CRH2 第5章 轉(zhuǎn)向架

1、目錄5.1 轉(zhuǎn)向架概要45.1.1 轉(zhuǎn)向架功能45.1.2 轉(zhuǎn)向架基本組成及各部分的作用45.1.3 轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)要求55.1.4 CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架概況55.2 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架95.2.1基本結(jié)構(gòu)95.2.2 構(gòu)架組成95.2.3 構(gòu)架強(qiáng)度設(shè)計(jì)135.2.4構(gòu)架強(qiáng)度計(jì)算155.2.5構(gòu)架靜載荷試驗(yàn)165.3 輪對(duì)組裝165.3.1 車(chē) 輪185.3.2 車(chē) 軸185.3.3 制動(dòng)盤(pán)195.3.4 齒輪裝置195.4 軸箱裝置195.4.1 軸箱體205.4.2 軸箱前蓋205.4.3 軸箱后蓋205.4.4橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)215.4.5 軸承單元215.4.6 軸承溫度檢測(cè)器215.4.

2、7 速度傳感器215.5 一系懸掛裝置215.5.1 軸箱彈簧裝置及防雪罩225.5.2 軸箱垂向減振器235.5.3 橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)245.5.4 輪對(duì)起吊裝置245.6 二系懸掛裝置245.6.1 結(jié)構(gòu)布置及特點(diǎn)245.6.2 空氣彈簧裝置255.6.3 中央牽引拉桿座及牽引拉桿295.6.4 橫向減振器305.6.5 抗蛇行減振器315.6.6 橫向止檔315.7 驅(qū)動(dòng)裝置和齒輪箱325.7.1 工作原理325.7.2 撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)325.7.3 驅(qū)動(dòng)裝置工作特點(diǎn)345.7.4 齒輪裝置355.8 轉(zhuǎn)向架制動(dòng)裝置365.8.1 氣液轉(zhuǎn)換裝置375.8.2 卡鉗制動(dòng)裝置385.9

3、踏面清掃裝置415.10 安全檢測(cè)415.11 接地裝置425.12 速度檢測(cè)425.12.1 AG37速度傳感器425.12.2 AG43速度傳感器435.12.3 LKJ2000速度傳感器435.13 掃石器（轉(zhuǎn)向架排障裝置）445.14轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)性能445.14.1 動(dòng)力學(xué)性能計(jì)算分析455.14.2 滾動(dòng)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)485.14.3 膠濟(jì)線線路試驗(yàn)50第5章 轉(zhuǎn)向架5.1 轉(zhuǎn)向架概要5.1.1 轉(zhuǎn)向架功能轉(zhuǎn)向架是動(dòng)車(chē)組車(chē)輛系統(tǒng)中最重要的組成部件之一，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理直接影響車(chē)輛的運(yùn)行品質(zhì)、動(dòng)力性能和行車(chē)安全。對(duì)鐵路車(chē)輛來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)向架必須具有如下功能：承載承受轉(zhuǎn)向架以上各部分的重量（

4、包括：車(chē)輛自重、旅客載重、水及動(dòng)態(tài)載荷等），并使軸重均勻分配；轉(zhuǎn)向保證車(chē)輛順利通過(guò)曲線；緩沖緩和線路不平順對(duì)車(chē)輛的沖擊，保證車(chē)輛具有良好的運(yùn)行平穩(wěn)性；牽引（動(dòng)力轉(zhuǎn)向架）保證必要的輪軌粘著，并把輪軌接觸處產(chǎn)生的輪周牽引力傳遞給車(chē)體、車(chē)鉤，牽引列車(chē)前進(jìn)；制動(dòng)產(chǎn)生必要的制動(dòng)力，使車(chē)輛在規(guī)定的距離內(nèi)減速或停車(chē)。5.1.2 轉(zhuǎn)向架基本組成及各部分的作用動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架可分為動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架主要由六個(gè)部分組成，其作用敘述如下：輪對(duì)和軸箱輪對(duì)作為車(chē)輛與線路的系統(tǒng)界面，直接向鋼軌傳遞重力，通過(guò)輪軌間的粘著產(chǎn)生牽引力或制動(dòng)力，并通過(guò)車(chē)輪的回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在鋼軌上的運(yùn)行（平移）；軸箱是聯(lián)接構(gòu)架與輪對(duì)的

