客车转向架.ppt

第一节概述 一 客车转向架的一般组成由于客车转向架的种类不同 在结构上也不完全相同 一般由以下几部分组成 1 构架装置 构架是转向架基体它是把转向架各种零部件组合成一个总体的部件 因此 它的结构 形状和大小应满足各零部件组装需要 一般有铸钢H型构架 钢板焊接结构构架等 2 摇枕弹簧悬挂装置 俗称摇动台 该装置不仅通过中央弹簧在上下方向的弹性变形及减振器的作用来缓和并衰减车辆垂自方向的振动 而且 由于有吊杆装置在受外力作用后发生振动 当外力消失 在重力作用下 吊杆经过几次摇摆之后又逐渐恢复原位 其作用与弹簧等同所以 摇动台结构还能有效地缓和并衰减车辆的横向振动 摇动台结构一般由摇枕 下心盘 下旁承 摇枕弹簧 摇枕吊轴 摇枕吊 吊销 弹簧托板 梁 油压减振器等组成 3 轮对轴箱弹簧装置 该部分有利于吸收簧下部分的高频振动 改善车辆零件与线路的工作条件 通过轮对轴箱定位元件来抑制轮对蛇形运动 实现轮对轴箱与构架间在纵 横方向的定位 该装置一般由轮对轴箱装置 轴箱弹簧装置 轴箱定位装置组成 4 基础制动装置 该装置用于传递并放大由空气制动部分产生的制动力并将其作用在车轮踏面上 该装置一般由制动梁 制动杠杆 制动拉杆 闸瓦托吊 闸瓦等组成 二 客车转向架的种类 一 按轴数分类根据客车转向架轴数的多少一般分为二轴转向架和三轴转向架两大类 目前大部分客车转向架都采用二轴转向架 如202 206 209型等 只有少部分客车转向架采用三轴转向架 如301型等 二 按轴型分类根据客车转向架的轴型不同 可分为C轴和D轴转向架两大类 C轴客车转向架有202 208型等 D轴客车转向架有206 209型等 三 按构架的结构形式分类根据客车转向架构架结构形式的不同 基本上可分为以下三大类 1 H型铸钢构架 例如 202 209型客车转向架 2 U型铸钢构架 例如 206型客车转向架 3 低合金钢板组焊的H型构架 例如 209HS型客车转向架 四 按摇动台结构特点分类1 按载荷传至构架的方式车体将重量传给转向架时有不同的作用点和不同的载荷分配 因此转向架又存在以下的区别 1 心盘集中承载 202 209等 2 全旁承承载 209HS 3 心盘与旁承共同承载 图2 2 1车体载荷传递方式 a 心盘集中承载 b 全旁承承载 c 心盘与旁承共同承载 2 按弹簧装置的横向跨距的不同 可以分为 1 构架侧架内侧悬挂的转向架 简称为内侧号挂转向架 这种转向架 弹簧装置的横向跨距小于其构架两侧梁的纵向中心线间距离 见图2 2 2a 2 构架侧梁外侧悬挂的转向架 简称外侧悬挂转向架 这种转向架 弹簧装置的横向跨距大于构架两侧梁的纵向中心线间距离 图2 2 2b 3 构架侧梁中心悬挂的转向架 简称中心悬挂转向架 这种转向架 弹簧装置的横向跨距等于构架两侧的纵向中心线间距离 图2 2 2弹簧装置的横向跨距 a 内侧悬挂 b 外侧悬挂 c 中心悬挂 五 按轴箱定位方式分1 支柱式定位 1 干摩擦导柱式轴箱定位 例如 202 206型转向架 2 干摩擦导柱式弹性定位 例如 209T 209PK型转向架 2 转臂定位 例如 CW 2C型转向架 3 无摩擦式橡胶堆定位 例如 209HS型转向架 三 客车转向架的结构特点1 强度大 适宜于高速运行 具有足够的强度保证运行安全 2 具有良好的弹簧悬挂装置 动力性能好 能保证旅客在旅途中的平稳 舒适 3 为改善车辆在铅垂方向的振动性能 客车转向架采用了较大的弹簧静挠度 一般有100 200mm 为此一般客车转向架均采用两系弹簧装置 即在摇枕和构架之间有摇枕弹簧 