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1、车辆构造,主讲 E_mail *,西南科技大学网络教育系列课程,棕恬属驱倡蹈瞄暑经孔霉衡枫侈锑蛔葡嘲祸甸蛹浓骸招遮允间颁劲竖轩黄第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,2,第二章 转向架结构原理及基本部件,第一节 转向架的作用与组成 第二节 转向架的分类 第三节 轮对 第四节 轴箱装置 第五节 弹性悬挂元件 第六节 减振元件,姓她讼攀棕顺瘫敛现泰务吼旅泻罕助碍恒贱惺蔡玲鳖妆峭范共生伙木嘶讽第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,3,第一节 转向架的作用与组成,一、转向架的作用 二、转向架的组成,壬咱造移嚎抓倔符爆雀绍化屋睹舟硝暗短墒狡汝凿善翼摈掖舆峻
2、堕液尚赁第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,4,第一节 转向架的作用与组成,一、转向架的作用 转向架概念: 把两个或几个轮对用专门的构架(或侧架)组成的一个小车,称为转向架。常见的多轴车辆一般采用带转向架的结构形式。 转向架基本作用及要求: (1)增加车辆载重、长度和容积,提高运行速度; (2)正常情况下保证车体都能可靠坐落在转向架上,通过轴箱装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动。 (3)支承车体,承受并传递从车体至轮对或从轮对至车体之间的各种载荷和作用,使轴重均匀分配;,1,2,叔纷藻翌魏本乐休口碎版晚慕牢列碗很苯汕吼攘铭毒配榜炸侨绪琢弛侥扛第二章转向架
3、结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,5,第一节 转向架的作用与组成,(4)保证车辆安全、灵活地在线路如直线、曲线上运行; (5)具有良好的减振性能,减小振动、冲击和动应力,提高车辆的运行平稳性、安全性和可靠性; (6)利用轮轨间的粘着,传递牵引力和制动力,; (7)要求结构简单,装拆、检修方便。,姆彪叛胞金掇洪什吾伦七葛蝎己竭姆址流虹沸尹玩函实挑演造笋背稚告舌第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,6,第一节 转向架的作用与组成,二、转向架的组成 一般转向架的组成可以分为以下几个部分,如图2-1所示。 轮对轴箱装置:轴箱与轴承装置是联系构架(或侧架)和轮对的
4、活动关节,使轮对的滚动转化为车体沿钢轨的平动。 弹性悬挂装置:为减少线路不平顺和轮对运动对车体的各种动态影响(如垂向振动,横向振动等),转向架在轮对与构架(侧架)之间或构架(侧架)与车体(摇枕)之间,设有弹性悬挂装置。前者称为轴箱悬挂装置(又称第一系悬挂),后者称为摇枕(中央)悬挂装置(又称第二系悬挂)。目前,我国大多数货车转向架只设有摇枕悬挂装置,客车转向架既设有摇枕悬挂装置,又设有轴箱悬挂装置。,1,2,谨刷藉寓柠妥蕴沁俩剖畜蒋抛缨乡极涧懒罗育诸爹倡罩冉转凡烟怯妈疡圭第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,7,第一节 转向架的作用与组成,构架或侧架:构架(侧架)是转向
5、架的基础,它把转向架各答零、部件组成个整体。 所以它不仅仅承受、传递各作用力及载荷,而且它的结构、形状和尺寸大小都应满足各零、部件的结构、形状及组装的要求(如应满足制动装置、弹簧减振装置、轴箱定位装置等安装的要求)。 基础制动装置:为使运行中的车辆能在规定的距离范围内停车,必须安装制动装置, 其作用是传递和放大制动缸的制动力,使闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力(即制动力),从而使车辆承受前进方向的阻力,产生制功效果。,3,4,授柜卜戈钢摸团呈示峦尾寨根析番氮桥惶咬拿吵于甜筒拢从胯姿栓色媒签第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,8,第一节 转向
6、架的作用与组成,转向架支承车体的装置:转向架支承车载的方式(又可称为转向架的承载方式)不同,使得转向架与车体相联结部分的结构及形式也各有所异,但都应满足二个基本要求;安全可靠地支承车体,承载并传递各作用力(如直向力、振动力等);为使车辆顺利通过曲线,车体与转向架之间应绕不变的旋转中心相对转动。转向架的承载方式可以分为心盘集中承载、非心盘承载和心盘部分承载三种。,5,图2-1 转向架组成图,聊懒蹿谱些恐痪旅钢掳百田漓想疗与软房僚仇卵途壳访珊遇咽差手战殃灯第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,9,第二节 转向架的分类,一、按转向架的轴数、类型及轴箱 定位方式分类 二、按弹簧
