38605城市轨道交通车辆课件38605 城市轨道交通车辆课件6第五章

第五章转向架,第一节概述第二节构架第三节轮对轴箱装置第四节弹簧减震装置第五节牵引连接装置第六节传动装置第七节地铁及轻轨车辆转向架,第一节概述转向架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。为了便于通过曲线道路，在车体和转向架之间设有心盘或回转轴，转向架可以绕心盘或回转轴相对车体转动。由于车辆在线路上运行时通过道岔、弯道及车辆加速、减速等原因会产生各种冲击和振动，为了改善车辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上设有弹簧减振装置和制动装置。,转向架的作用与要求1.增加车辆的载重质量，提高列车运行速度。2.使车轮沿着钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动运动。3.承受并传递各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。4.保证车辆安全运行，并顺利地通过曲线。5.采用转向架的结构便于弹簧减振装置的安装，提高车辆运行的平稳性和安全性。6.传递牵引力和制动力。7.便于安装牵引电动机及传动装置，以驱动车辆沿着钢轨运行。,转向架的组成,（基础）制动装置,转向架架承车体的装置,构架,弹性悬挂装置,轮对、轴箱装置,转向架结构的种类按轴箱定位分类（1）拉板式轴箱定位转向架用特种弹簧钢材制成的薄片形定位拉板，其一端与轴箱连接，另一端通过橡胶节点与构架相连。利用拉板在纵、横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。图5-1a,（2）拉杆式轴箱定位转向架拉杆的两端分别与构架轴箱销接，拉杆两端的橡胶垫、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。图5-1b,（3）转臂式轴箱定位转向架又称弹性铰定位，定位转臂的一端与圆筒形轴箱体固接，另一端以橡胶弹性节点与构架上的安装座相连接。图5-2a,（4）层叠式橡胶弹簧定位转向架在构架与轴箱之间装设压剪型层叠式橡胶，其垂向刚度较小，使轴箱相对构架有较大的上下方向位移，而它的纵、横向有适宜的刚度，以实现良好的弹性定位。图5-2b,2、按弹簧系统分类（1）一系弹簧悬挂在车体与轮对之间，只设有一系弹簧减振装置。它可以设在车体与构架之间，也可以设在构架与轮对之间。（2）二系弹簧悬挂在车体与轮对之间设有二系弹簧减振装置，即在车体与构架同设弹簧减振装置，在构架与轮对间设轴箱弹簧减振装置，两者相互串联，使车体的振动经历两次弹簧减振的衰减。,按车体与转向架之间载荷传递方式分类（1）心盘集中承载机车体的全部质量通过前后两个上心盘分别传递给前后转向架的两个下心盘。（2）非心盘承载机车体上的全部质量通过弹簧悬挂直接传递给转向架构架，或者通过弹簧悬挂装置与构架之间装设的旁承装置传递。这种转向架虽还设有心盘回转装置，但它作用是牵引和转动。（3）心盘部分承载机车体上部质量按一定比例分配，分别传递给心盘和旁承，使它们共同承载。图5-4,第二节构架构架的作用与要求（1）部分尺寸精度要求较高，使一些部件安装具有较高的定位精度，如轮对定位，使转向架具有较好的运行性能。（2）便于各部件及附加装置的安装，包括轮对安装、传动齿轮装置的悬挂、牵引电动机的安装、制动系统的安装。（3）结构经过设计，具有足够高的强度，承受并传递牵引力、制动力、车体质量以及各种冲击、振动、保证列车运行安全。,构架的分类如按结构形式有：开口式、封闭式，或H形、日字形、目字形等。,焊接构架,铸钢构架,构架的组成图5-5,第三节轮对轴箱装置轮对是由一根车轴和两个相同的车轮采用过盈配合牢固地结合在一起，是组成转向架的重要部件之一。图5-6,车轴车轴一般采用优质碳素钢加热锻压成型，再经热处理（正火或正火后再回火）和机械加工制成。车轴为转向架的簧下部分，降低簧下部分的质量对改善车辆运行品质和减少对轮轨动力作用有很大影响。图5-7,（1）轴颈：安装滚动轴承和承载的部位。（2）防尘板座：为车轴与防尘板配合部位，其直径比轴颈直径大，比轮座直径小。（3）轮座：是车轴和车轮配合的部位，是车轴受力最大的部位。（4）轴身：是两轮座的连接部分，为增加其强度和减少应力集中，车轴轴身呈圆柱形。（5）轴端螺栓孔：是滚动轴承车轴安装轴端压板的地方，轴端压板的作用是防止滚动轴承内圈从轴颈两端窜出。