在构架和轴箱之间设有轴箱弹簧 4 为改善客车转向架的横向振动性能 设有专门的横向弹性装置如摇动台 横向缓冲器 横向弹性拉杆 横向减振器 轴箱定位装置等 5 客车转向架一般都设有减振装置如油压减振器 空气弹簧 橡胶垫等 使车辆的振幅得到了有效的衰减 6 常用主型客车转向架簧下重量轻 只有轮对 轴箱和轴承 因此 车辆和线路间的相互作用动载荷较小 改善了车辆零部件和线路的工作条件 提高了运行平稳性和舒适性 7 为了改善制动性能和车轴受力情况 客车转向架的基础制动装置一般均采用双侧闸瓦制动 8 客车转向架都实现了滚动轴承化以便减小列车起动阻力和运行阻力 适合高速运行并可减少燃轴事故 第三节202型转向架 202型客车转向架是我国主型客车C轴转向架 用在22型及23型硬座和硬卧客车上 1972年将其定型为客车C轴标准型 它具有一般客车转向架的共有特点 如具有两系弹簧装置 摇动台 双侧闸瓦制动 滚动轴承并采用液压减振器等先进技术 202客车转向架由轮对1 轴箱弹簧装置2 构架3 摇枕弹簧悬挂装置4 基础制动装置5等组成 如图2 2 5所示 图2 2 5202型客车转向架1 轮对 2 轴箱弹簧装置 3 构架 4 摇枕弹簧悬挂装置 5 基础制动装置 一 轮对和轴箱弹簧装置202型客车转向架采用RC3滚动轴承轮对 轴箱 为无导框式轴箱弹簧装置 如图2 2 6 轴箱体6呈圆筒形 箱体两侧铸有弹簧托盘 托盘中央有圆孔 弹簧支柱1由此穿下 在每个托盘内放有橡胶缓冲垫5 缓冲垫上为支持环 轴箱弹簧7套在弹簧支柱上 弹簧支柱方面及支持环分别为弹簧的上 下支承面 弹簧支柱和支持环两个圆筒之间分别安装A3锻钢及聚甲醛或尼龙的内 外定位套 2 3 内 外定位套之间的总间隙约lmm左右 弹簧支柱用螺栓固定在构架的侧梁上 支柱下端有一扁孔 待轴箱弹簧安装完后插上扁销 防上弹簧支柱与轴箱轮对分离 图2 2 6202型客车转向架轴箱弹簧装置1 弹簧支柱 2 内定位套 3 外定位套 4 支持环 5 橡胶缓冲垫 6 轴箱 7 轴箱弹簧 这种轴箱弹簧装置有很大优点 车辆的簧下部分重量很小 只有轮对和轴箱 因此车辆与线路之间相互作用的动载荷较小 这对于改善车辆零部件和线路的工作条件都是有利的 在弹簧和托盘之间的橡胶垫可以吸收大部分簧下的高频振动 近几年随着客车速度的提高 有些定位套运用不到一年就已磨损 现己推广使用奥贝材料定位套 二 构架部分202型客车转向架采用铸钢一体式的H型构架如图2 2 7所示 构架是由两根横梁 两根侧梁和4根小端梁所组成的 因为端梁不连续 外形上象字母H 故称H型构架 在侧梁与横梁交接处的下部有四个摇枕耳 在侧梁下面位于横梁与端粱之间有八个轴箱弹簧支柱座5 轴箱弹簧支柱用螺栓固定在支柱座平面上 在两横梁的内侧 焊有四块磨耗板9 与摇枕两侧面上橡胶垫的磨耗板相配合 在横梁外侧面的侧梁处设有安全吊螺栓安装孔10 在端粱和横梁的侧面 还有闸瓦托吊座6 制动拉杆吊座2和缓解弹簧座7 图2 2 7202型客车转向架构架1 横梁 2 制动拉杆吊座 3 侧梁 4 吊耳 5 弹簧支柱座 6 闸瓦托吊座 7 缓解弹簧座 8 固定杠杆支点座 9 磨耗板 10 安全吊座 11 小端粱 三 摇枕弹簧悬挂装置摇枕弹簧悬挂装置为摇动台式 采用带油压减振器的圆弹簧组 由摇枕l 下心盘2 下旁承3 弧形滑块 枕簧4 油压减振器5 弹簧托板 摇枕吊轴7 摇枕吊8 摇枕吊销9 安全吊等主要配件组成 如图2 2 8所示 铸钢摇枕是一个空心的变截面等强度梁 下心盘和下旁承用螺栓固定在摇枕上 摇枕两端各支持在两组双卷圆弹簧上 为了防止摇枕与构架之间的纵向冲击 