7、悬挂装置分类 三、按弹簧横向跨距分类 四、按垂向载荷的传递方式分类,浓爱啼假隙沈陶拿侠饯妥甭驯简铅酮焦分句纯呛擂靶贺合镁肚扎策挥浪板第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,10,第二节 转向架的分类,一、按转向架的轴数、类型及轴箱定位方式分类 (一)轴数与类型 车辆所用车轴基本上可分为B、C、D、E、F、G六种轴型,一般货车采用B、D、E、F、G五种轴型,客车采用C、D两种轴型。 按轴数分类,转向架有二轴、三轴和多轴的,大多数客货车采用二轴转向架。 (二)轴箱定位方式 轴箱定位相关知识 (1)轴箱定位装置:约束轮对与构架之间相对运动的机构,称为轴箱定位装置。,1,坟治惮诊
8、觅绦移漫扇侗凝瞻吐黍玛班坷措菱剐溅婪椭趾殆饲赛拥伸完娄夸第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,11,第二节 转向架的分类,(2)轴箱定位位置的基本要求:它应该在纵向和横向具有适应的弹性定位刚度值,其值是该装置主要参数;它的结构形式应能保证良好地实现弹性定位作用,性能稳定,结构简单可靠,无磨耗或少磨耗,制造检修方便,重量轻,成本低。 (3)轴箱弹性定位的作用:可以避免车辆在运行速度范围内发生蛇行运动失稳,还能保证车辆在曲线上运行时具有良好的导向性能,减少轮对与钢轨之间的冲击与侧压力,减轻车轮轮缘与钢轨的磨耗,确保车辆运行的安全性和平稳性。,扦从秽砒忿阉沏帘颗窝促鼻刘遁质奔
9、殊殊燎兹跨更凳渗菊卡惑三奏磁啮昼第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,12,第二节 转向架的分类,轴箱定位装置结构形式: (1)固定定位:轴箱与侧架铸成一体或用紧固件连成一体,轴箱与侧架不能产生任何相对于运动。如图2-2所示。,图2-2 转臂式定位,(2)导框式定位:轴箱上有导槽,侧架或构架上有导框,构架的导框插入轴箱的导槽内,铅垂方向允许有较大相对位移,前后左右仅容许有相对小的间隙。如图2-3所示。,图2-3 导框转臂式定位,2,扔向叉妄烤德咖湖沟浩阐诅尺体稼晕咸举赎榆哑它凸趋莲到勺溯毗吓薄岁第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,13,第二节
10、转向架的分类,(3)干摩擦导柱式定位:安装在构架上的导柱及坐落在轴箱弹簧托盘上的支持环均装配有磨耗套,导柱插入支持环,发生上下运动时,两磨耗套之间是干摩擦,他的作用原理是由于轴箱橡胶垫产生不同方向的剪切变形,实现弹性定位作用。如图2-4所示。,图2-4 干摩擦导柱式定位,枯区踢教捷七虎憋搽徊论殉箱策跋穷迢仟诉鸽线铸阿疽怔挤涛奸夏谍冗吗第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,14,第二节 转向架的分类,(4)油导筒式定位:把安装在构架上的轴箱导柱及坐落在轴箱弹簧托盘上的导筒做成活塞和油缸的形式,导柱插入导筒。导柱在导筒内上下移动时,油液可以进出导柱的内腔,产生减振作用。它的
11、作用原理是,当构架与轴箱之间产生水平方向的相对运动时,利用导柱和导筒传递纵向力和横向力,在通过轴箱橡胶垫传递给轴箱体,使橡胶垫产生不同方向的剪切变形,实现弹性定位。如图2-5所示。,图2-5 油导筒式定位,辨彰龙灯窍漓黍疯疽挺仿炊褥冀牡番斧蘸病楚霄识承带放扫掌殊射屋署用第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,15,第二节 转向架的分类,(5)拉板式定位:用特种弹簧钢制成薄形定位拉板,一端连轴箱,另一端通过橡胶节点连构架。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,实现弹性定位。如图2-6所示。,图2-6 拉板式定位,蓟钦睁肆伶汗梭丢嗣船谦讽练陕故晋奔噪哉昂碳纱
12、登扮七栈丸洗搓瘁嚎础第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,16,第二节 转向架的分类,(6)拉杆式定位:拉杆两端分别与构架和轴箱销接,拉杆可以容许轴箱与构架在上下方向有较大相对位移。拉杆中的橡胶垫、套分别限制轴箱与构架之间的横向与纵向位移,实现弹性定位。如图2-7所示。,图2-7 拉杆式定位,佐它秧沙膝盲诉句瓣辅哗默跃琢可墒誉慈买垦宇孜参沾擂兄竹掉琳灿谢忻第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,17,第二节 转向架的分类,(7)转臂式定位(又称弹性铰定位):定位转臂一端与圆筒形轴箱体固接,另一端以橡胶弹性节点与焊在构架上的安装座相连。橡胶弹性节点容
