有结构简单 可减轻车体摇枕梁和摇枕重量等优点 但需选择适当的摩擦副材质 六抗侧滚装置 为了使高速客车具有良好的垂直振动性能 车体悬挂装置的总静挠度至少需要200mm以上 其中80 左右分配在中央弹簧上 而在垂向悬挂比较柔软的情况下 为防止通过曲线时车体的侧滚角过大 一般在高速转向架上设置抗侧滚扭杆 七轴箱定位装置 它是联系构架和轮对的活动 关节 除了保证轮对能自由回转外 还能在构架与轴箱之间产生相对运动时由它传递纵向力和横向力 并实现弹性定位作用 目前 高速转向架的轴箱定位装置有 1 单 双 拉板式2 拉杆式3 转臂式4 采用橡胶弹簧等多种结构形式 日本IS式 单拉板式 转向架 法国TGV转向架的轴箱定位装置 德国单拉板式转向架 动车组转向架的分类 一 按其作用原理分类 二 按轴箱定位方式分类 目前 大多数动车组转向架结构型式的不同主要体现在轴箱定位方式的差异上 约束轮对与构架之间相对运动的机构 称为轴箱定位装置 对轴箱定位装置的基本要求 1 应该在纵向和横向具有适宜的弹性定位刚度值 其值是该装置主要参数 2 它的结构形式应能保证良好地实现弹性定位作用 性能稳定 结构简单可靠 无磨耗或少磨耗 制造检修方便 重量轻 成本低等 1 板弹簧式定位 在战后的德国国铁中使用 是使用板弹簧的先驱 转向架框架通过轴弹簧上下运动时 水平支撑板多少也会产生上下前后晃动 所以使用一端可垂直弯曲的垂直弹簧板 将其安装在侧梁上 2 拉板式 支承板 定位 用特种弹簧钢材制成的薄形定位拉板 一端与轴箱连接 另一端通过橡胶节点与构架连接 如图3 2 利用拉板在纵 横方向的不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动 以实现弹性定位作用 最常见的定位有IS方式 它是利用弹簧拉板和橡胶衬套的组合构成的 SU板弹簧式 将IS方式中一侧的板弹簧移到中心侧 轴箱与转向架侧梁间使用2个板弹簧固定 这样可减小转向架的长度 3 拉杆式 轴梁式 定位 拉杆两端分别与构架和轴箱销接 拉杆可以容许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移 拉杆中的橡胶垫 套分别限制轴箱与构架之间的横向与纵向的相对位移 实现弹性定位 麦弗逊式 也叫做双连杆式 使用缓冲橡胶衬套 将轴箱两侧和侧梁相连接 同样可缩短转向架长度 拉杆式 麦弗逊式的变形 轴箱和转向架使用单连杆支撑 与SU板弹簧式相比 它可以减小前后支撑刚性 以及降低曲线横向和滑动所发出的声音 4 轴箱导框架式定位 使用轴箱导框架引导轴箱上下运动 并限制前后左右运动 保持车轮与转向架框架正确的位置关系 5 转臂式定位 定位转臂一端与圆筒形的轴箱体固接 另一端以橡胶弹性节点与焊在构架上的安装座相连接 橡胶弹性节点容许轴箱相对构架有较大的上下方向位移但它里边的橡胶件使轴箱纵向和横向位移的定位刚度有所不同 以适应纵向和横向两方向的不同弹性定位刚度的要求 几种典型动车组转向架介绍 1 CRH1动车组转向架简介 CRH1动车组以庞巴迪公司为瑞典铁路生产的皇后系列 Regina 动车组为原型 通过全面引进设计制造技术 由BSP公司在青岛设计制造 CHR1动车组转向架是以AM96转向架为原型进行设计的 后者在中国和欧洲都用在高速运行的列车上 在轮对 轴箱 一 二系悬挂装置 齿轮箱和牵引装置 制动装置等各部件上均采用了成熟的技术 这就确保了它在高速列车要求的速度和负载方面 符合UIC518规定的运行品质和高可靠性要求 1为动车转向架2为拖车转向架动车转向架及拖车转向架分布图 