转K7转向架.doc

第一章 概述为了满足大秦线开行20，000吨运煤专列的运输需求，适应铁路跨越式发展，南车集团眉山车辆厂根据2004年铁道部科技研究开发计划（项目编号2004J010-B）引进了南非成熟、先进的Scheffel转向架技术并进行了25t轴重副构架转向架的研制，以改善车辆动力学性能和运行品质。自2005年5月以来， 共有6辆C80C型敞车（配装25t轴重副构架转向架）在大秦线投入运用考验，1辆C80C型敞车（配装25t轴重副构架转向架）在铁道部科学研究院环行试验线参加“120km/h货车可靠性试验”。2007年8月24日，25t轴重副构架转向架通过铁道部科技司和运输局组织的技术审查，2007年9月，铁道部运输局装备部以运装货车电 2007 2602号电报的形式将25t轴重副构架转向架定型为转K7型转向架。同月，配装转K7型转向架的C80B、C70型敞车在济南局沙岭庄高密区间内顺利完成车辆的空、重车状态的线路动力学试验，在最高运行速度为130km/h时，C80B、C70型敞车各项性能指标都满足GB/T5599-1985铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范的要求。第二章 转K7型转向架第一节 主要用途、原理及特点1.1主要用途转K7型转向架，主要用于大秦线80t级运煤敞车，亦可用于其它70t级铁路货车，并能满足货车120km/h的运行要求。1.2设计原理 转K7型转向架是在原三大件转向架的基础上将一个轮对的左右两个承载鞍相连，形成U形副构架。前后两个轮对通过连接杆与两U形副构架销接在一起，从而形成自导向机构。这种结构在转向架通过曲线时，由于前轮对的导向作用，将拉、压力通过连接杆传递到后轮对，再加上一系橡胶堆的存在，使得转向架具有较小的抗弯刚度，允许转向架轮对在曲线上作径向或八字形位移，但限制菱形位移，提高了系统的稳定性。1.3 特点转K7型转向架保留了传统的三大件结构和摩擦减振装置，增加了自导向机构，相对于传统的三大件结构转向架，具有以下优势：传统的三大件转向架通过曲线 径向转向架通过曲线1.3.1 安装于侧架和轴箱承载鞍之间的橡胶元件起了第一系悬挂的作用，降低了簧下质量，减小了轮对和轨道间的作用力。1.3.2采用轴箱悬挂，并采用变刚度弹簧和合理的摩擦阻力以提高运行品质。1.3.3采用弹性旁承，增加车体与转向架之间的回转阻力矩，以提高转向架蛇行稳定性。1.3.4采用一系弹性橡胶堆，减小转向架的横向悬挂刚度，提高车辆横向平稳性。1.3.5采用轮对径向机构，解决蛇行稳定性和曲线通过性能的矛盾，大幅减少轮轨磨损，也有利于降低牵引能耗和减少环境污染。1.3.6增大转向架的抗菱刚度，提高蛇行运动的临界速度。第二节 主要性能参数与基本尺寸2.1主要性能参数轨 距 1435mm商业运营速度 120km/h轴重 25t自重 约4.77t轴型 RE2B车轮 HESA或HEZD 车轮踏面 LM 型 可通过最小曲线半径 145m转向架中央弹簧垂向总刚度空车 4554N/mm重车 11734N/mm工作环境温度 -40+50在检修限度内，符合GB146.1-1983车限-2的要求。强度设计及试验鉴定符合TB/T1335-1996的要求。在检修限度内，商业运营速度为120km/h时，动力学性能应符合GB/T5599-1985的要求。