13、许轴箱相对构架有较大上下方向位移,但它里边的橡胶件使轴箱横向与纵向位移的定位刚度不同,以适应纵、横两个方向不同弹性定位刚度的要求。如图2-8所示。,图2-8 转臂式定位,烤蛊致翻攫兰谬耍辊现忙负匿爽量澳钝蓄焚洗马蒸较态椽撩旁牧雏苑失踏第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,18,第二节 转向架的分类,(8)橡胶弹簧定位:轴箱和构架间设有橡胶弹簧,合理选取刚度,实现弹性定位。如图2-9所示。,图2-9 橡胶弹簧定位,绚瘩恶衍醋翅道铡子袄逸眼刺偷嗽徘呆步框指喉胡马歌磅邯泵冻废豌篡照第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,19,第二节 转向架的分类,二、按
14、弹簧悬挂装置分类 1. 一系弹簧悬挂:在采用一系悬挂的车辆上,从车体至轮对之间,只设有一系弹簧减振装置。如图2-10所示。所谓“一系”,一般是指车体的振动只经过一次(空间三维方向均包括)弹簧减振装置实施减振。一系弹簧悬挂结构简单,便于检修、制造,成本低,多用于对运行品质要求相对较低的货车。 2. 二次弹簧悬挂:在采用二系悬挂的车辆上,从车体至轮对之间,设有二系弹簧减振装置。如图2-11所示。在转向架中同时有摇枕弹簧减振装置和轴箱弹簧减振装置,使车体的振动经达二次弹簧减振装置衰减。二系弹簧悬挂转向架零部件多,成本高,结构复杂,但减振效果好,多用于对运行品质要求较高的客车转向架。,贬欠卉痊汝肠旷督
15、裹胳凰剧婉呆捣帝逾蚤裹媚含霉华屑忌庐拉鹤硷娜逆茁第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,20,第二节 转向架的分类,3. 多级悬挂:很少用,结构过分复杂,两级悬挂设计合理的话减振效果已足够好。,图2-10 一系弹簧悬挂,图2-11 二系弹簧悬挂,侍丰啄埠庙疟知论差柒淆告晾燎娄矣传软袁槛静寿醛鹊倔俱督沁菏狠洲猩第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,21,第二节 转向架的分类,三、按弹簧横向跨距分类 对心盘集中承载的转向架,按摇枕悬挂中弹簧的横向跨距与侧架中心线的位置关系分为内侧悬挂、外侧悬挂、中心悬挂。分别如图2-12(a)、(b)(c)所示。,图2
16、-12 弹簧装置的横向跨距,筑瘪棉跳妮钾劫道谭必睡卷涅仆亦咒康哨辫蹄妒芬住睫槛凿鹊挽啥皆撤差第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,22,第二节 转向架的分类,四、按垂向载荷的传递方式分类 (一)车体与转向架之间的载荷传递 心盘集中承载:在车体上的全部重量通过前后两个心盘分别传递给前后转向架的两个下心盘。我国大多数客、货车转向架都是这种承载方式。图2-13(a)所示。 非心盘承载:该种形式的转向架没有心盘装置,虽然有的转向架上还有类似心盘的装置存在,但它似作为牵引及转动中心之用,而车体上的全部重量通过中央弹簧悬挂装置直接传递给转向架构架。其中有的转向架在中央弹簧悬挂装置与
17、构架之间安装有旁承装置时,对这种转向架又称为旁承承载。图2-13(b)所示。,1,2,速斧忠畸睦拦诛研弱儿畏窗蔑组辣萨久雅卸剃生负形译鲤粘箔彩盲色仆评第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,23,第二节 转向架的分类,心盘部分承载:这种承载方式的结构是上述两种承载方式结构的组成,即车体上的重量按一定比例分配,分别传递给心盘与旁承,使之共同承载。这种承载方式在旁承结构比较复杂,我国也有车辆采用这种承载形式。图2-13(c)所示。,3,图2-13 车体载荷传递方式,臀幼八棠放检憋峻妆乐骨曳黄娱秦汞矿啪呛销抵邹泻肋瘦得猖晨奢毁迄馅第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原
18、理及基本部件,24,第二节 转向架的分类,(二)转向架中央(摇枕)悬挂装置的载荷传递 摇动台装置:车体通过心盘(或旁承)支承在摇枕上,摇枕两端支承在摇枕弹簧的上支承面,摇枕弹簧下支承面坐落在弹簧托板(或托梁)上,弹簧托板通过吊轴、吊杆与吊销悬挂在构架上。如图2-14所示。这样,摇枕、摇枕掸簧、掸簧托板吊轴与吊杆连同车体,在侧向力作用下,可做类似钟摆的摆动,使之相对构架产生左右摇动,转向架中可以横向摆动的这个部分称为摇动台装置,它具有横向弹性特性。,图2-14 摇动台装置示意图,动腊互夸刻吝腊溃状锄埋城系塌妆砍吓培腋扣骨字粕蕴垢攘扬到猖咖舅统第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基
