转K型转向架教材

转K4型转向架,转K4型转向架三维装配图,第二节 主要特点 该转向架的主要特点为： （1）结构上属于铸钢三大件式转向架，具有结构简单、车轮均载性好、检修维护方便等优点。 （2）该转向架采用了类似于客车转向架的摇动台摆式机构，使转向架横向具有两级刚度特性，大大增加了车辆的横向柔性，提高了车辆的横向动力学性能，降低了轮轨间的磨耗，提高了车辆的运行品质。,（3）提高了车辆脱轨安全性 由于摆动式转向架摇枕挡位置下移，使侧滚中心降低，对侧滚振动控制加强，有效地减小了爬轨和脱轨的可能性，尤其是对高重心的货车，大大提高了其脱轨安全性。,控制侧滚示意图,（4）该转向架具有高的耐久性和可靠性 经美国和加拿大运用实践表明，该转向架运用寿命长，维修工作量小。 TTX公司运行10年(64万Km),20年(128万Km),CSX公司运行20年（128万Km），罗得罗拉公司运行9.5年(运行120万Km)，加拿大国铁运行15年(运行240万Km)后进行分解检查，各部件磨耗都在允许限度内，车轮轮缘磨耗较传统转向架减少近50%，判定运行160万公里免维修运营（加拿大国铁认为可以240万公里免维修运营）。,第三节 主要性能参数与基本尺寸 主要性能参数：轴重 21t自重 4.2t最高运行速度 120km/h轨距 1435mm轮型及轮径 HDS型840mm车轮踏面形状 LM磨耗型踏面轴型 RD2型轴承SKF197726基础制动杠杆倾角40基础制动装置制动倍率6.48,转向架中央悬挂弹簧垂向总刚度空车垂向刚度3470 N/mm重车垂向刚度8960 N/mm心盘允许载荷371.42kN通过最小曲线半径100m工作环境温度 40限界：符合GB146.1-83标准轨距铁路机车车 辆限界车限-2的要求。,主要基本尺寸：固定轴距 1750mm轴颈中心距 1956mm旁承中心距 1520mm下心盘直径 308/355mm下心盘面（含心盘衬垫）距轨面自由高 703mm下心盘面至弹性旁承顶面距离（自由高） 71mm侧架上平面距轨面高 743mm侧架下平面距轨面高 165mm,第二章 结构组成第一节 简介 转K4型转向架类似于传统铸造三大件式转向架，主要由轮对和轴承装置、摇枕、侧架、弹性悬挂系统及减振装置、基础制动装置、常接触式弹性旁承等组成，见图所示，但该型转向架采用了独特的弹簧托板、摇动座等结构，使之具有更好的横向性能及其它优点。,摆动式转向架主要结构示意图,侧架,侧架、承载鞍、导框摇动座组装 放大图,侧架、弹簧托板、摇动座、摇动座支A承装配放大图,摇动座支承,弹簧托板,承载弹簧,摇动座,立柱磨耗板,导框摇动座,承载鞍,斜楔,摇枕,心盘磨耗盘,下旁承,下心盘,摇枕八字面磨耗板,摇枕挡放大图,减振弹簧,常接触弹性旁承,摇枕组成,SFT螺栓、螺母,挡键,承载内、外弹簧,减振内、外弹簧,侧架组成,中心销,心盘磨耗盘,弹簧托板组成,摇动座支承,承载鞍,轮对与轴承,基础制动装置,斜楔组成,摇动座,摆动机构,侧架,导框摇动座,承载鞍,摇动座,摇动座支承,转K4型转向架轮对和轴承装置与目前线路上运用的转8G型、转K2型、转K3型转向架具有相同结构，但要求单个车轮的静态不平衡力矩不大于125g.m。 下面就转K4型转向架各部件与传统三大件式转向架（以转8A为参照）不同结构特点作一介绍。,第二节 摇枕及心盘 为了便于与现有货车上心盘匹配，设计了直径为355mm和308mm两种下心盘，但两种下心盘与摇枕上的螺栓孔位置相同。 采用了和转K2、转8G转向架相同尺寸的改性尼龙心盘磨耗盘。 为减轻自重，摇枕通过有限元计算和结构优化，材质用AAR M201 B级钢。（见下图）,心盘磨耗盘,磨耗板,固定杠杆支点座组成,下心盘,摇枕,摇枕下部铸出两块三角形挡，其与弹簧托板上的挡块配合，限定了摇枕的最大横向位移（摆动加横移共为32mm），防止摇枕串出，起到安全挡的作用。 