重庆跨座式单轨车辆转向架.pdf

重。庆刘绍勇摘要：介绍了重庆单轨车辆转向架的结构、技术参数及性能。关键词：跨座式单轨车辆；转向架；结构重庆市较场口一新山村轨道交通为高架单轨线路，采用振动小、噪声低、制动能力强、爬坡性能好的跨座式单轨列车。该列车制造采取长春轨道客车股份有限公司与国外公司合作的方式进行。1跨座式单轨列车的结构特点跨座式单轨列车的重心在轨道梁上方，运行时车辆跨坐在轨道梁上。跨座式单轨列车主要是转向架结构和所依据的力学原理与普通铁路列车不同。两个走行轮之间2 S，仅为4 0 0m m 左右(图I)，属“随遇不稳定”模式。因此，跨座式转向架需要设置2 个稳定轮从侧面抱住轨道梁，由此产生一个附加横向图1“随遇不稳定”模式力日(只)，从而形成一个附加反力矩H，血，(H 2 h，)，将“随遇不稳定”结构转变“随遇稳定”结构，以保证车辆的稳定性。跨座式转向架的另一特点是，走行轮由橡胶轮胎取代铁道车辆的钢制车轮；由4 个导向轮从侧面抱住轨道梁，实现铁道车辆车轮踏面斜度的自动对中导向作用。稳定轮和导向轮也使用橡胶轮胎，每个转向架共使用1 0 个橡胶轮胎。为刘绍勇：长春轨道客车股份有限公司，教授级高级工程师，吉林长春15 0 0 6 2了防止车轮失气，走行轮、导向轮、稳定轮都分别备有辅助车轮。为了保证安全，走行轮设内压检测装置，每个轮胎设置1 个内部装有压力检测开关的压力表，将该压力开关的电路并联连接，并且引至滑环上。导向轮和稳定轮的失气检测由设置在车辆段轨道梁侧面的装置完成。重庆单轨列车4 辆编组，两端车前端转向架为无动力转向架(图2)，其余为动力转向架(图3)。由于速度发电机、受流装置、接地装置等安装不同，各转向架都各不相同。转向架主要技术参数见表l。坝代垣市轨皿交爱1 1 2 0 0 6 啪洲埘黼I 参 万方数据2 结构说明跨座式单轨列车转向架结构特殊，走行装置独特，由橡胶轮胎完成稳定、导向、驱动作用。橡胶轮胎在发挥其缓冲效果的同时，由于较高的粘着力，使车辆具有较高的加速、减速性能，但是不可避免地增大了运行阻力。转向架结构为二轴无摇枕转向架，构架为钢板焊接结构。以构架为中心，转向架由中央悬挂装置、走行轮、稳定轮、导向轮、驱动装置、基础制动装置、高度调整装置、轮胎内压检测装置、牵引电动机、受流器、接地装置、速度发电机、配管、配线等组成。2 1 转向架构架转向架构架是以S S 4 0 0 钢板为主要材料的焊接结构，构架俯视呈“目”字形，由构架本体、稳定轮支架、导向轮安装座、油压减振器座、高度调整装置座、隔音罩安装座、受3 0m _ i n 水压试验，4 9 0k P a、5m i n气压试验，不得漏泄。2 2 中央悬挂装置(图4)车体直接坐落在空气弹簧上。通过空气弹簧、油压减振器和横向止挡，缓和、衰减车体的振动。通过中心销、中心销座、牵引橡胶堆和纵向止挡，传递牵引力和制动力。由于乘客多少引起车体高度的变化，由高度调整阀控制，使客室地板面高度基本不变。当空气弹簧内部压力不正常而上升时，防过充装置可控制车体高度在限制范围内。2 2 1 空气弹簧空气弹簧由胶囊和叠层橡胶堆等组成。左右空气弹簧与油压减振器组合起来发挥其缓冲、减振效果。流器安装座、接地装置安装座、A T P选择带橡胶堆的低横向刚度的空气天线安装座(无动力转向架)、牵引弹簧，以改善乘坐舒适性和通过曲电机座(动力转向架)等组成。线的性能。稳定轮支架上部构成空走行轮组成的空心车轴悬臂梁气弹簧的附加空气室，空气弹簧的式压装在构架本体轴套内侧，齿轮减速箱通过1 1 枚M 1 8螺柱固定在轴套外侧。构架本体的四角处焊有导向轮安装座，端梁中部焊有走行安全轮安装座。稳定轮支架上部为空气弹簧安装座，下部设有稳定轮安装座，内部有密闭空腔作为空气弹簧的附加空气室，以期降低空气弹簧垂向刚度，改善车辆振动性能。附加空气室需要进行14 7 0k P a、多M O D E R N U R B A N T R A N S I T1 2 0 0 6 琢代垣市轨一交曩表1转向架主要技术参数轨道梁尺寸m m8 5 0(宽)15 0 0(高)最大坡度6 0最小曲线半径m悉凳器葛场5。