机车车辆导论2-2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Beijing Jiaotong University,货车转向架,目前，世界各国货车转向架大致以,2,种不同的模式发展，北美、前苏联和中国采用三大件的模式，即采用摇枕弹性定位而轴箱无弹性定位的形式；欧洲许多国家则发展焊接构架转向架，即采用无摇枕的整体构架和轴箱弹性定位的形式。三大件式转向架和焊接构架转向架各有利弊，各国货车转向架的发展，都是根据本国的具体情况，在自己的原有基础上不断改进和研制，以适应其铁路运输发展的需要。,货车新型转向架,我国货车转向架的发展,国内外货车转向架发展简介,主要转向架的形式,21t,轴重：,转,8,转,8A,转,8AG,转,8G,转,K1,、转,K2,、转,K3,、转,K4,25t,轴重：,转,K5,、转,K6,、径向转向架,160km/h,高速货车转向架,货车新型转向架,2.1,转,8,型转向架,转,8,型转向架，原名,608,型，亦称老转,8,型，是,1958,年齐齐哈尔车辆工厂参照前苏联的,-3-,（哈宁）型转向架设计制造的。转向架结构见下图。,货车新型转向架,转,8,型转向架,滑动轴承,吊挂式制动梁,铸造一体下旁承,铸造一体下心盘,货车新型转向架,2.2,转,8A,型转向架,1964,年齐齐哈尔车辆工厂和铁道部科学研究院等有关单位根据生产、运用、检修和科研方面所反映的意见，对转,8,型转向架改进了设计。,1966,年通过铁道部鉴定，定名为转,8A,型，又名新转,8,。,货车新型转向架,转,8A,型转向架,滚动轴承,滑槽式制动梁,下旁承盒和旁承铁,分体式下心盘,货车新型转向架,轴承,轮对,侧架,楔块,摇枕,枕簧,基础制动,旁承,下心盘,转,8A,型转向架,侧架,1.,下旁承座,2.,泥心孔,3.,心盘螺栓孔,4.,固定杠杆支点座,5.,楔块槽,6.,圆脐子,7.,中心销孔,8.,排水孔,摇枕,2.3,转,8AG,型转向架,按照,2000,年铁路主要技术政策要求，发展,120km/h,的提速货车，改造转,8A,型转向架，以适应,90km/h,运行速度的要求。为了改造既有转,8A,型转向架，齐车集团公司设计制造了转,8AG,型转向架。主要是在转,8A,型转向架基础上，加装交叉支撑装置、含油尼龙心盘磨耗盘、双作用弹性旁承、两级刚度弹簧；为适应两级刚度弹簧将摇枕弹簧定位圆脐适当加高，为适应交叉支撑装置采用新结构下拉杆；其它零部件如侧架、摇枕、制动梁、轮对等与转,8A,型转向架相同。转向架结构见下图。,货车新型转向架,2.4,转,8G,型转向架,由于原转,8A,型转向架侧架强度储备偏低，同时进行转,8AG,改造时，侧架斜弦支撑座组装部位结构差别较大，造成支撑座适应不同生产厂家的侧架难度较大，支撑座结构复杂，焊接的可靠性较差，因此，在转,8AG,型转向架基础上重新优化设计了,B,级钢材质的新结构侧架。交叉支撑装置、含油尼龙心盘磨耗盘、双作用弹性旁承、两级刚度弹簧、下拉杆与转,8AG,型转向架相同，其余主要零部件与转,8A,型转向架相同。转向架定名为转,8G,型。转向架结构见下图。,货车新型转向架,2.5,转,K1,型转向架,转,K1,型转向架是齐车集团公司自行研制开发的，在两侧架之间安装了四连杆机构，属三大件式转向架。,转,K1,型转向架主要结构特点是：两侧架间安装弹性四连杆机构，连杆从摇枕腹部穿过，四个节点用橡胶锥套与支撑座锥柱连接；在侧架导框顶面与承载鞍顶面之间安装八字形橡胶垫，实现轮对的弹性定位，该设计结构可以吸收部分轮轨间的动作用力产生向车体传递的振动能量，减小轮轨冲击对车辆运行平稳性的影响，减轻钢轨和车轮轮缘的磨耗；减振装置为斜楔式变摩擦减振装置；中央悬挂系统采用两级刚度弹簧；上、下心盘之间安装心盘磨耗盘；采用双作用弹性旁承。