八字面磨耗板材质为0Cr18Ni9，与摇枕组焊后，用1mm塞尺塞入磨耗板与铸面之间，深度不得超过12mm。,第三节 侧架组成及承载鞍 侧架组成有侧架立柱磨耗板、侧架、导框摇动座等，见图所示。,侧架立柱磨耗板材质为47Mn2Si2TiB，用折头螺栓、防松螺母将其紧固于侧架上。（2003年以前生产的转K4，侧架立柱磨耗板材质为45钢，同时将立柱磨耗板与侧架上下连接部位施以焊接， 2003年以后取消焊接。）,侧架立柱磨耗板,侧架,导框摇动座,侧架滑槽磨耗板,侧架滑槽磨耗板为压型件，分左右，材质为47Mn2Si2TiB或45号钢。 侧架中央方框下弦杆处，不再是转8A侧架一样，作为弹簧承台，而是一腔形结构，用以安装摇动座支承及摇动座。,侧架,摇动座支承,摇动座,导框处也不是转8A侧架的圆台结构，而是一腔形结构，用以安装导框摇动座，导框摇动座两侧可用不同厚度的垫片塞紧，再将固定块焊固，使导框摇动座定位于侧架导框顶部腔内。见图示。导框摇动座底面为圆弧形，承载鞍顶面也是圆弧形，两圆弧形成滚动副，使侧架象吊杆一样，具有摆动的功能，提高车辆的横向性能。,侧架,固定块,垫片,导框摇动座,2003年9月份以前生产的侧架其滑槽磨耗板上翼板与侧架立柱联为一体，为线路检修时便于更换制动梁，将侧架滑槽磨耗板上翼板与侧架立柱间断开，同时将滑槽以上部分腹板向内缩8mm，以保证制动梁可从该缺口处取出。,改前此处联成一体,改后此处断开,此处腹板向内缩进8mm,导框摇动座底面为圆弧形，承载鞍顶面也是圆弧形，两圆弧面形成滚动副，使侧架象吊杆一样，具有摆动的功能，提高了车辆的横向性能。 承载鞍的鞍顶面为经硬化处理的圆弧面，与导框摇动座组合成为摆动机构的上摆点，使侧架象吊杆一样，具有摆动的功能，提高了车辆的横向性能。鞍面尺寸与进口轴承相匹配,其余按AAR标准设计制造，材质为C级钢。,第四节 摇动座、摇动座支承及弹簧托板 摇动座与弹簧托板用折头螺栓、防松螺母紧固，弹簧悬挂系统坐落在弹簧托板上。摇动座支承坐落在侧架中央方框下弦杆的腔形结构中，摇动座与摇动座支承的接触面为圆弧形结构，两圆弧形成滚动副，使侧架具有摆动的功能。 摇动座、摇动座支承、弹簧托板的外形结构见图所示。,SFT型折头螺栓和防松螺母,摇动座支承,摇动座,弹簧托板组成,挡板,垫板,筋板,脐突,第五节 弹性悬挂系统及减振装置 每侧弹性悬挂系统及减振装置由两个斜锲组成、两组减振内圆弹簧、两组减振外圆弹簧、四组承载内圆弹簧、四组承载外圆弹簧组成，见图所示。,减振内、外圆弹簧,承载内、外圆弹簧,斜楔组成,减振弹簧为两级刚度，减振内圆弹簧簧条直径为17mm,自由高232mm，减振外圆弹簧簧条直径为21mm,自由高275mm；承载弹簧也为两级刚度，承载内圆弹簧簧条直径为20mm,自由高232mm，承载外圆弹簧簧条直径为24mm,自由高269mm；这样使空车、重车分别对应不同的空、重两级刚度，空车和重车都有优良的动力性能。,斜锲由材质为贝氏体球墨铸铁（注：2003年9月份以前为针状铸铁）的斜锲体及材质为高分子复合材料的主摩擦板组成，部分由美国进口斜锲，其复合材料主磨擦板与针状铸铁斜锲体粘接，国产斜锲采用摩擦板嵌入斜锲体的组合结构，卸换方便。,斜锲体,主摩擦板,垫圈,第六节 常接触式弹性旁承 一、常接触式钢弹簧弹性旁承外形组成见图所示。,钢弹簧弹性旁承三维图,由图可见，弹性旁承主要由下旁承体、下旁承弹簧、下旁承弹簧座、橡胶块、磨耗板1、磨耗板2、调整板等 组成。该型旁承结构可消除旁承纵向间隙，保持稳定的旁承回转摩擦阻力矩，有效抑制转向架蛇行运动，提高临界速度。 工作位压缩量10mm，最大压缩量15mm。