北京八通线地铁转向架轮对_矫培海.pdf

文章编号 1002 7602 2004 08 0009 03 北京八通线地铁转向架轮对 矫 培 海 周 平 宇 南车四方机车车辆股份有限公司 海外市场部 山东 青岛 266111 摘 要 介绍了南车四方机车车辆股份有限公司研制生产的用于北京八通线地铁车辆的 SDB 80 型转向架轮对的 设计参数 结构特点及组装工艺等 关键词 轮对 技术参数 研制 工艺 组装 中图分类号 U270 33 文献标识码 B 由南车四方机车车辆股份有限公司开发研制的 SDB 80 型转向架用于北京八通地铁线路运营的地 铁车辆上 其轮对驱动装置采用日本 TOYO 公司提 供的产品 经过前期的工艺准备和后期 6 台轮对的工 艺试制 证明其轮对驱动装置设计结构及组装工艺优 于工厂自主设计的同类产品 且便于组装 易于检修及 调整 1 主要技术特性及参数 该轮对驱动装置采用交流电机通过 TD 弹性联轴 器与齿轮减速箱相连 S 形悬挂吊杆连接齿轮减速箱 图 1 SDB 80 型转向架轮对驱动装置 与构架 采 用圆锥叠层 橡胶轴弹簧 替代传统的 金属螺旋弹 簧 该设计 结构有利于 衰减齿轮减 速 箱 的 振 动 提高 振 动 吸 收 性 能 便于 曲 线 的 通 过 等 轮对驱 动装置示意 图见 图 1 主要技术参 数见表 1 收稿日期 2004 01 20 作者简介 矫培海 1971 男 工程师 表 1 主要技术参数 最高运行速度 km h 1 80 轨 距 mm1 435 固定轴距 mm1 930 车轮直径 mm 840 轴 重 t14 齿轮传动比100 13 7 69 轴承型号 齿轮减速箱QT1CA335 小齿轮轴QT9B 2 2 轮对轴箱装置 北京八通线地铁转向架的轮对轴箱采用圆锥叠层 橡胶轴弹簧 图 2 该弹簧的优点在于具有非线性刚 度特性 并具有隔离高频振动和降低轮轨噪声的作用 对三向弹簧参数进行了优化选择 在获得转向架适宜 的蛇行运动稳定性和满足传递制动力 牵引力要求的 前提下 注重提高转向架的曲线通过能力 在轴箱弹 簧与轴箱之间设有调整垫片 方便落车调整 轴箱盖 与构架之间设有安全吊环 图 2 轮对轴箱装置 9 车 辆 产 品 与 零 部 件铁道车辆 第 42 卷第 8 期 2004 年 8 月 2 1 轮对组成 轮对组成包括车轮 车轴 齿轮减速箱及轴箱 轴 承等主要零部件 车轮采用我国现行标准的 HSD 型 车轮 直径为 840 mm 踏面为 LM 型磨耗形踏面 有 条件时将采用噪声优化车轮和大等效斜度圆弧踏面 车轴采用日方提供的车轴样式 材质为 LZ50 轴颈直 径为 120 mm 轴颈中心距为 1 930 mm 车轮与车轴 采用冷压工艺方法 车轴各处的过渡圆弧 卸荷槽都 采用滚压处理 以提高其强度 确保转向架运行安全 性 齿轮减速箱及其附件整体引进日本 T OYO 公司的 产品 轴箱体材 料为铸钢 有 条件时将采 用铝合 金 2 2 轴承 轴箱轴承采用 NSK 公司生产的 120 mm 240 mm 160 mm 双列圆柱滚子轴承 图 3 型号 为42724T 152724T 其优点是可承受较大的横向载 荷 且温升较小 图 3 轴承组装示意图 3 主要工艺技术要求 1 从动齿轮与车轴组装采用加热到一定温度后 垂直竖装 并预先试验 找出最佳加热温度 2 检测从动齿轮内侧面 与轴承内圈结合面 及 外侧面 轴向 跳动 量 内侧 面 跳动 量小 于或 等于 0 10 mm 外侧面跳动量小于或等于 0 20 mm 3 组装台位上下定位面平行度控制在 0 02 mm 以内 图 4 4 各零 部件 密贴结 合面 间隙小 于或 等于 0 03 mm 5 大轴轴承轴向游隙为 0 07 mm 0 22 mm 最大不超过 0 25 mm 小轴轴承轴向游隙为 0 12 mm 0 16 mm 最大不超过 0 18 mm 6 轮对跑合试验完成后 齿轮减速箱最高油温 小于或等于 90 室温状态 7 弹性联轴器 端部 采用加热到一定温度后水 图 4 组装台位公差 平组装 并预先 试验 找到最佳 加热温度 4 组装难点 4 1 车轴与从 动齿轮垂直热装 根据车轴与 从动齿轮组装要 求 首次采用了 车轴与从动齿轮加热后垂直竖装工艺 因此 必须设 计合理的组装工艺流程和相应的工位器具 并规定恰 当的工位器具使用方法 来保证车轴与从动齿轮顺利 组装及从动齿轮内外侧面轴向跳动量符合工艺要求 4 2 轴承轴向游隙检测 轴承轴向游隙检测在轴承外圈组装完成后进行 轴承外圈上端面没有压紧 在检测轴承轴向游隙时 所选用的起吊设备及吊具必须有特殊要求 否则 容易 造成检测数据不准确及后续组装失误 图 5 图 5 吊具结构示意图 10 铁道车辆 第 42 卷第 8 期 2004 年 8 月 4 3 轮对跑合试验 试验台采用交流调速试验电机代替牵引电机 用 皮带轮连接电机和小齿轮轴 在试验台上使轮对空 转 模拟车辆的实际运行工况 检测齿轮驱动系统的装 配情况 试验时应密切注意以下部位的声音是否异 常 1 大小齿轮啮合声音 2 轴承滚动声音 3 接地 刷滑动声音 4 其他由于轧碾或者机械干涉发出的声 音 同时 在以下部件表面涂白色探伤指示剂 检测齿 轮减速箱是否漏油 1 焊接部位 2 每个轴承盖和 轴承套的结合表面 轴承盖和齿轮减速箱结合面 轴承 盖和螺栓结合处 3 每一处外部形状复杂的部位 5 工艺措施 5 1 从动齿轮与车轴组装 由于北京八通线地铁动力轮对采用加热垂直竖装 工艺 为此 制作了从动齿轮组装台位 图 5 其中 组 