转向架结构见下图。,货车新型转向架,转,K1,型转向架,货车新型转向架,2.6,转,K2,型转向架,货车新型转向架,关键技术：,1.,侧架弹性下交叉支撑装置,2.,双作用常接触弹性旁承,3.,中央悬挂系统两级刚度弹簧,3.,心盘磨耗盘,4.,耐磨销套,2.7,转,K3,型转向架,转,K3,型转向架是株洲车辆工厂吸取欧洲,Y25,型转向架的优点并结合我国的具体情况设计开发的构架式转向架。采用了整体构架、轴箱一系悬挂、轮对纵横向弹性定位、常接触弹性旁承等技术。整体构架由两个侧梁、一个横梁用,16MnQ,板材组焊为一体；采用单侧斜楔减振装置，斜楔的摩擦面上加装高分子合成材料的磨耗板，在与斜楔相对的导框座中安装了纵向定位弹簧，导框座、斜楔座为,B,级钢铸件；基础制动装置装用单侧吊挂式制动梁，高摩合成闸瓦；装用球面心盘。转向架结构见下图。,货车新型转向架,焊接构架,转,K3,型转向架,弹性旁承,球面心盘,单侧吊挂式制动梁,轴箱一系悬挂,货车新型转向架,2.8,转,K4,型转向架,转,K4,型转向架是,2001,年株洲车辆工厂引进美国摆式转向架技术研制开发的。主要由侧架、摇枕、弹簧托板、摇动座、摇动座支承、承载弹簧、减振装置、轮对和轴承、基础制动装置及常接触弹性旁承等组成。采用两级刚度弹簧及变摩擦减振器，斜楔主摩擦面采用合成材料；基础制动装置采用高磷铸铁闸瓦或高摩合成闸瓦，,L-C,型组合制动梁。转向架结构见下图。,货车新型转向架,转,K4,型转向架,货车新型转向架,主要特点：,为摆动式（,Swing Motion,）转向架,货车新型转向架,摆动式运行转向架,具有摆式吊悬挂，增加侧向运动,增加了侧滚控制特性，提高了车辆抗侧滚稳定性,取消转向架的摇枕挡，侧向力由弹簧托板传递给侧架,两级长行程的枕簧,在重要部位装有可更换的经硬化处理的低合金钢磨耗衬套,2.9,转,K5,型转向架,转,K5,型转向架是采用摆式转向架技术研制开发的。主要部件侧架、摇枕、弹簧托板、摇动座、摇动座支承、弹簧、减振装置、轮对、轴承等的结构设计同转,K4,型转向架的相应部件，强度按,25t,轴重设计。转向架结构见下图。,货车新型转向架,转,K5,型转向架,货车新型转向架,特点：,为,2E,轴摆动式转向架,摇枕组成,弹簧托板组成,斜楔组成,摇动座,摇动座支撑,下旁承组成,侧架组成,承载鞍,导框摇动座,货车新型转向架,导框摇动座固定块,侧架滑槽磨耗板,侧架立柱磨耗,板,导框摇动座,货车新型转向架,托架组成,固定杠杆支点座,下心盘,心盘磨耗盘,斜面磨耗板,货车新型转向架,摇动座,摇动座支承,弹簧托板,货车新型转向架,2.10,转,K6,型转向架,转,K6,型转向架具有侧架交叉支撑转向架所具有的技术优点，同时一系悬挂采用轴箱弹性剪切垫，实现轮对的弹性约束，车辆在直线运行时轮对始终保持正位，通过曲线时轮对有径向趋势，改善了车辆的曲线通过性能，有效地减轻了车轮的轮缘磨耗；减小转向架簧下质量，实现了轮轨之间的低动力作用，有效地减少了重载列车轮轨之间的磨耗，降低了重载运输的运营成本；隔离轮轨间高频振动，改善了车辆的垂向动力学性能，提高了车辆的运行平稳性。转向架结构见下图。,货车新型转向架,转,K6,型转向架,货车新型转向架,2.10.1,转,K6,型转向架关键技术,轴箱橡胶垫,实现轮对的弹性定位，隔离轮轨间高频振动，减小轮轨作用力，降低轮轨磨耗。,缓和轮轨冲击，有利于提高侧架等零部件的疲劳寿命。,侧架弹性下交叉支撑装置,采用侧架弹性下交叉支撑装置，用以提高转向架的抗菱刚度，从而提高转向架的蛇行失稳临界速度、提高货车直线运行的稳定性。