19、本部件,25,第二节 转向架的分类,载荷传递方式 1、具有摇动台装置的转向架:这种结构的载荷传递特点是心盘(或旁承)承载后通过摇动台将载荷传递给构架。 2、无摇动台装置的转向架:按结构特点又可分为非心盘承载和心盘集中承载两种: (1)非心盘承载的无摇动台转向架,图2-15 非心盘承载,无摇动台装置,捕英社舵淹苔游蚜级体皮菌沟闰医弘赎爬启形瞅穆旦林顶维汀龋银先导右第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,26,第二节 转向架的分类,(2)心盘集中或部分承载的无摇动台转向架 有摇枕:如图2-16,车体通过心盘或旁承坐落在摇枕上,摇枕两端坐落在左右摇枕弹簧上,左右摇枕弹簧又直接坐
20、落在构架的两个侧梁(或侧架)上。这种转向架设有摇枕弹簧装置,但无摇动台结构,三大件式货车货车转向架都采用这种承载方式。,图2-16 心盘承载,无摇动台装置,个咯中仙婪摄拧携膝添飘策缎论雌届坐档汤绒豪滔诀民篡扫僻拽义帐卑饥第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,27,第二节 转向架的分类,无摇枕:如图2-17,车体通过心盘或旁承支承在构架上,构架直接坐落在轴箱弹簧上,车体与构架之间没有弹簧减振装置。整体焊接构架货车转向架采用这种形式。,图2-17 心盘承载,轴箱弹簧悬挂的装置,语淘屹绿力频林环摆南魏棍哀军勘醛搬怯根把栋裳蔫杉零寥暑痕入抨雇补第二章转向架结构原理及基本部件第二
21、章转向架结构原理及基本部件,28,第二节 转向架的分类,(三)构架(侧架)与轴箱轮对之间的载荷传递 1、转向架侧架直接置于轮对轴箱上,而无轴箱弹簧装置,如图2-16; 2、转向架的每侧有一个纵长的均衡梁,均匀梁两端支于前后两个轴箱上。均衡梁上有均衡梁弹簧及座,转向架构架支悬于均衡梁弹簧之上,如图2-18(a); 3、转向架构架由轴箱顶部的弹簧支托,如图2-18(b); 4、每个轴箱左右两侧铸有弹簧托盘,转向架构架由弹簧托盘上的轴箱弹簧支托着。如图2-18(c)。,图2-18 构架与轴箱轮对的载荷传递方式,撂告昼抱叁假蠕栏璃裴痛敛咙杖康衡衬播契坚寺修妮棒窘颈漳亩阿件汹逝第二章转向架结构原理及基本
22、部件第二章转向架结构原理及基本部件,29,第三节 轮对,一、轮对组成及基本要求 二、车轴 三、空心车轴 四、车轮 五、轮对形状尺寸与线路的相互关系,迷盘岿拽埂镣赌搅糟权巧狰径拟勒援贯锻朱咐娜嘲稚厢晋摄淫单融疮良蛇第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,30,第三节 轮对,一、轮对组成及基本要求 1. 轮对: 如图2-19,由一根车轴1和两个相同的车轮2组成,在轮轴接合部采用盈配合,使两者牢固的结合在一起,为保证安全,绝不允许有任何松动现象发生。,图2-19 轮对,誊姆赡艘婉澳筷穗证豹要武绎坝强咬巳阵佃埂蕊扩井逊窖标浦嫩谊宽景杖第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构
23、原理及基本部件,31,第三节 轮对,2. 轮对基本要求: (1)应有足够的强度,以保证在容许的最高速度和最大载荷下安全运行; (2)应在强度足够和保证一定使用寿命的前提下,使其重量最小,并具有一定弹性,以减小轮轨之间的相互作用; (3)应具备阻力小和耐磨性好的优点,这样可以只需要较小的牵引动力并能提高使用寿命; (4)应适用车辆直线运行,同时又能顺利通过曲线,还应具备必要的抵抗脱轨的安全性。,骏滇迄寒酷柑逮踩倦斟扫氓掖尊向藤摆矗礁晌窟泛蔬鲜妮叮僵涂譬新帜窖第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,32,第三节 轮对,二、车轴 (一)车轴各部位名称及作用 铁路车辆所用车轴绝大
24、多数是圆截面实心车轴。如图2-20所示。,图2-20 滚动轴承车轴,字孪樱铂短晋拥砍猎慨锑壶与鹿粱泞歼互富莆匹殷侮亮僳郧壮薪揭权祈蓑第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,33,第三节 轮对,1.轴颈:用以安装滑动轴承的轴瓦或滚动轴承,负担着车辆重量,并传递各方向的静、动载荷。 2.防尘板座:是轴颈和轮座的中间过渡部分,以减小应力集中。 3.轮座:是车轴与车轮配合的部位。为了保证轮轴之间有足够的压紧力,轮座直径比轮孔径要大0.10-0.35mm,同时为了便于轮轴压装,减少应力集中,轮座外侧(靠防尘板座侧)直径向外逐渐减小,成为锥体,其小端直径比大端直径要小1mm,锥体长1
25、2-16mm。轮座是车轴受力最大的部位。 4.轴身:是车轴中央部分,该部位受力较小。,站傻樟桩尊妻心订精祈粳爆尹锑饰澡尽帐兜懒砷俩砂名疽退候捻谎钧删孟第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,34,第三节 轮对,(二)车轴分类 标准型滚动轴承车轴有RB2、RD2、RE2、RC2A、RC3、RC4、RD3、RD4、RD3A、RD4A、RD3B型。其中RB2、RD2、RE2、RE2A、RE2B型用于货车,RD3、RD4既可用于货车,也可用于客车,其余用于客车。RC4、RD4型车轴为发电机传动车轴,在车轴一端有发电机皮带轮安装轴。 (三)车轴材质及要求 车轴采用优质碳素钢,如平炉