,弹性旁承平面图,11,12,14,15,1,2,3,13,如上图所示，弹性旁承由旁承体组成1、调整垫板2、纵向锁紧斜铁3组成。其中旁承体组成1又由旁承体上部11、旁承体下部12、锥套形橡胶层13、铆钉14、旁承摩擦板15等组成一个整体。,二、橡胶弹性旁承,工作位压缩量10mm，最大压缩量14mm,主要特点（1） 结构简单紧凑，安装方便。 由于旁承体组成通过橡胶将旁承体上部与旁承体下部硫化在一起，再通过铆钉将旁承摩擦板铆接成一个整体，结构简单紧凑。（2）检测、调整旁承压缩量方便。 旁承体上部底面与旁承体下部顶面的间距（18mm）的变化量即为旁承压缩量，检测方便、准确。旁承压缩量不符要求时，可取出旁承体组成加入适当厚度的调整垫板达到，然后插入纵向锁紧斜铁即可，操作方便。,（3） 纵向无间隙、无磨耗。 采用纵向锁紧斜铁消除了旁承体下部与旁承盒之间的纵向间隙，采用锥套橡胶将旁承体上部与旁承体下部硫化在一起消除了旁承体上、下部的间隙，实现了弹性旁承在纵向无间隙、无磨耗的条件下工作，可稳定地保持旁承抑制蛇行运动、提高临界速度的功能，并消除了旁承与旁承盒之间的磨耗，提高旁承的使用寿命，降低维护成本。 （4）可靠性较好。 目前橡胶弹性旁承在国内外有较多使用，如美国的Stcki旁承。在橡胶件制造质量有保证时，该旁承有较高可靠性。,从提高转向架直线运行时抗蛇行运动的稳定性来看，摩擦阻力矩取大点好，但从减少转向架通过曲线时轮轨间的侧向力及其磨耗方面考虑，摩擦阻力矩不宜过大。,第七节 基础制动装置基础制动装置各部件组成见图所示。,固定杠杆支点,制动梁,高摩闸瓦或高磷铸铁闸瓦,下拉杆,制动杠杆,其中，制动梁与过去的槽钢型制动梁不同，采用L-C型组合式制动梁，制动梁端头将滑块连成一体，为整体锻造制成。支柱也为锻钢制成，端头与圆钢弓形杆及撑杆采用过盈热套装结构。,撑杆,制动梁端头,弓形杆,支柱,滑块磨耗板,闸瓦托,制动杠杆中孔和固定杠杆支点座孔装用球型销套，以利于侧架、摇枕的摆动。,固定杠杆支点座,外球套,内球套,杠杆体,外球套,内球套,第八节 横跨梁组成 横跨梁为50503方钢管压型件，中间焊有不锈钢磨耗板，两端分别落在横跨梁托上，横跨梁托焊在侧架上。,磨耗板,横跨梁托,横跨梁,弧形板,调整垫板,第三章 组装及分解程序 转K4型转向架的组装必须采用图纸规定、经检验合格的零部件，不得采用异型零部件。组装程序包括： 侧架组成（装立柱磨耗板、滑槽磨耗板、及导框 摇动座） 摇枕组成（组焊八字面磨耗板及固定杠杆支点座） 转向架落成 视频录像,第四章 组装技术要求1. 同一转向架承载弹簧、减振弹簧的外簧自由高之差不得超过3mm，内簧自由高之差不大于2mm，不符时须选配弹簧。2. 同一轮对车轮直径之差不超过1mm，同一转向架轮径之差不超过4mm。3. 同一转向架两侧架固定轴距之差不大于2mm（选用同一铲豆的侧架）。4. 基础制动装置应符合TB/T2429之规定。5. 转向架落成后，心盘面（含心盘磨耗盘）自由高距轨面自由高703mm，心盘载荷为71.05kN时，心盘面高（含心盘磨耗盘）为683mm。,6. 转向架落成后，斜楔主摩擦板与侧架立柱磨耗板之间应接触良好，不允许有垂向贯通间隙，其局部间隙不得超过1.5mm，深度不得大于10mm。7. 承载鞍与侧架导框之间的间隙，纵向为1.56.5 mm，横向为1016 mm。8. 挡键与轴承的最小间隙不小于2 mm。9. 应通过GB146.83标准轨距机车车辆限界。10. 弹簧托板装车前应检查摇动座摆动角度,检测方法为：将摇动座支承及摇动座放入侧架后,将摇动座朝侧架一侧倾斜至不能动为止，然后用摇动量检查样板检查摆动角大小是否合格。,摇动座,摇动座支承,样板卡在此位,样板卡不能在此位,通端,止端,侧架,11. 摇枕下部的摇枕挡与弹簧托板挡板间的最小横向间隙不得小于13mm。