在摇枕旁承座的前后侧面装有带橡胶缓冲垫1的摇枕挡 其结构如图2 2 9所示 图2 2 8202型客车转向架摇枕弹簧悬挂装置1 摇枕 2 下心盘 3 下旁承 图2 2 9摇枕挡4 枕簧 5 油压减振器 6 弹簧托板 1 橡胶缓冲垫 7 摇枕吊轴 8 摇枕吊 9 摇枕吊销 2 摇枕挡座 3 摇枕挡体 弹簧托板由型钢 钢板压制焊接而成 在其两端安装弹簧处焊有挡圈 由于枕簧的作用 摇枕弹簧装置在上下方向发生弹性变形 至于横向 由于有吊杆装置 当受外力作用后 发生摆动起弹性作用 而当外力消失 在重力作用下 吊杆经过几次摆动之后又逐渐恢复原位 其作用和弹簧等同 在202转向架上 摇枕吊杆在静止状态下与铅垂线成5 540的倾角 在摇扰和弹簧托板之间与枕簧相并连地装高SFK1型液压减振器 即在摇枕每端装设一个油压减振器 铅垂方向安装 全车共四个 四 基础制动装置202型客车转向架的基础制动装置采用单片吊挂间接作用式 如图2 2 10所示 图2 2 10基础制动装置 202型客车转向架垂直载荷的传递顺序为 车体 上心盘 下心盘 摇枕 摇枕弹簧 油压减振器 弹簧托板 摇枕吊轴 摇枕吊销 构架 弹簧支柱 轴箱弹簧 支持环 橡胶缓冲器 轴箱两侧的弹簧托盘 轴承 轴颈 车轮 钢轨 第四节客车转向架的发展 转向架可以说是铁道车辆上最重要的部件之一 它直接承载车体重量 保证车辆顺利通过曲线 同时 转向架的各种参数也直接决定了车辆的稳定性和车辆的乘坐舒适性 自建国以来 我国的客车转向架技术逐渐成熟 空气弹簧 盘型制动 电子防滑器等新技术的采用使转向架的性能得到了大幅度的提高 我国客车转向架的发展有以下几个阶段 1 20世纪50年代这个时期 我国首次自行设计了转向架 主要型号有101 102 103型 是21型客车使用的导框式转向架 构造速度是100km h 其结构复杂 笨重 运行性能差 现已淘汰 101转向架201转向架 2 202转向架202转向架是四方厂为22型客车生产的无导框C轴转向架 构造速度为120km h 自1959年起制造 它采用铸钢H型构架 导柱式轴箱定位装置 摇动台式摇枕弹簧悬挂装置 两系圆弹簧 摇枕弹簧加油压减振器 吊挂式闸瓦基础制动等 该转向架已经于1986年停产 202转向架 3 70年代206 209转向架及其改进70年代 四方厂研制了U型结构的206转向架 浦镇厂研制了H型构架的209转向架 206转向架采用侧部中梁下凹的U型构架 干摩擦导柱式轴箱定位装置 带横向拉杆的小摇动台式摇枕弹簧悬挂装置 双片吊环式单节长摇枕吊杆外侧悬挂以及吊挂式闸瓦基础制动装置等 结构可靠 运行平稳 磨损少 检修方便 1993年开始在中央悬挂部分加装横向油压减振器 加装两端具有弹性节点的纵向牵引拉杆 形成206G转向架 后加装盘型制动装置 形成206P转向架 206转向架 206G转向架 206P转向架 209转向架是浦镇厂在205转向架的基础上研制的 于1975年开始批量生产 它采用H型构架 导柱式轴箱定位装置 摇动台式摇枕弹簧悬挂装置 长吊杆 构架外侧悬挂 两高圆弹簧 摇枕弹簧带油压减振器 吊挂式闸瓦基础制动装置等 1980年后 又生产了具有弹性定位套的轴箱定位结构和牵引拉杆装置的209T转向架 在此基础上 还生产了采用盘型制动的209P转向架 209T转向架 209P转向架 在209T转向架的基础上 浦镇厂又开发了供双层客车使用的209PK转向架 其构造速度为160km h 主要有以下方面的改进 采用盘型制动和单元制动缸 取消踏面制动 设空重调整阀 采用空气弹簧和高度调整阀 安装抗侧滚扭杆 