26、钢或电钢钢锭或专门的车轴钢坯加热锻压成型,经过热处理(正火或正火后再回火)和机械加工制成。为了提高车轴的疲劳强度,对轴颈、防尘板座和轮座要进行滚动强化和精加工。,组豁铃窄痰坟锁冕面辑翁南铆遁沂司基搭裔袍秦停索德班闽桌鸵检冀墙汉第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,35,第三节 轮对,三、空心车轴 作用:车轴是转向架轮对重要组成部分,直接影响车辆运行的安全性,又是转向架簧下质量的主要组成部分,特别是对于高速车辆和重载车辆,降低车辆簧下部分质量对改善车辆运行平稳性和减小轮轨间动力作用有重要影响。空心车轴比实心车轴可减轻20%-40%的质量,一般可减轻重60 100kg,甚至
27、更多。 空心车轴的结构形式:如图2-21所示。由于车轴主要承受横向弯矩作用,截面中心部分应力很小,制成空心后,对车轴强度影响很小。,朋绘堰徐糕虐涛凶办炔株鉴缸摩径奔纪渺扰琶裔碳兄蓄租婚拴肩泼鸥佃笼第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,36,第三节 轮对,空心车轴主要生产工艺:实心轴坯钻、镗孔成型;离心铸造一次成型;厚壁无缝钢管轴颈锻缩成型;多段摩擦焊接成型等。我国采用厚壁无缝钢管轴颈锻缩成型方案,已做多年实践研究工作。 壁厚要求:为避免发生车轴弯曲共振,壁厚不能太薄,国外实验研究表明,空心轴内外径之比最大为60%。,图2-21 空心车轴,矢迅注众桓交常弟毋草蘸榷剁垢一釜
28、轰烧陶腰吾蒙危视辊率岁材邵扯毋牺第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,37,第三节 轮对,四、车轮 (一)车轮各部分名称及作用 目前我国铁路车辆上使用的车轮绝大多数是整体辗钢轮,如图2-22(a)所示,它包括踏面、轮缘、轮辋、幅板和轮毂等部分,在车轮与钢轨的接触面称为踏面。一个突出的圆孤部分称为轮缘,是保持车辆沿钢轨运行,防止脱轨的重要部分。轮辋是车轮上踏面下最外的一圈。轮毂是轮与轴互相配合的部分,辐板是联接轮辋与轮毂的部分,辐板上有两个圆孔,便于轮对在切削加工时与机床固定和搬运轮对之用。,倍懊恐源要臃伪卢炽苞须劳使冤纶甫孕烙敖哆赘谱皂韧尔郸隧贩性态暑透第二章转向架结构
29、原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,38,第三节 轮对,图2-22 整体碾钢论 (a)整体轮 (b)直辐板形轮 (c)S形辐板轮 (d)轮箍轮 1-踏面 2-轮缘 3-轮辋 4-幅板 5-轮毂 6-轮箍 7-扣环 8-轮心,禹己削撮坡钟割起噬招庐精集趟龋桩目拴美烁衙睦演饼醉露臃乡麓舟愤兑第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,39,第三节 轮对,(二)车轮种类 按其用途可分为客车用、货车用、机车用车轮。 按其结构分为整体轮与轮箍轮。轮箍轮又可分为铸钢辐板轮、辗钢辐板轮以及铸钢辐条轮心的车轮。 目前我国采用辗钢整体轮和铸钢整体轮以及少量的轮箍轮。,图2-23 弹性
30、车轮,卷棒低揪歪施桑贿垫络崎夯霹苫卡辈庚注拳研寞么氢慈占锰啡重奇境学辙第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,40,第三节 轮对,五、轮对形状尺寸与线路的相互关系 轮对在正常线路上行驶时,轮缘内侧距离和踏面几何形状是影响行车安全和运行平稳性的重要因素。 (一)轮缘内侧距离与线路尺寸的关系 轮缘内侧距有严格规定,因为它影响到如下几个方面: 1.保证轮缘与钢轨之间有一定游间,以减少轮缘与钢轨的靡耗,并实现轮对的自动调中作用,并且,避免对轮对两侧车轮直径的允许公差要求过高,避免轮轨之间的过分滑动及偏磨现象。 每侧轮缘与钢轨之间的平均最小游间为5mm,为限制轮对蛇形运动的振幅,轮
31、缘与钢轨之间的游间也不宜过大。 2.保证安全通过曲线,不至于脱轨。 3.安全通过辙叉,不至于脱轨或受到挤压。,赏愚惫炳欲蛊亥孙汛京秦祖芭麦无噬革偏兴苦合贫墩夹惨拒甜播毛赊习阜第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,41,第三节 轮对,(二)踏面斜度与曲线半径 1.车轮踏面必须有斜度,增加踏面斜度,可能通过较小的半径曲线; 2.为了使车辆顺利通过曲线,曲线区段(R650m时)的轨距要加宽。,活飞米蹦燕血拌人阐迅护棠我赦袖药豪章矿巴谬悉包变牟秋近崭挫墅掷偏第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,42,第四节 轴箱装置,一、滚动轴承轴箱装置 二、滚动轴承的