12. 心盘面（含心盘磨耗盘）到下旁承顶面自由高711mm。13. 制动梁两端部滑块磨耗套与侧架滑槽磨耗板的搭接量不小于40mm，滑块磨耗套端面与滑槽磨耗板内壁的横向总间隙不小于10 mm。,第五章 使用维护及检修注意事项 1. 转K4转向架在组装、落成、使用中一般注意 事项： 1.1 应装用经检查合格的零部件，同一转向架不得装用异型零部件。 1.2 转向架不得用碱水煮洗。 1.3 摇枕和侧架应始终用于同一转向架，不得混装（更换新件时除外）。 1.4 为保证斜楔与侧架立柱磨耗板和摇枕八字面磨耗板的良好磨合状态，当拆下斜楔检查后再组装时，应装回原位，不允许换位混装（更换新斜楔时除外）。 1.5 挡键与轴承外圈的间隙不得小于2mm。 1.6 同一轮对车轮直径之差不超过1mm，同一转向架新造时轮径之差不超过4mm，单个车轮的静态不平衡力矩不大于125gm。,1.7 同一转向架两侧架固定轴距之差不大于2mm（选用同一铲豆的侧架）。1.8 同一转向架承载弹簧、减振弹簧的外簧自由高之差新造时分别不得超过3mm,内簧自由高之差不得超过2mm，须选配使用。弹簧落位后，应检查承载内簧必须落入摇动座的定位脐中，不允许产生卡阻。 1.9 同一转向架旁承弹簧自由高之差新造时不大于1mm,同一旁承的两弹簧自由高之差不大于0.8mm, 须选配使用。空车落车后，钢弹簧弹性旁承的压缩量应在10+1-1.5mm范围内，橡胶弹性旁承的压缩量应在91mm范围内，可用摇枕旁承盒内不同厚度的调整垫板进行调整，调整垫板的总厚度新造时不得大于14mm，总数不得多于3块。,1.10 各圆销表面等转动磨擦部份及侧架滑槽磨耗板表面应涂适量润滑脂。但斜锲主摩擦板、旁承磨耗板及心盘磨耗盘表面、摇动座与摇动座支承间、承载鞍顶面与导框摇动座间禁涂润滑脂。且安装心盘衬垫时，须将下心盘内的杂物清除干净。1.11 连接弹簧托板与摇动座、侧架与侧架立柱磨耗板的折头螺栓、螺母为特制一次性防松螺栓、螺母，正常使用过程中不允许拆解，更换时不允许用其他型式的螺栓、螺母代替。1.12 转向架心盘螺栓采用GB31.1-88的10.9级螺栓，10级BY-A型、BY-B型或FS型M22防松螺母，更换时不允许用其他型式的螺栓、螺母代替。防松螺母扭紧力矩954.5Nm。(2003年3月1日开始执行)1.13 严禁电流通过滚动轴承。,列检作业标准 转K4型转向架列检作业除按现行运规执行外，补充以下作业范围和质量标准：1 枕簧无折断。2 摇动座目测外侧面无裂损（侧架纵向）。3 弹簧托板无裂损。4 斜锲主磨擦板（高分子材料制成）无丢失。5 常接触弹性旁承无间隙6 运行速度在100km/h 120km/h时：轮对、轴承可按提速转向架的有关规定执行。 运行速度在100km/h时：轮对、轴承可按现行运规的有关规定执行。7 闸瓦磨耗剩余厚度不少于14mm。,3. 段修特殊要求 现根据转K4型转向架的结构情况，将其段修的特殊要求，对货车段修规程相应条款予以增补。 3.1 铸钢摇枕4.1.1 摇枕的斜楔摩擦面的磨耗板材质须为0Cr18Ni9 ，原型厚度10mm,磨耗限度为3mm，超过须更换，并建议采用E306H或A302不锈钢焊条焊接。,3.1.2 摇枕斜楔槽表面原型宽度146mm，磨耗限度(两侧之和)为6mm，超限时须对中焊接，磨平恢复原形。（见下图）,3.1.3 摇枕头部宽度方向（宽 mm）的两侧面磨耗大于4mm时（原型213）须堆焊磨平，恢复原型。（见下图）,3.1.4 摇枕下部横向运动止档磨耗大于4mm（原型厚 mm）堆焊磨平，恢复原型。3.2 铸钢侧架4.2.1 侧架立柱磨耗板材质为45号钢或47Mn2Si2TiB，其表面必须硬化处理，硬度分别为364410HB和43 58HRC ，淬硬层深度大于3mm。