2.2主要基本尺寸心盘面自由高 694mm固定轴距 1800mm车轮直径 840mm旁承中心距 1520mm轴颈中心距 1981mm下心盘直径 375mm下心盘到下旁承顶面距离自由状态 93mm工作状态 83mm制动杠杆与车体纵向铅垂面的夹角 40转向架基础制动倍率 6第三章 结构组成第一节 简介转K7型转向架为铸钢三大件式货车转向架。主要由轮对组成、侧架组成、橡胶堆、摇枕组成、基础制动装置、滚动轴承装置、JC型双作用弹性旁承、轮对径向装置、组合式斜楔等部件组成。一系悬挂采用橡胶堆，相对于轮轴中心线呈斜对称分布，橡胶堆为矩形结构；轮对径向装置由两个U形副构架通过两个连接杆交叉销接组成，U形副构架为铸造结构，包括鞍部和臂部，材质为B+级钢，连接杆整体锻造而成。二系悬挂采用带变摩擦减振装置的中央枕簧悬挂系统，摇枕弹簧为二级刚度，采用组合式斜楔，斜楔体为贝氏体球墨铸铁，主摩擦板为高分子合成材料；采用直径为375mm的下心盘，下心盘与摇枕的联接采用拉铆钉，下心盘内设有导电式尼龙心盘磨耗盘；装用JC 型双作用弹性旁承摇枕组成轮对组成弹簧轴承基础制动装置侧架组成橡胶堆U形副构架连接杆图 1 转K7型转向架三维爆炸图353130B紧凑型双列圆锥滚子轴承、采用RE2B型50钢车轴及新结构的轻型HESA辗钢车轮或HEZD铸钢车轮；采用JC型双作用弹性旁承；基础制动装置为下拉杆式单侧闸瓦制动装置，采用L-A或L-B型组合式制动梁，新型高摩合成闸瓦。具体结构及名称见图。1 轮对组成 2 侧架组成 3 橡胶堆 4 摇枕组成 5 基础制动装置 6滚动轴承装置 7 轮对径向装置 8 弹性旁承组成图2 转K7型转向架主要结构第二节 主要组成及技术要求2.1轮对采用RE2B型50钢车轴及符合铁标规定的新结构轻型HESA辗钢车轮或HEZD型铸钢车轮，装有353130B紧凑型双列圆锥滚子轴承。车轮车轴滚动轴承装置图3 轮对组成2.1.1 轮对组成符合TB/T1010车辆用轮对类型及尺寸的要求。2.1.2 车轮为符合TB/T2817铁道车辆用辗钢整体车轮技术条件的HESA型辗钢全加工车轮或符合TB/T1013碳素钢铸钢车轮技术条件的HEZD型碳素钢铸钢车轮，车轮进行静平衡测试，最大残余不平衡值不大于125gm，同一辆车必须装用同一型号的车轮。2.1.3车轴几何尺寸符合SYST256-00-00-00图样要求的RE2B型车轴，材质为LZW。2.1.4滚动轴承采用353130B紧凑型滚动轴承。同一轮对必须装同型号的轴承。2.1.5轴承压装后，进行转速不低于200r/min、时间不少于5min的磨合。轴承转动时不应有异音。磨合后轴承温升不应升于40。2.2摇枕、侧架组成侧架为B+级钢铸造。侧架中央铸有弹簧托盘，以保证二系弹簧组变摩擦斜楔式减振器的安装，侧架两端较传统三大件转向架取消了导框结构，增加了橡胶垫安装支承面。 图4 侧架组成左、右滑槽磨耗板为卡入式，方便检修；侧架立柱磨耗板通过拉铆钉与侧架立柱紧固。侧架两立柱面不允许出现倒八字。立柱磨耗板与侧架立柱面紧固后用0.8mm塞尺测量，插入深度不得超过13mm。侧架立柱磨耗板组装后，套环圈与侧架立柱背面铸件表面缝隙用0.4mm塞尺检查，在270范围内，0.4mm塞尺不能插入。摇枕为B+级钢铸造。摇枕结构与现有三大件转向架的摇枕结构基本相似，摇枕两侧开有4个对称的方孔，用以连接杆的安装。下心盘直径为375mm心盘。摇枕组成由摇枕、下心盘、斜面磨耗板、固定杠杆支点座等零部件组成。 