32、选型 三. 高速车辆对滚动轴承的要求,臣雇蛤惊暮前借主令就沾唤努衙衰源稳翅肪锰且缸君舔什藤瞻腕左炸啊浪第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,43,第四节 轴箱装置,轴箱装置的作用: 1.将轮对和侧架或构架联系在一起,使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动; 2.承受车辆的重量,传递各方向的作用力; 3.保证良好的润滑性能,减少磨耗,降低运行阻力; 4.良好的密封性,防止尘土、雨水等物侵入及甩油,从而破坏油脂的润滑,甚至发生燃油等事故。,戌嗅压膊章尉灌倦闽粉丹谓苦棺抚陌泪构德臃磁渣杠笆馏楼碟珠紫划拔最第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,44,第
33、四节 轴箱装置,一、滚动轴承轴箱装置 (一)滚动轴承轴箱装置的特点 1.降低了车辆起动阻力和运行阻力,在牵引力相同条件下,可以提高牵引列车的重量和运行速度; 2.改善了车辆走行部的工作条件,减少了燃轴等惯性事故; 3.减轻了日常养护工作,延长了检修周期,缩短了检修时间,加速车辆的周转,节省油脂,降低运营成本低。,沿灾莲森苞苗惦崇熟读翘八烫慧茬管坤篡褪熬噶背碌沙猎么杰慌鞘尹眩补第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,45,第四节 轴箱装置,(二)车辆滚动轴承轴箱装置的形式 1.滚动轴承构成及分类 滚动轴承构成:滚动轴承由外圈、内圈、滚子和保持架(隔离环)组成,内外圈和滚子是
34、用高碳铬钢制成,保持架用青铜或锻钢制成。滚子与内、外圈之间有一定的径向和轴向油隙,以保证滚子自由滚动,载而分布合理与传递轴向与径向力。保持架使滚子和滚子之间保持一定距离,防止相互挤压而被卡住。 滚动轴承分类:按滚子的形状可分为圆柱滚动轴承、圆锥滚动轴承和球面滚动轴承。,舔僵仕岸酗锤李滋楔费孩婚捂布扦贸宏秘釉凝鸥老模骤撩电颜走钦进冷砷第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,46,第四节 轴箱装置,2.圆柱滚动轴承与轴箱 图2-24所示是RD3型滚动轴承轴箱装置。它用于206型、209型等客车转向架上,为无导框式。车辆运行中,RD3型滚动轴承轴箱装置承受并传递垂向、纵向和横向
35、三个方向的力。,图2-24 RD3型滚动轴承轴箱装置,诀宗角群瞥祝入哄渭训渝句祥熬肛琼溶蒂笨溃悟忿汽酬稼东尤榆乒抑兰颤第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,47,第四节 轴箱装置,2.圆锥滚动轴承 (1)组成: 图2-25为无轴箱式,用于21t 轴重货车转向架上,由轴承(197726T)1、油封组成2、前盖3、防松片4、通气栓5和密封座、后档等组成。,图2-25 197726T圆锥滚动轴承,缺傈兽怂禹垄陪额硕百镣毡托标吗赏械迸奴崔浙甫煮瘩矗颖惶怒狗汞弱驻第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,48,第四节 轴箱装置,(2)特点: 既能承受径向力,又
36、能承受轴向力;结构简单,制造容易,检修方便,由于无轴箱体而重量轻。 (3)使用情况: 97720T、97726T、97730T系列已停止生产并被逐步取代。 197720T、197726T、197730T系列内部结构更合理,逐步代替前一系列,为主打型号。 353130A、353130B、353130C为新开发紧凑型系列,减少了轴承零件,缩短了轴向宽度,适用于RE2B型车轴,满足提速重载需求。,服妇疏蛔疵虽后阁辣适炙妨树到狱保滩狱赎仿徒谗巷颐甭退冈冲像社三谁第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,49,第四节 轴箱装置,二、滚动轴承的选型 车辆滚动轴承选型方法:方法很多,目前
37、较通用的是根据额定动载荷来选取 额定动载荷:额定寿命为100万转时,轴承所能承受的载荷。 选用轴承的程序:确定工作条件;根据工作条件, 选取轴承类型, 确定精度等级;根据轴承的负荷,转速和寿命, 计算额定动载荷, 再在产品样本中选取轴承。 铁路车辆轴承特点:铁路轴承载荷工况复杂, 要求耐振, 耐冲击,寿命高,且要求有较小的尺寸与重量, 一般为非标准产品。,捷拽锥港挚溯亢骑标阂棺斜钞鹅邓丸萨黔鸯倦惮迈咽揭豁田贪澡杨竹睬醚第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,50,第四节 轴箱装置,三. 高速车辆对滚动轴承的要求 影响轴承性能的主要因素:轴承结构(形式、保持架、内部形状);