走行轮自由直径r n m10 0 6(动态直径9 8 2)走行轮轴距m ml5 0 0走行轮中心间距m m4 0 0稳定轮自由直径m m7 3 0导向轮自由直径m m7 3 0导向轮轴距m m25 0 0导向轮、稳定轮横向间距m m15 6 4 6导向轮与稳定轮垂向问距m ml0 8 5走行安全轮轴距m m29 9 0空气弹簧距轨面高度m m9 2 8空气弹簧横向间距m m20 5 0驱动电机距转向架纵向中心距离m m8 8 0驱动电机距转向架横向中心距离m m3 7 0转向架默长度m m黧书戮j转商架最太宽度m m约26 7 0转阿槊最泛蔫度m m约23 3 2 万方数据图4中央悬挂装置下部通风口与转向架构架内部附加空气室连接，上部进风口与车体的管路连接。空气弹簧与附加空气室之间的螺堵带有节流孔，对车体起垂直减振作用，运用中对节流孔的阻尼作用不满意时，可以更换该螺堵，改变节流孔的大小。胶囊下部的叠层橡胶堆可减小车辆通过曲线时胶囊的变形量，从而改善其受力状况。另外，空气弹簧在无气状态时，此叠层橡胶堆还起垂直减振作用，以应急维持最低限度的动力性能要求。安装空气弹簧时，上部进风口和下部通风口的外部表面需涂润滑脂防锈。空气弹簧公称直径4 5 0m m，工作高度2 6 8m m。左右空气弹簧之间的压差阀安装在车体底架的空气管路上，压力，。，。，0 0 50 1O 1 5O 2活塞速度m s _ l图5油压减振器衰减力性能曲线差设定值为1 0 0k P a。2 2 _ 2 油压减振器降低空气弹簧横向刚度的同时，匹配适当的阻尼力，以改善车辆的振动特性。2 只油压减振器4 5。斜装，以期得到垂向、横向2 个方向的减振阻尼。油压减振器一端销接在构架上，另一端销接在中心销座上(相当于车体)。图5 为其衰减力性能曲线。2 2 3 横向止挡采用适应于低横向刚度空气弹簧的横向止挡。横向止挡用4 枚M 1 0螺栓固定在构架上，用垫板调整，使横向止挡与中心销(相当于车体)的间隙为1 0m m。2 2 4 中心销中心销通过4 枚M 3 0 螺栓与车A A体底架紧固，中心销与中心销座之间设有上下锥形橡胶套，用M 3 3 的中心销螺栓和中心销螺母将它们联结在一起；中心销座通过4 个牵引橡胶堆与构架相连，这样就实现了车体与转向架的连接，并传递纵向力。需要在客室地板的中心销孔拆装中心销螺栓。4 个牵引橡胶堆需要用2 个牵引橡胶座预压缩到中心销座上，然后固定到构架上，预压缩还能够延长牵引橡胶堆的寿命。纵向止挡用4 枚M 1 0 螺栓固定在构架上，用垫板调整，使纵向止挡与中心销座的间隙为3m i D _。2 2 5 高度阀调整车辆高度为了保持空气弹簧的标准高度，用L V 4 2 型高度调整阀与杠杆的相对角度来检测空气弹簧的高度。当空气弹簧高度降低时，自动向空气弹簧充气。为了节约压缩空气，该阀的动作延迟时间为3S，不感带为5m m。调整杆安装在构架与车体底架上的高度阀的水平杠杆之间，要求有足够的容许位移，所以使用十字销接、球形接头等。2 3 走行轮走行轮组成如图6 所示，与汽图6 走行轮组成琐代幢市辄置交置1 2 0 0 6 删l 脚删埘黼参086420Z 捌R 餐髅 万方数据车驱动轮轴系统相似，空心车轴悬臂压人、固定在构架上，轮芯通过2 套圆锥滚子轴承安装在车轴上，内部充填润滑脂，轮芯内侧通过后盖、油封和热装在车轴上的防尘圈密封；轮芯外侧通过楔形块将轮辋紧固在轮芯上；通过边环、锁环将走行轮胎固定在轮辋外面，每轴2 一个轮胎；轮芯外侧还安装有驱动轴，驱动轴穿过空心车轴，驱动轴另一端的花键插入齿轮减速箱从动齿轮的花键孔中，传递牵引力矩。两轴承之间设有轴承间隔套，调整该间隔套的尺寸保证轴承轴向间隙。走行轮为充氮气的无内胎钢丝圈橡胶轮胎，充气压力为8 8 0k P a，万一走行轮漏气，安装在构架端梁上的实心轮胎，作为辅助车轮起着安全作用。2 4 走行辅助轮走行辅助轮组成如图7 所示，处于通常不使用状态。走行辅助轮由铸铝轮芯外覆红色聚胺酯橡胶实心轮胎组成，直径为2 6 5m m。走行辅助轮两侧各由1 套圆锥滚子轴承、1个间隔套、2 套油封组成，内部充填润滑脂，将它们预先组成好。