装台位的形位公差高要求是保证产品符合性能的前 提 同时 为了避免在加热后吊装过程中从动齿轮容 易变冷 采用垂直加热磁感应加热炉来消除内孔收 缩 以保证组装精度 5 2 轮对跑合试验 轮对跑合试验是轮对组装完成后检测其组装质量 的一道关键工序 在试验台上 对于轮对的定位 齿轮 减速箱的悬挂应尽量模拟车辆实际运行中的工况 因 此 在该试验台上齿轮减速箱的悬挂结构设计与转向 架设计结构相符合 S 形吊杆 有条件时 可对该 试验台进行改造 增加自动即时显示齿轮减速箱油温 变化及轮对转速变化功能 并同时描绘出变化曲线 6 结束语 首辆八通线地铁车辆于 2003 年 12 月开始使用 后 运行情况良好 证明其动力转向架轮对的设计结构 及组装工艺合理 同时 也为我国自主开发研制轮驱装 置和进行下一步研制地铁车辆动力转向架奠定了坚实 的基础 编辑 田玉坤 上接第 8 页 2 4 网格的划分 网格的划分原则是兼顾效率和准确性 就有限元 分析来说 网格线越密 则计算结果越趋近于实际值 但网格过密会引起单元量和节点数显著增加 使求解 过程复杂 求解时间过长 为了使计算结果精确 往往 将关键部位离散得密一些 然后逐渐变疏 7 从而保 证计算结果的准确性 按 Shell63 对整车进行离散时 首先对关键的吊座 侧壁及车顶进行小单元离散 然后 再对车体进行整体离散 这样就能保证车体局部地方 单元歧变后不会出现人为原因导致的车体部分位置应 力过大 整个过程的处理是在 ANSYS 软件的平台上 完成的 采用软件的智能模式对单元进行了自适应离 散 即以同样大小的单元对一个庞大系统进行离散网 格 并根据结构的形状来处理离散的效果 处理原则与 上述原则一致 2 5 结构离散结果 表 3 表 3 车体离散单元数和节点数 单元类型单元个数单元总数节点总数模型质量 t Shell63134 651134 851142 69264 Mass21 100 kg 168134 851142 69264 Mass21 500 kg 32134 851142 69264 3 结束语 青藏公务车动强度分析的模型建立将为以下工作 奠定理论基础 1 研究青藏公务车运行过程中承受的 各种载荷 2 进行车体动强度分析 获得动应力时间 曲线 3 通过雨流计数法对吊挂座几个特征节点的动 应力进行分析 获取吊挂件的疲劳寿命 参考文献 1 Foo E Goodall R M Active suspension control of flexible bodied railway vehicles using electro hydraulic and electro magnetic actua tors J Control Engineering 2000 8 1 507 518 2 Dukkipati Rao V Lateral stability analysis of a railway truck on roller rig J Mechanism and Machine T heory 2001 36 5 189 204 3 卢执中 我国列车空气动力学研究的回顾与展望 A 高速列车 空气动力学研讨会论文集 C 长沙 长沙铁道学院 1995 1 8 4 张定贤 机车车辆轨道系统动力学 M 北京 中国铁道出版社 1996 5 Blacher T Stephenson M B Paving A new approach to auto mat i cal quadrilateral mesh generation J International Journal for Nu merical M ethods in Engineering 1991 32 4 811 847 6 T am T K H Armstrong O G 2D finite element mesh generation by medial aid subdivision J Advance Engineering Software 1991 13 6 313 324 7 王勖成 邵 敏 有限单元法基本原理和数值方法 第 2 版 M 北京 清华大学出版社 1997 编辑 颜 纯 11 北京八通线地铁转向架轮对 矫培海 周平宇 ABSTRACT The Evaluation Method of Derailment Stability and the Practical Example MA We i hua et al male born in 1979 graduate student for master degree Locomotive standard derailment rolling stock track Research and Analysis of the High Speed Bearings for Railway Passenger Cars in Our Country SUN Zhen hua male born in 1965 engineer Technical Re search Department of Sifang Rolling Stock Research In stitute of China Beiche Group Qingdao 266031 Ch i na Abstract The application features of high speed bearings for passenger cars abroad are described