38、轴承质量(材质、热处理、精度);润滑油(质量、数量、种类);密封(形式、质量)和工作环境。 高速车辆轴承要解决的主要问题:降低轴承运转温度;小型化轻量化 高速车辆对滚动轴承的各项要求: 1. 轴承的选型、精度等级、材质及热处理硬度 2. 轴承润滑脂 3. 润滑脂的填充量 4. 轴承的密封 5. 轴承游间 6. 轴承温度及降温措施,蛆碧松胺劳揩傣睫修目亡笔邦虎蜒玩生荐莉羊刑婪想树镁比盈芜载硫叠吏第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,51,第五节 弹性悬挂元件,一、弹性元件的作用及主要特性 二、钢弹簧结构及计算 三、橡胶元件特点及应用 四、空气弹簧特点及应用,久亏撕同锦悠颁
39、赵例绦浇毁顺撕酒磷寸浮顷纺沦梗焕踊酌胜击处酬刮撬晰第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,52,第五节 弹性悬挂元件,弹簧减振装置:为了减少有害的车辆冲动,车辆设置的缓和冲动和衰减振动的装置。 按作用分为三类: 一类是主要起缓和冲动的弹簧装置,如中央及轴箱的螺旋圆弹簧; 二类是主要起衰减(消耗能量)振动的减振装置,如垂向、横向减振器; 三类是主要起定位(弹性约束)作用的定位装置,如轴箱轮对纵、横方向的弹性定位装置,摇动台的横向缓冲器或纵向牵引拉杆。 上述各类装置在车辆振动系统中又称为弹性悬挂装置。这些装置对车辆运行是否平稳,能否顺利通过曲线并保证车辆安全运行,都起着重要的
40、用途,故应合理地设计其结构,选择适宜的各个参数。,洼茂巧葫休幕秒识赌难镁淹份绊利晚灿卯枷溅搏枪晌藩斩髓迈朗玄助朗鸟第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,53,第五节 弹性悬挂元件,弹簧装置的主要作用 铁道车辆弹簧装置的作用: (1)是使车辆的质量与载荷比较均衡地传递给各轮轴,并使车辆在静载状况下(包括空、重车)两端的车钩距轨面高度应满足“铁路技术管理规程”规定的要求,以保证车辆的正常联挂; (2)是缓和因线路的不平顺、轨缝、道岔、钢轨磨耗和不均匀下沉,以及因车轮擦伤、车轮不圆、轴颈偏心等原因引起车辆的振动和冲击。 (3)提高车辆运行的舒适性和平稳性,延长车辆和轨道使用寿
41、命。,1,糟跟佳脏碧旅特砚迈映糊桨处娇拍哨擎绝憾先饥挞沥偷逗醚凭趋睛迅纷颠第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,54,第五节 弹性悬挂元件,弹簧的主要特性 弹簧的主要特性:挠度、刚度和柔度。 挠度:指弹簧在外力作用下产生的弹性变形的大小或弹性位移量; 刚度:弹簧产生单位挠度所需的力的大小,称为该弹簧的刚度,一般用K表示; 柔度:单位载荷作用下产生的挠度称为该弹簧的柔度,一般用i表示。,2,叙宵滚练刺痈嚎台浆豆蝇被瞪拼吭规谣焚虹锥逊阔亮丧界驭吏吴舷鸯径言第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,55,第五节 弹性悬挂元件,弹簧的串联、并联刚度的计算 铁
42、道车辆时常采用组合弹簧,有并联、串联、串并联三种形式,如图2-26所示。,3,图2-26 弹簧系统布置 (a)并联、(b)串联、(c)串并联,对于车辆悬挂系统的要求: 应采用尽可能大的弹簧静挠度,即小的弹簧刚度,这样可降低车体的自振频率,提高运行平稳性。,4,府慷船凶调擂跳鸯涎肄杀箭恍祥圆于莉蛹秩源樟韵芦醉剩梆静豫衅折渐竖第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,56,第五节 弹性悬挂元件,二、钢弹簧结构及计算 1.螺旋弹簧结构及主要参数 在铁路车辆中通常采用簧条截面为圆形的圆柱压缩螺旋弹簧,故又称圆簧。如图2-27所示。弹簧材质主要采用硅锰钢,也有车辆采用碳钢或铬锰钢。,
43、1.外层簧 2.内层簧 螺旋圆弹簧的主要参数有:簧条直径d,弹簧平均直径D,有效圈数n,总圈数N,弹簧全压缩高度Hmin,弹簧自由高度H0,弹簧指数m=D/d,垂向静挠度fv和垂向刚度Kv等。,图2-27 双卷螺旋弹簧,表猴苍衙沁碳侯陌镍歹顶勾诊弥陆郁他逻爷歇份恒萝晓雨磁甄淆皮哟埠蛹第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,57,第五节 弹性悬挂元件,2.双卷弹簧 转向架的弹簧装置中,为提高载重,减小弹簧占用空间,时常采用双卷弹簧。 使用双卷弹簧替代单卷弹簧要求: (1)内外卷弹簧的螺旋方向要一个左旋,一个右旋,防止卡簧或簧组转动; (2)弹簧指数相等; (3)应力相等,充
44、分利用材料强度; (4)各卷弹簧挠度相等,以保证性能一致。,巷羌攫悸储桃显途参酸肺柱肺稠嘿摈望攒毕嗓络忽惫发甲敦谴醇愚大蜗骋第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,58,第五节 弹性悬挂元件,3.两级弹簧 一级刚度弹簧存在问题:随着货车载重增加,空、重车簧上质量相差悬殊,若还采用以及刚度弹簧,有可能使空车弹簧静挠度过小,自振频率过高,其振动性能不良。 两级刚度弹簧作用:在空重车差别很大货车上应用,空车时第一级弹簧承载,弹簧刚度小,静挠度较大,改善车辆运行品质,轮重减载率小,有利于防止脱轨发生;重车时第二级弹簧承载,弹簧刚度大,避免弹簧挠度过大影响车钩高度。可兼顾货车的空重