（6）制动盘安装座：供压装制动盘用。一般一根车轴上设有两个制动盘安装座，过渡圆弧半径55mm。,车轮车轮的结构、形状、尺寸、材质是多种多样的。按其结构分为整体车轮和带箍车轮两种。整体车轮按其材质可分为辗钢轮和铸钢轮等。带箍轮又可分为铸钢辐板轮心、辗钢辐板轮心以及铸钢辐条心的车轮。以降低噪声，减小簧下质量，还有橡胶弹性车轮、消声轮等。车轮轮缘踏面采取锥形轮廓的理由：,便于通过曲线,防止车轮脱轨,可自动调中,使踏面磨耗比较均匀,能顺利通过道岔,图5-8图5-9,轮对的组装轮对组装的一般要求：为保证轮对组装的质量和运行安全，轮对在压装时须符合下列要求：组装成轮对的两个车轮须是同型号、同材质的车轮（称另有规定外，不同国家或不同厂家制造的车轮不得混装）。如车轮是经平衡试验的，则两车轮的不平衡度应在同一侧面、同一直径平面内。,轮对组装图5-10图5-11PpDL,L装配面长度单位为mm,p配合面的压强单位为MPa,摩擦因素,D轮座直径单位为mm,P压力单位为N,轮对检验每个轮对组装后应进行压力曲线检验和电阻检验，不符合技术要求时为不合格品。最高运行速度超过120km/h的客车轮对装车前应进行动平衡试验。车轮压装时，轮对组装压装力曲线理论长度计算公式为S=（L+A-K-r）i,i压力指示器的传送系数,r车轴半径单位为mm,K车轮轮毂孔内侧的圆弧半径单位为mm,A伸出于轮毂孔外端的轮座长度单位为mm,L车轮轮毂孔长度单位为mm,S轮对组装压装力曲线理论长度单位为mm,图5-12图5-13图5-14图5-15图5-16图5-17,图5-18图5-19图5-20,滚动轴承箱装置轴箱装置的作用是将轮对和构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动，并把车辆的重量以及各种载荷传递给轮对，保证良好的润滑性能，减少磨耗，降低运行阻力。,无轴箱圆锥滚子轴承装置,圆柱滚动轴承轴箱装置,轴箱装置,橡胶油封密封式轴箱装置,金属迷宫密封式轴箱装置,图5-21,橡胶油封密封式轴箱装置组成：轴箱体、轴箱后盖、防尘挡圈、橡胶油封、轴箱前盖、压板图5-22图5-23图5-24图5-25图5-26,图5-27图5-28图5-29,金属迷宫密封式轴箱装置金属迷宫密封式轴箱不带轴箱后盖，在轴箱体后端设有迷宫槽，迷宫槽的底部设有排水孔。在圆筒后端设有凸台，以支承内侧轴承的外圈。图5-30,图5-31图5-32图5-33图5-34,图5-35图5-36,无轴箱圆锥滚子轴承装置无轴箱圆锥滚子轴承装置是由外圈、内圈、滚子、保持架、中隔圈、密封座、密封罩、密封、前盖、后挡、螺栓、防松片和承载鞍等组成。图5-37图5-38,图5-39图5-40图5-41图5-42,第四节弹簧减振装置车辆在轨道上运行时，由于线路不平顺、轨隙、道岔，轨面的缺陷和磨耗以及车轮踏面的斜度、擦伤和轮轴的偏心等原因，必将伴随产生复杂的振动和冲击。为了提高车辆运行的平稳性，保证乘客的舒适，必须设有弹簧减振装置。弹簧结构及特性车辆上采用的弹簧减振装置按其作用的不同，大体可分为三类：第一类为主要起缓和冲击的弹簧装置，如空气簧和钢制弹簧；第三类为主要起衰减振动（消耗振动能量）的减振装置，如垂向、横向减振器；第三类为主要起弹性约束作用的定位装置，如轴箱定位装置、心盘与构架的纵、横向缓冲止挡等。,图5-43,弹簧的分类（1）扭杆弹簧和环弹簧（2）橡胶弹性元件（3）空气弹簧图5-44,图5-45图5-46,图5-47图5-48,空气簧装置系统的组成高度调整阀的作用与组成高度调整阀的主要作用及要求是：维持车体在不同静载荷下都与轨面保持一定的高度；使得转向架两侧的高度调整阀分别产生充、排气的不同作用，从而减少车辆的倾斜。图5-50,高度调整阀的工作原理由于车体静载荷的增加（或减小），空气簧被压缩（或拉伸），使空气簧高度降低（或增高）。随之，车体距轨面高度发生改变，这样，高度控制机构使进、排气机构工作，向空气簧充气（或排气），当空气簧内压与所承受的静载荷相平衡时，空气簧恢复到原来的高度，高度控制机构停止工作，进、排气机构处于关闭状态，充气（或排气）停止。,高度调整阀的主要特性及参数（1）截止频率（2）无感区（3）延迟时间（4）充、排气时间（5）供风风压（6）检修期,LV3型高度调整阀的结构图5-51,LV3型高度调整阀的作用原理图5-52图5-53,高度调整阀的使用注意事项1.运输、搬运必须小心谨慎。2.连杆在停止回转时，禁止施加过度外力。3.