ge nerally With the specific conditions of railway in our country the application mode of high speed bearings is put forward the structure is analyzed and the re levant technical parameters are calculated and analyzed Key words high speed bearing structure param eter operation performance Setting Up the Model for Dynamic Strength Analysis of Qingzang Official Car DONG Li et al male born in 1973 graduate student for master degree of engineering High Speed Train Research Cen ter of Zhongnan University Changsha 410075 China Abstract T he car body structure of Qingzang off i cial cars is analyzed With the finite element analysis method the calculation model for dynamic strength of car body is set up on the basis of the elastomer Key words Qingzang official car structure ana lysis mult i body dynamics setting up of model Beijing Batong Line Metro Bogie Whee l sets JIAO Pe i hai et al male born in 1971 engineer Nanche Sifang Lo comotives technical parameter deve l opment technology assembly Brief Description of E14 1 Brake Cylinder XIAO We i yuan et al male born in 1974 graduate student for master degree of engineering Braking Research Institute of Meishan Rolling Stock Works of China Nanche Group Meishan 620032 China Abstract The structure and performance features of E14 1 type brake cylinders are described Compar i son and analysis are made with the same type of brake cylinders abroad Key words brake cylinder freight car develop ment E 14 test The Car Body Tilting System for X2000 Xinshisu EMUs YANG Yu et al male born in 1972 graduate student for master degree of engineering T raffic Transport Institute of Zhongnan University Changsha 410075 China Abstract T he design principles system compos i tion of the car body tilting system for X2000 Xinshisu EMUs as well as the functional principles of each part in the tilting system the systematic monitoring and the trouble diagnostic function are described And the de sign parameters of the car body tilting system are given Key words EMU tilting system technical pa rameter Effect of the Low Temperature Ion Sulphurization on the Wear Resistance Performance of Steel for Rolling Bearings WANG Xu et al male born in 1964 senior engineer Beijing Jin dongfang Science and Technology Development Co Ltd Beijing 100035 China Abstract After carbonization and heat treatment for