斜楔摩擦面磨耗板与摇枕焊接后用0.8mm塞尺检查，插入深度不得大于13mm. 图5 摇枕组成2.3 橡胶堆橡胶堆由金属和橡胶硫化而成，顶板上有两个定位销，底板上有两个定位销，定位销直径均为30mm。橡胶堆为矩形结构，具体结构图所示。在组装时，导电铜线应在转向架内侧。 图6 橡 胶 堆2.3.1橡胶堆的作用2.3.1.1采用橡胶堆也可大大改善车轮踏面磨耗状况；2.3.1.2采用橡胶堆实现了轮对的弹性定位，减少转向架簧下质量，隔离轮轨间高频振动，降低对轨道的冲击，改善轮轨之间的磨耗。2.3.1.3采用橡胶堆缓和轮轨冲击，同时有利于提高转向架侧架等零部件的疲劳寿命。2.4 轮对径向装置轮对径向装置的结构如图7所示，主要由左、右2个U形副构架通过两个连接杆组成相连而成。左、右副构架均为铸造结构，材质为B+级钢。连接杆为整体锻造而成，材质为40Cr。轮对径向装置的作用：2.4.1解决蛇行稳定性和曲线通过性能的矛盾，大幅减少轮轨磨损，也有利于降低牵引能耗和减少环境污染。2.4.2增大转向架的抗菱刚度，提高蛇行运动的临界速度。副构架磨耗板连接杆U形副构架图7 轮对径向装置图8 U形副构架组成2.5 双作用常接触弹性旁承转K7型转向架采用JC型双作用常接触弹性旁承，增加转向架与车体之间的回转阻力矩，提高转向架高速运行稳定性。 JC型双作用常接触弹性旁承主要由弹性旁承体组成、旁承磨耗板、旁承座、滚子、滚子轴、调整垫板、垫片等零部件组成。旁承磨耗板旁承座滚子轴弹性旁承体滚子 图9 JC型双作用常接触弹性旁承三维示意图2.5.1. 双作用常接触式弹性旁承作用 2.5.1.1增大转向架与车体之间的回转阻尼，以有效抑制转向架与车体的摇头蛇行运动，同时约束车体侧滚振动，提高货车在较高速度运行时的平稳性和稳定性。2.5.1.2增加了车体在转向架上的侧滚稳定性。同时，为了防止货车曲线运行时车体发生过大倾角，采用刚性滚子来限制弹性旁承的压缩量。一旦上旁承板压靠滚子，不仅车体侧倾角受到限制，而且由于滚子的滚动而不致增大回转阻力矩，影响曲线通过性能 。2.5.2 双作用常接触式弹性旁承原理 对车体与转向架间采用间隙旁承的车辆来说，回转阻力矩主要由上、下心盘间摩擦阻力所产生。由于空车状态下心盘载荷较小，故空车十的回转阻力矩较小，而重车回转阻力矩就较大。当车辆采用常接触旁承后，回转阻力矩M将由旁承摩擦力矩M1和心盘摩擦力矩M2所组成，即：M=M1+M，旁承摩擦力所产生的阻力矩主要增加了空车状态的回转阻力矩。由于车体施加在旁承上的正压力并不随空、重车状态而变化，故式中的M1基本上是一个常量。这样，当采用常接触式弹性旁承时，可使车辆在空车和重车状态都能获得较为理想的回转阻力矩。2.6 弹簧减振装置承载弹簧采用两级内、外双圆柱螺旋弹簧组承载。转向架摇枕弹簧由10个承载外圆弹簧（1）、4个承载外圆弹簧（2）和10个承载内圆弹簧组成，承载外圆弹簧（1）和承载外圆弹簧（2）比承载内圆弹簧高26mm。空车时仅承载外圆弹簧承载，重车时内圆弹簧也参与承载，实现空、重车两级刚度。这样，既可以提高空车静挠度，改善空车运行品质，又可以保证重车时，弹簧组具有合适的挠度，保证空、重车车钩之间的连挂。减振装置仍为变摩擦斜楔式减振器，选择空、重车适宜的摩擦系数。弹簧材质均采用60Si2CrVAT。弹簧布置位置见图9。1、承载外圆弹簧（1） 2、承载内圆弹簧 3、承载外