动车转向架主要设备两个牵引电机驱动轴 每轴有两个装在车轮上的制动盘 制动单元装于端梁上 信号系统和排障器 仅某些转向架 各种力的传递关系 1 垂向力车体 空气弹簧 构架侧梁 轴箱弹簧 轴箱 车轴 车轮 钢轨 2 横向力车轮 车轴 轴箱 轴箱弹簧 构架侧梁 空气弹簧 车体 构架横梁 横梁连接梁 横向侧挡 车体侧挡 车体 3 纵向力 牵引 制动 纵向冲击 车轮 车轴 轴箱 轴箱拉杆 构架侧梁 构架横梁 牵引拉杆 中央牵引拉杆座 车体 车钩 拖车转向架主要设备每轴有3个装在轴上的制动盘 制动单元装于横梁上 分相区天线 仅某些转向架 各部分作用构架轮对轴箱一系悬挂二系悬挂 旁承 驱动装置 电机悬挂装置 基础制动装置牵引装置附件 传感器 撒砂装置 空气管路等 轮缘润滑装置 主要技术参数轴距 2700mm车轮直径 915mm空气弹簧中心距1860mm轴承直径130mm轴颈中心距2070mm重量动车大约8 2t拖车大约6 3t速度正常运行200km h最大速度220km h最大试验速度250km h 2 CRH2动车组转向架简介 CRH2型转向架在原川崎重工生产的动车转向架DT206和拖车转向架TR7004B基础上改进发展而来 国产后型号分别为SKMB 200和SKTB 200型转向架 动车组每节动车车厢下有两个动力转向架 动力转向架由构架 轮对轴箱 牵引装置 基础制动装置 二系悬挂装置 驱动装置等组成 每台动力转向架有两根动力轴 电机采用架悬方式 降低了簧下质量 改善了动力学性能 拖车下是拖车转向架 与动车转向架组成结构基本一致 但没有驱动装置 CRH2动车组基本结构特征 1 无摇枕H形构架之转向架 2 采用轻量 小型 简洁的结构 3 采用小轮径 直径860mm 的车轮以减少簧下重量 4 采用内孔为直径60mm的空心车轴 该内孔同时有利对车轴进行超声波探伤 5 轴箱采用转臂式定位 轴箱弹簧采用双圈钢圆簧 6 二系采用具有高度自动调节装置的空气弹簧 且其辅助风缸由无缝钢管制成的横梁内腔承担 7 采用抗蛇行减震器兼顾高速稳定性和曲线通过性能 8 采用单拉杆式中央牵引装置传递纵向力 9 动车转向架上装有轻型交流异步牵引电机 10 采用挠性浮动齿式联轴式牵引电动机架悬式驱动装置 11 基础制动装置采用液压油缸卡钳式盘形制动 12 全部车轮装有机械制动盘 轮盘 13 拖车转向架车轴上装有机械制动盘 轴盘 14 利用踏面清扫装置改善轮轨之间运行噪声和黏着状态 3 CRH5动车组转向架简介 CRH5型动车组中的动车 第1 2 4 7 8号车 分别装用了AX30499 AX109567 AX30500三种M转向架 其中1 8号车所装的AX30499和AX109567转向架轴端布置有轴温传感器 ATP LKJ2000速度传感器以及接地回流装置 另外AX30499转向架前端安装了轮缘润滑装置和扫石器 在2 4 7号车AX30500转向架安装有加速度传感器 动车转向架主要由焊接H型构架 一系悬挂及轮对轴箱定位装置 二系悬挂及牵引装置 抗侧滚扭杆装置 上枕梁 驱动装置 齿轮箱 万向轴等 停放储能制动装置 基础制动装置等组成 值得一提的是 CRH5动车的电机均采用体悬方式 CRH5动车组转向架具有如下结构特点 1 驱动装置采用牵引电动机体悬式结构 由悬挂在车底架上的牵引电机通过垂直方向轴将扭矩传给直角锥齿轮 进而驱动车轮 轮对 2 轴箱采用上 下上拉杆定位结构 3 基础制动装置采用单元式空气盘形制动 轴盘 但单元制动装置通过专门的制动梁安装到构架侧梁和横梁上 4 采用两套抗侧滚扭杆装置配合空气弹