同时，交叉支撑装置可有效保持转向架的正位状态，从而减小了车辆在直线和曲线运行时轮对与钢轨的冲角，改善转向架的曲线通过性能，显著减少轮轨磨耗。,货车新型转向架,JC,型双作用弹性旁承,货车运行速度的提高，要求采用常接触弹性旁承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。,两级刚度弹簧,提高弹簧静挠度不仅可以提高货车转向架的运行平稳性，而且还可以提高转向架对扭曲线路的适应性和脱轨安全性。采用内、外枕簧不同高度的两级刚度弹簧是提高空车弹簧静挠度的有效措施，即在空车时弹簧具有较小的刚度，使空车弹簧静挠度提高，而在重车时弹簧具有较大的刚度，以承受重车的载荷。,货车新型转向架,JC,型双作用弹性旁承,货车新型转向架,2.12 160km/h,高速货车转向架,2003,年齐车公司开发研制了,160km/h,高速货车转向架，在西南交大的滚振试验台上，最高试验速度为,270km/h,。该转向架配棚车车体在北京局管内创造了时速,180 km/h,的中国货车第一运行速度。结构见下图。,货车新型转向架,货车新型转向架,2,国外有代表性的货车转向架,20,世纪,70,年代以来，许多国家积极发展高速铁路，取得巨大成功，如法国,TGV,、德国,ICE,、日本新干线等。为充分利用高速线路和适应快速货物运输的需要，一些国家研制出了多种形式的高速货车转向架。比较成功的有法国的,Y37,型、德国的,DRRS,型、美国的,Swing Motion,型、瑞典的,SJ,型、英国的,TF25,型转向架等，这些转向架能够满足,120,160km/h,速度运行，其中，法国的,Y37,型转向架最高试验速度达到了,281.8 km/h,，创造了货车运行速度的世界记录。,货车新型转向架,2.1,焊接构架式转向架,2.1.1,法国,Y25,型转向架,Y25,型转向架是法国国铁于,20,世纪,60,年代开发研制的一种焊接构架、一系螺旋钢弹簧加单侧顶柱式减振器、轴箱定位时速,120km/h,的货车转向架。,Y25,型转向架由于轮对采用刚性定位，曲线通过能力较差，轮缘磨耗大，不适宜在曲线较多、半径较小的线路上运行。,目前，,Y25,型转向架已形成系列产品，有多种型号，在欧洲国家约有,80%,以上的货车采用,Y25,系列转向架。结构见下图。,货车新型转向架,球面心盘,常接触弹性旁承,双侧闸瓦制动,轴箱螺旋钢弹簧,单侧顶柱式利诺尔摩擦减振器,焊接构架,货车新型转向架,法国,Y25,型转向架,单侧顶柱式利诺尔摩擦减振器,双侧闸瓦制动,焊接构架,轴箱螺旋钢弹簧,货车新型转向架,2.1.2,法国,Y37,型转向架,为提高货车的运行速度和开行快速货运专列，法国国铁于,20,世纪,80,年代在,Y25,和,Y30,型转向架的基础上开发研制成功了一种适用于时速,160km/h,的,Y37,型货车转向架。,法国铁路（,SNCF,）第一批共生产了,300,辆装有,Y37,型转向架的快运集装箱平车。近年来，又对其进行了不断改进，,1997,年，,Y37,型转向架线路试验的最高速度达到,281.8 km/h,，创下了货车运行速度新的世界记录。结构见下图。,货车新型转向架,2.1.3,德国,DB-661,型转向架,DB661,型转向架是德国联邦铁路（,DB,）于,60,年代开发研制成功的一种采用焊接构架和一系板簧轴箱定位的货车转向架，德国联邦铁路又相继开发了,DB-684,和,DB-665,等货车转向架。,DB-665,型转向架首次采用了具有两级非线性刚度特性曲线的板簧和梯形链式吊杆。这种结构形式一方面满足了空重车特点的需要，另一方面使轴箱有纵向,6mm,、横向,23mm,的移动量，以保证车辆有较好的曲线通过性能和运行平稳性。