保留了摇动台结构 209PK转向架 4 准高速客车转向架1994年 四方厂 长客厂 浦镇厂相继研制出了206WP 206KP CW 2 209HS转向架 在广深线动力学试验中最高时速达到了174km h 这些转向架的研制成功 标志着我国客车转向架技术上了一个新台阶 206KP 206WP转向架是四方厂为广深线准高速客车和发电车设计的转向架 二者除中央悬挂部分和构架侧梁局部不同外 206WP中央悬挂为无摇动台高圆簧外侧悬挂 206KP则为空气弹簧 并加装抗侧滚扭杆 其他部分完全相同 其构架 摇枕均为焊接结构 U型侧梁 采用单转臂式轴箱定位 采用盘型制动和踏面复合制动 206KP转向架采用U型焊接构架 无摇动台 旁承支重 无磨耗单臂式轴箱弹性定位 抗测滚扭杆装置 纵向牵引拉杆 轴箱弹簧为钢簧 摇枕弹簧为空气弹簧的两系弹簧系统 一系设单向油压减振器 二系设横向油压减振器 结构简单 安全可靠 具有提高速度的潜力 206KP转向架 206KP转向架采用U型焊接构架 无摇动台 旁承支重 无磨耗单臂式轴箱弹性定位 抗测滚扭杆装置 纵向牵引拉杆 轴箱弹簧为钢簧 摇枕弹簧为空气弹簧的两系弹簧系统 一系设单向油压减振器 二系设横向油压减振器 结构简单 安全可靠 具有提高速度的潜力 206WP转向架结构与206KP转向架基本相同 但二系弹簧为钢簧 且不设抗侧滚扭杆装置 增设二系垂向油压减振器 206WP转向架仅供空调发电车用 206KP和206WP转向架有优良的运行平衡性 可保证列车在160km h以下速度运行时 平衡性指标W 2 5 转向架轴重为16 5吨 脱轨系数 1 0 减载率 0 6 206KP自重为6 5吨 206WP自重为6 9吨 连续运行速度为161kmA 最高试验速度为180km h 乘坐该列车旅客可获得高度的快速感 平衡感 安全感 舒适感的美的享受 自2005年起以上两种转向架在做厂修时均更换为SW 160型转向架 四方厂还在206KP 206WP转向架的基础上研制了适用于160 200km h的SW 160转向架 SW代表SifangWork 它主要有以下特点 构架由两片U型压型梁改为四块钢板拼焊结构 轴距由2400mm增加到2560mm 采用空气弹簧 空气弹簧横向间距由1956mm增加到2300mm 以改善车辆抗侧滚性能 SW 160转向架 209HS HS指HighSpeed 转向架是浦镇厂在209PK转向架的基础上研制的 构造速度为160km h 主要有以下改进 轴箱定位结构由弹性摩擦套定位改成无磨耗的橡胶堆定位 摇动台吊杆端部由销孔结构改为无磨耗弹性吊杆结构 改心盘支重为全旁承支重 取消空气弹簧阻尼孔 加装垂直油压减振器 轴箱悬挂系统加装垂直油压减振器 采用钢板焊接型构架以减轻自重 加装电子防滑器等 209HS转向架 CW 1 CW 2转向架是长客厂在吸收进口英国样车的T10 1转向架技术后 设计的两种准高速转向架 其中CW 1型中央悬挂采用纲簧和油压减振器 供准高速空调发电车使用 CW 2型中央悬挂为空气弹簧和可变节流阀 用于其他车种 CW 2转向架是 构架 摇枕为焊接结构 装用转臂轴箱定位装置和控制杆 全旁承支重 中央悬挂为有摇动台结构 设带橡胶套的中心销轴牵引拉杆横向挡 横向拉杆 横向油压减振器 抗侧滚扭杆 轴箱悬挂系统设垂直油压减振器 基础制动装置为单元盘型制动 设电子防滑器 广泛采用橡胶元件 改善隔振 隔音性能 减小磨耗 CW 1B转向架CW 2E转向架 5 高速转向架1998年起 各工厂相继推出了自己的高速转向架 例如浦镇厂的PW 200转向架 长客厂的CW 200转向架