在阀体装配时，用两个M10的螺栓紧固，并检查螺栓是否妨碍连杆的动作。4.安装时，认真清扫管道部分，清除管道内部的尘屑。5.管道方向的正确安装。6.安装管道时，阀体上的进、排气阀体不能转动。7.螺母、盖之类及其他元件无特殊必要，不得随便变动改制。,减振元件减振元件的作用及分类车辆上采用的减振器与弹簧一起构成弹簧减振装置。弹簧主要起缓冲作用，缓和来自轨道的冲击和振动的激扰力。而减振器的作用是减少振动，它的作用力总是与运动的方向相反，起着阻止振动、消耗能量的作用。,油压减振器的结构及工作原理图5-55图5-54,垂向油压减振器图5-56,第五节牵引连接装置（1）能够传递纵向力、驱动力制动力，同时允许二系弹簧在垂向和横向柔软地动作。（2）纵向具有适当的弹性，以缓和由于转向架点头、车轮不平衡重量等引起的纵向振动。（3）结构上应便于车体与转向架的分离和连接。（4）由于取消了摇枕，需安装横向油压减振器、横向缓冲橡胶、空气簧异常上升止挡等，这些部件的安装和拆卸不能增加车体与转向架分离作业的工时。,中央牵引装置图5-60图5-61,横向油压减振器和横向缓冲橡胶止挡为了提高城市轨道交通车辆的舒适性，转向架采用了低横向刚度的空气簧。与此配套，使用横向油压减振器提供相应的振动阻尼，改善横向振动特性。横向油压减振器安装在牵引梁与构架之间。图5-62图5-63,第六节传动装置爪形轴承的传动装置这是城市轨道交通车辆最古老的传动形式，它是直接利用牵引电动机驱动轴上的齿轮带动轮对轴传递扭矩。图5-64,横向牵引电动机空心轴式传动装置该传动装置将牵引电动机支承于构架栋梁上，它采用电动机空心轴和高弹性的联轴器驱动齿轮减速箱，解决了上述方案的电动机直接支于轮轴增加簧下质量和传动件过小的扭转弹性导致的集电器过载的问题。图5-65图5-66,两轴一纵向驱动、骑马式传动装置图5-67,全弹性结构的两轴一纵向传动装置这种装置的牵引电动机完全弹性地固定于转向架构架的横梁上，电动机驱动轴经减速齿轮驱动万向接头空心轴，再经橡胶连杆联轴器将扭矩传递给轮对。图5-68,牵引电机对角配置的单独轴一纵向传动装置两牵引电动机对角悬挂于转向架构架的两横梁上，电动机与齿轮传动装置之间扭矩的传递经由连杆轴实现。图5-69,牵引电动机置于车体上的传动装置牵引电动机装于车体上，电动机驱动轴经万向联轴器将扭矩传递给置于转向架上的减速装置，从而使轮对转动。图5-70,第七节地铁及轻轨车辆转向架DK型地铁电动客车转向架长春客车厂设计制造的地铁客车转向架为无摇动台式DK型转向架，属于该系统、数量较多的DK3、DK4、DK8、DK16、DK20等多种型号。图5-71,轮对轴箱弹簧装置DK3型转向架轮对轴箱弹簧装置的特点是轴箱弹簧水平放置，采用金属橡胶弹性铰式轴箱定位装置。图5-72,转向架构架图5-73,摇枕弹簧装置DK3型转向架摇枕弹簧装置为无摇动台结构，两个自封式自由膜式空气簧直接坐落在构架侧梁上，摇枕坐落在空气簧上，车体通过上下心盘坐落在摇枕上，以此传递着车体垂直载荷。图5-74图5-75,基础制动装置基础制动装置采用吊挂式单侧塑料闸瓦踏面制动。有两个直径为178mm的制动缸分别安装在构架侧梁上，每一个制动缸控制转向架一侧车轮的制动。当使用空气制动时，制动缸推动水平杠杆、移动杠杆及两轮之间的水平下推杆，使移动杠杆中部的塑料闸瓦压紧相应的车轮，起制动作用。图5-76,驱动装置每台转向架配置两台牵引电动机，电动机与轮对平行，用三枚M27螺栓紧固在构架栋梁的电动机吊座上。牵引电动机通过齿式联轴器、齿轮减速箱将扭矩传给轮对。图5-78,天津滨海快速轨道交通车辆转向架图5-79,构架构架分为动车转向架构架和拖车转向架构架。图5-80,二系悬挂装置和牵引装置二系悬挂装置主要包括空气弹簧、高度调整阀、水平杠杆、调整杆、压差阀、抗侧滚扭杆等。图5-81,图5-82图5-83图5-84,一系悬挂装置主要部件有：转臂节点装置、轴箱弹簧、垂向减振器、安全吊等。图5-85,轴箱和轴承轴箱主要由箱体、前盖、轴端压板、防尘挡圈和密封垫等组成，圆柱滚子轴承安装在轴箱内。图5-86,轮对车轮采用整体辗钢车轮，LM磨耗形踏面，踏面硬度256310HB，车轮直径是840+100mm，其主要目的是为了保证车轮具有70mm的镟修量，保证车轮的使用寿命。4个车轮为一组，同一转向架的轮径之差不大于0.5mm，同一辆车的轮径之差不大于2mm，在车轮上钻有一注轴孔，在注油压装完成后，在注油孔加注油螺堵，以防污物进入孔内。基础制动装置基础制动装置采用单侧踏面单元制动缸。,ATP安装梁ATP安装梁仅安装在动