往转向架上安装时，插入车轴并用螺母紧固、防松。2。5 导向轮和稳定轮导向轮和稳定轮结构相似，组成如图8 所示，其中导向轮组成的辅助轮在轮胎下方，稳定轮组成的辅助轮在轮胎上方，为叙述方便统称水平轮。立式车轴用4 枚M 2 0 螺栓固定在各自的安装座上，防尘圈热装在立式车轴上，轮芯通过2 套圆锥滚子轴承、间隔套、上下挡油环、螺图7 走行辅助轮组成图8 导向轮组成oM O D E R N U R B A N T R A N S I T1 2 0 0 6 琐代堪市辄置交置母等安装在立式车轴上；轴承内填充润滑脂，为防止润滑脂在重力作用下往下移动，设有上下挡油环，轮芯上部用上盖、下部用下端盖密封。铝轮毂用6 枚M 2 0 螺栓固定在轮芯上，水平轮胎用锁环固定在铝轮毂上，辅助轮用1 2 枚M 1 0 螺栓固定在铝轮毂上。水平轮胎为充氮气的尼龙斜裁带内胎的橡胶轮胎，充气压力为9 8 0k P a。轮胎参数如表2 所示。2 6 走行轮胎内压检测装置每个轮胎设置1 套轮胎内压检测装置(图9)，每根轴设置2 个压力表(内置带电触点的压力开关)，压力开关电路并联，直接由滑环装置引出。低于规定压力时，压力开关呈关闭状态。走行轮胎的气压通过橡胶软管联至压力表，压力表通过滑环由电线联至设在车体的显示器。在内压检测装置的橡胶软管上设置调整轮胎内压的充排气口，能够以此口一边观察压力表一边把轮胎内压调整到规定值。走行轮胎气压正常时，压力表内的压力开关呈开启状态，不显示轮胎泄气。l 根轴的2 个走行轮胎，无论那表2 轮胎参数i i|!i|鬻妻蠖i i i 誉鐾囊l棠霎蓑i 誉粪；i 臻蛹藜攀誉霎；攀瑟裟譬?j i 蠹攀i 鬻霉i 攀鬻i 蠹：誊誊l0 0 6蓦；懑誊誊“；囊黼爨囊滋鬻蘸赣3 3 0蒸鬻赫赫 黼i 囊z z o。誊鋈誊鞘黉瞧嚣睁u x：u8 8 l 謦鬻麓鞠浚耩u u 薯u|i|1 6 9 5 0 V靛髓彤o，o，肿、利p乃加M 虻豇搠瑚猫m吣一 万方数据图9轮胎内压检测装置图10 驱动装置原理图A 向一个气压降低，与此相应的压力开关呈关闭状态，显示轮胎泄气，由此得知发生异常。目视压力表也能读出轮胎内压。如果压力检测开关呈关闭状态，司机台的显示装置显示轮胎泄气的图像。2 7 驱动装置该转向架所采用的驱动装置和基础制动装置集合为一个部件。牵引电动机通过4 枚M 2 4螺栓纵向安装在构架的牵引电机吊架上，电机重量全部由构架承受，属全悬挂结构；牵引电动机位于构架侧梁之外，电机轴与车轴垂直。齿轮减速箱为两级减速直角驱动方式，牵引电动机通过联轴节(穿过构架稳定轮支架图1 1空油变换装置的贯穿孔)将扭矩传至减速箱输入轴，经过螺旋伞齿轮减速并直角转向后传至圆柱斜齿轮再次减速，最后由驱动轴来转动走行轮，其工作原理如图1 0 所示。减速箱由输入轴、中间轴、输出轴组成，输入轴和中间轴之间采用弧齿锥齿轮传动，而中间轴与输出轴之间采用圆柱斜齿轮传动，减速比为3 3 1 3 4 9 1 9=6 5 5。齿轮减速箱通过1 1 枚M 1 8 螺柱固定在构架本体的轴套外侧，齿轮箱体的结构具有足够的刚度和强度，以便支承两级齿轮，同时安装盘形制动装置和速度发电机，制动盘直接安装在中间轴外端。齿轮箱体外表面敷设可降低噪声的材料。2 8 基础制动装置基础制动装置采用盘形制动，安装在齿轮减速箱上，制动盘直接安装在中间轴外端。压缩空气通过空油变换装置(图1 1)将空气压力变换成油压作用于液压卡钳上，由液压卡钳通过闸片夹住制动盘施行制动作用。在每辆车的一端转向架上还安装停放制动装置，它利用弹簧产生制动力。3 平稳性和噪声试验2 0 0 5 年1 月，铁道科学研究院对重庆单轨车辆进行了试验。参照G B 5 5 9 9-8 5 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范)，被试车的横向、垂向平稳性指标平均值均小于2 5 0，满足要求。车内噪声试验结果满足评价标准7 3d B 以下；车外噪声试验结果满足评价标准7 5d B 以下。收稿日期2 0 0 5 0 9 t 4坝代堪市轨腰交墨1 2 0 0 6 删埘心r 莎 万方数据