装用,DB-665,型转向架的货车在德国有近万辆，运行效果良好，已成为德国联邦铁路（,DB,）标准型货车转向架。结构见下图。,货车新型转向架,常接触弹性旁承,板弹簧,链式吊杆,球面心盘,焊接构架,德国,DB-661,型转向架,货车新型转向架,焊接构架,链式吊杆,板弹簧,德国,DB-661,型转向架,货车新型转向架,2.1.4,德国,DRRS,型转向架,为满足德国联邦铁路夜间在,ICE,高速铁路上开行快速货车的需要，德国,TALBOT,机车车辆厂于,80,年代末研制成功一种采用焊接构架、轴箱橡胶弹簧悬挂和单侧顶柱式摩擦减振器定位的货车转向架。,DRRS,型转向架有,2,种基本结构形式，运行速度为,120km/h,时采用双侧踏面制动；运行速度为,160km/h,时采用盘形制动，每轴上安装,3,个制动盘单元。,1991,年，在德国,ICE,高速线上，,DRRS,型转向架曾创下了当时时速,230km/h,的货车运行速度世界记录。结构见下图。,货车新型转向架,2.1.5,英国,TF25,型转向架,TF25,型转向架是英国研制的整体构架式货车转向架。轴箱悬挂采用了类似客车转向架的结构，如轴箱顶弹簧悬挂、一系液压减振器、转臂式轴箱定位装置等。,TF25,型转向架的结构突破了传统货车转向架的基本框架，借用了许多客车转向架的结构，有利于改善转向架的动力学性能。由于悬挂装置无磨耗，减少了转向架的维修工作量和维修成本。,目前，,TF25,型转向架已开始在集装箱平车、自卸车等货车上得到应用。结构见下图。,货车新型转向架,2.3,径向转向架,定义：车辆通过曲线时，所有轮对都有趋于曲线径向位置的能力的转向架，称为径向转向架。,分类：根据导向原理不同，可分为自导向径向转向架和迫导向径向转向架两种。,优点：便于车辆通过曲线，减少轮轨磨耗、噪音和环境污染，提高安全性。,货车新型转向架,普通转向架：,轮对定位刚度大,冲角大、轮轨力大、轮轨磨耗严重、安全性差,径向转向架：,存在导向装置,轮对中心线处于曲线径向位置、轮轨力小、磨耗少、安全性好,径向转向架的基本原理,货车新型转向架,2.3.1,迫导向径向转向架,迫导向径向转向架的导向原理是当进入曲线运行时，车体与转向架间必然产生相对的回转运动，因而产生一个相对偏转的角度。这个偏转角度与轮对进入径向位置所要求的相对转向架构架的偏转角度是成正比例的。因此可以用杠杆系统或液压系统将这两种偏转运动联系起来，使轮对产生相应的偏转而保持在曲线的径向位置上。,代表的转向架：,Devine-Scales,转向架,货车新型转向架,2.3.1.1 Devine-Scales,转向架,Devine-Scales,转向架。该转向架是英国的,Scales,设计的。见下图。,Devine-Scales,转向架,与车体的连接点,导向杠杆系统,刚性构架,轮对轴箱及一系弹性悬挂,货车新型转向架,2.3.2,自导向径向转向架,自导向径向转向架是径向转向架发展的主流，其设计理论也比迫导向径向转向架复杂得多，但结构却比较简单。,代表的转向架：,南非,Scheffel,自导向转向架,美国,Dresser DR-1,自导向转向架,货车新型转向架,2.3.2.1,南非,Scheffel,转向架,最先研制成功并已经得到普遍应用的自导向径向转向架是南非铁路的对角斜撑转向架，发明者是南非铁路的,Herbert Scheffel,，所以也称为,Scheffel,转向架，因其具有很高的蛇行稳定性，有时又称为,H,S,转向架。结构见下图。,货车新型转向架,南非,Scheffel,径向转向架,导向机构,轴箱结构,货车新型转向架,导向机构,轴箱结构,货车新型转向架,导向机构,导向机构,货车新型转向架,径向转向架总装图,