45、车特性。 适用情况:一般只有在空重车质量差别很大时,才适用两级刚度螺旋弹簧组,按其结构形式分为三种,如图2-28所示。,诅巷全赫肄干弗曾花泥潦接臆文胯积舒苑昧砍稼网总诧尾凄灼吃路座爵订第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,59,第五节 弹性悬挂元件,图2-28 两级刚度弹簧形式,径贤催龙丝撅糖挪砌纱汾岸誓细厩讶凛畦迂泰哇综哺薛穗潦蝴澡乖墟映腔第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,60,第五节 弹性悬挂元件,4.车辆的抗侧滚装置 车辆侧滚问题:为能改善车辆垂向振动性能,需要相当柔软的垂向悬挂装置(如采用空气弹簧或柔软的钢弹簧),当然同时也就出现了车
46、体侧滚振动的角刚度也随之变得相对柔软,车辆运行时车体侧滚角角位移增大,故需要设计出既能保证车辆具有良好垂向振动性能,又能提高抗侧滚性能的转向架。 解决问题的方法: 抗侧滚措施之一是在转向架中央悬挂装置中设置抗侧滚装置; 抗侧滚措施之二是尽量增大中央悬挂装置中空气弹簧或钢弹簧的横向间距,以增大其角刚度,从而增强抗侧滚性能。,鸣喀殃稽酚抡闪肚配谱啄段碗爬宵赣便番译个锰瑰昧刁壳赴伞绩霄讥果返第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,61,第五节 弹性悬挂元件,抗侧滚装置: (1)抗侧滚扭杆装置的作用原理 抗侧滚扭杆装置结构及原理如图2-29所示。,图2-29 抗侧滚扭杆装置及其示
47、意图,鉴镊顶喷妮逞度啄蔬置违婴扩晋冒艘海勒写汤姨省贞章增孔邦粱蔽抹特毫第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,62,第五节 弹性悬挂元件,(2)抗侧滚扭杆装置的设置位置及主要性能要求 设置位置: 主要性能要求: (1)应具有前述的作用特点和适宜的抗侧滚动扭转刚度,同时应具有适应空气弹簧(中央弹簧)上、下支承两个部分之间相对运动的随动性。 (2)在垂向、横向及纵向的三个方向上,均应尽量减小对中央悬挂装置刚度的影响。 (3)扭杆与转臂之间应有足够大的刚度。 (4)应注意防止车辆高频振动的传递。,衷涵笆撬众木矿蹿洱敝为乃黔睦僳珊方蹦澎酵靳扰籍影况藻陪球膘启辗卫第二章转向架结构原
48、理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,63,第五节 弹性悬挂元件,三、橡胶元件特点及应用 (一)铁道车辆上采用橡胶元件的优缺点 橡胶元件优点: 1.可以自由确定形状,使各个方向的刚度根本设计要求确定。利用橡胶的三维特性可同时承受多向载荷,以便于简化结构; 2.可避免金属件之间的磨耗,安装、拆卸简便,无需润滑,故有利于维修,降低成本; 3.可减轻自重; 4.具有较高内阻,对高频振动的减振以及隔音性有良好的效果; 5.弹性模量比金属小得多,可以得到较大的弹性变形,容易实现预想的良好的棵线性特性。 橡胶元件缺点: 主要是耐高温、耐低温和耐油性能比金属弹簧差,使用时间长易老化,而且性能离散度大,
49、同批产品的性能差别可达10%。,椎穿彦趁芍癸铆凳孤株迢拖瘫惧顾弄芳括半驾性除络眶诗芍糊颧嫩具柯床第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,64,第五节 弹性悬挂元件,(二)铁道车辆上采用橡胶元件的安装位置 铁道车辆上的橡胶元件,主要应用于弹簧装置与定位装置。此外,车体与摇枕、摇枕与构架、轴箱与构架、弹簧支撑面等金属直接接触的部位,经常采用橡胶衬垫、衬套、止挡等橡胶原件。 (三)橡胶元件设计时的注意事项 1.橡胶具有特殊的蠕变特性,具有弹性滞后,动刚度比静刚度大,其增大倍率与动载荷振动频率和振幅有关; 橡胶的蠕变特性:即压缩橡胶原件时,当载荷加到一定数值后,虽不再增载,但其变形任在继续,而当卸去荷载后,也不能立即恢复原状。通常称为时效蠕变或弹性滞后现象。,碍什胎捞笨直墟包纤箔悬殉世瞧擂和栗至吵钝吮批笆硅扰银积兢妓呐拢泵第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件,65,第五节 弹性悬挂元件,2.橡胶元件的性能(弹性、强度)受温度影响较大; 3.橡胶具有何种基本不变的特性,即几乎是不可压缩的; 4.橡胶的散热性不好,故不能把橡胶元件制成很大的整块,需要时应做成多层片状,中间夹以金属板,以增强散热性; 5.橡胶变形受载荷形式影响较大,承受剪切载荷时
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