原型厚度10mm，磨耗限度3mm。,3.2.2 侧架中部下弦杆上平面的凸台限制摇动座摆动角的平台面，在摇动座朝侧架一侧倾斜至不能动为止时用样板检查，如用止端止不住，须将该平面堆焊磨平，恢复原型。（见下图）,摇动座支承,侧架,样板卡在此位,样板卡不能在此位,通端,止端,摇动座,3.2.3 导框导台两侧面单侧磨耗不大于3mm,导框导台两内档面磨耗之和不大于3mm,超限或影响间隙时，堆焊后加工。,3.3 承载鞍3.3.1 凹型顶面磨耗大于3.5mm时更换。（用圆弧样板检查）。3.3.2 挡边内侧距两侧磨耗之和（原型宽79）6mm。（见下图左）,3.3.3 导框底面距两侧磨耗之和（原型宽182）3mm。（见上图右）,79,3.4 斜楔3.4.1 须安装带高分子材料主摩擦板和金属斜楔体的组合式斜楔。3.4.2 主摩擦板原型厚度10mm，磨耗限度为3.0mm，如果主摩擦板四角发生断裂，其断裂区域限度为35454；两角发生断裂，其断裂区域限度为60452，参看下图，或缺损总面积达到15%时更换。,3.4.3 斜楔体副摩擦面磨耗限度为2mm，超限时更换。3.4.4 斜楔上移量不大于4mm,在转向架落成时用样板检查。(见附图），当样板落在斜楔肩之间，却不能接触摇枕端部上表面时，要求更换斜楔主磨擦板。厂修时须全部更换新品,恢复到新造水平。,斜楔肩,检查此间隙,3.5 下旁承3.5.1 钢弹簧下旁承组成3.5.1.1 旁承弹性橡胶块的橡胶与钢板剥离时更换，永久变形达3mm时更换。3.5.1.2 旁承弹簧自由高须为 ，超限或折断时更换，应注意同一转向架旁承弹簧自由高差不大于2mm，同一旁承的弹簧自由高差不大于1mm，选配组装。3.5.1.3 尼龙下旁承体裂损或顶面磨耗大于3mm，或侧面磨耗每侧2mm（原型宽78mm）更换。3.5.1.4 尼龙制磨耗板（2）裂损或磨耗大于3mm时更换,原型6mm。3.5.1.5 钢制磨耗板（1）裂损或磨耗大于1.0mm时更换,原型3mm。3.5.1.6 下旁承弹簧座侧面磨耗限度为3mm，超限时焊修磨平,原型7mm。,3.5.2 橡胶弹性下旁承组成3.5.2.1 尼龙摩擦板破损、顶面磨耗超过3mm时更换。3.5.2.2 橡胶体可存在龟裂，但橡胶体上、下表面出现的裂纹深度大于5mm或长度超过上、下表面圆周周长的50时更换。3.5.2.3 橡胶体与金属体可存在剥离，但连续剥离长度超过上、下表面圆周周长的33或累积剥离长度超过上、下表面圆周周长的50时更换。3.5.2.4 旁承体上部底平面与旁承体下部底平面的距离（S）小于10mm时更换新件，S为10-12mm时，应在旁承体下面加带2孔（65）的旁承垫板，垫板厚度为(14-S)mm。（见下图）,旁承垫板,3.6 心盘磨耗盘裂损或磨耗3mm更换。3.7 弹簧3.7.1 转K4型 转向架各类弹簧规格表：,3.7.2 减振外簧及承载外簧自由高度允差-7mm，内簧自由高度允差-5mm。3.7.3 同一转向架减振外簧、承载外簧自由高差分别不大于3mm，内簧自由高差不大于2mm,选配。3.8 弹簧托板3.8.1 弹簧托板不允许出现横向裂纹，发现时更换。3.8.2 弹簧托板纵向裂纹长度不超过50mm，深度不超过2mm，清除裂纹，焊后磨平，应采用富氩气体保护焊或碱性焊条施焊，超过上述范围裂纹更换。,3.9 摇动座 3.9.1 摇动座必须从弹簧托板下分解进行检查，经探伤发现有裂纹者更换；3.9.2 用样板检查摇动轴下部圆弧半径，弧面与样板最大间隙大于2mm时更换；（见下图）。,接触,接触,最大间隙大于2mm时更换,3.9.3 用直尺检查摇动座中央脊背部，其直线段弯曲变形大于3mm时更换。3.10 摇动座支承用样板检查其内圆半径，弧面与样板最大间隙大于1.5m