5、活動(dòng)關(guān)節(jié)，它除了保證輪對(duì)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，還能使輪對(duì)適應(yīng)線路不平順等條件，相對(duì)于構(gòu)架垂向、橫向和縱向運(yùn)動(dòng)；彈簧懸掛裝置主要由彈簧和阻尼器組成。現(xiàn)代動(dòng)車(chē)組車(chē)輛基本采用兩系懸掛，一系懸掛裝置懸掛在軸箱和構(gòu)架間，二系懸掛裝置懸掛在構(gòu)架與車(chē)體間。彈簧懸掛裝置，用來(lái)平衡軸重分配，緩和線路不平順對(duì)車(chē)輛的沖擊，保證車(chē)輛運(yùn)行穩(wěn)定性和平穩(wěn)性。并保證車(chē)輛通過(guò)曲線時(shí)使轉(zhuǎn)向架能相對(duì)于車(chē)體回轉(zhuǎn)靈活。構(gòu)架轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)骨架，用于安裝轉(zhuǎn)向架的各個(gè)零、部件，并承受和傳遞各種載荷；車(chē)體與轉(zhuǎn)向架間的縱向牽引裝置主要用以傳遞車(chē)體與轉(zhuǎn)向架間縱向力。如：牽引力和制動(dòng)力。 驅(qū)動(dòng)裝置（動(dòng)力轉(zhuǎn)向架）將動(dòng)力裝置的扭矩有效地傳遞給輪對(duì)，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)

6、；基礎(chǔ)制動(dòng)裝置將制動(dòng)缸壓力，增大若干倍以后傳給閘片或閘瓦，使其壓緊制動(dòng)盤(pán)（或車(chē)輪），對(duì)車(chē)輛施行制動(dòng)。非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架與動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的主要區(qū)別是：非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架沒(méi)有驅(qū)動(dòng)裝置。5.1.3 轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)要求鐵路輛轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)要求包括：保證最佳的粘著條件軸重轉(zhuǎn)移應(yīng)盡量小，且輪軌間不產(chǎn)生粘滑振動(dòng)；優(yōu)良的動(dòng)力學(xué)性能保證車(chē)輛在直線和曲線運(yùn)行時(shí)均具有良好的動(dòng)力學(xué)性能，并盡量減小輪軌間的動(dòng)作用力，降低輪軌間的接觸應(yīng)力和磨耗；高可靠性，低磨耗從轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)、工藝、零部件采購(gòu)和制造組裝的全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制，確保轉(zhuǎn)向架具有高安全性和可靠性，并采用低磨耗的組件和結(jié)構(gòu)提高轉(zhuǎn)向架運(yùn)行壽命周期。重量輕，工藝簡(jiǎn)單盡可能減輕自重，

7、且制造和修理工藝簡(jiǎn)易；良好的可接近性易于接近，便于檢修；零部件標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化結(jié)構(gòu)和材質(zhì)盡可能統(tǒng)一。5.1.4 CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架概況CRH2型動(dòng)車(chē)組采用4M4T編組形式，其動(dòng)車(chē)（簡(jiǎn)稱(chēng)M車(chē)）和拖車(chē)（簡(jiǎn)稱(chēng)T車(chē)）分別裝用了動(dòng)力轉(zhuǎn)向架（簡(jiǎn)稱(chēng)M轉(zhuǎn)向架）和拖車(chē)轉(zhuǎn)向架（簡(jiǎn)稱(chēng)T轉(zhuǎn)向架）。兩轉(zhuǎn)向架型號(hào)分別為SKMB-200和SKTB-200。動(dòng)車(chē)組中所有M轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)形式是相同的，除兩頭車(chē)轉(zhuǎn)向架因安裝排障裝置和LKJ2000型速度傳感器略有不同外，其它T轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)形式均相同。CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架的編組及方位定義如圖5-1所示。5.1.4.1 CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征：（1）采用無(wú)搖枕H

8、形構(gòu)架；（2）采用輕量、小型、簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)；（3）采用小輪徑（f860 mm）車(chē)輪以減少簧下重量；（4）采用空心車(chē)軸；（5）軸箱采用轉(zhuǎn)臂式定位，軸箱彈簧采用雙圈鋼圓簧；（6）二系采用空氣彈簧，構(gòu)架設(shè)附加氣室；（7）采用抗蛇行減振器；（8）采用單拉桿式牽引裝置傳遞縱向力；（9）電機(jī)采用架懸結(jié)構(gòu)；（10）采用撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)；（11）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用液壓油缸卡鉗式盤(pán)型制動(dòng)；（12）全部車(chē)輪裝設(shè)機(jī)械制動(dòng)盤(pán)（輪盤(pán)）；（13）T轉(zhuǎn)向架車(chē)軸上裝有機(jī)械制動(dòng)盤(pán)（軸盤(pán)）；（14）利用踏面清掃裝置改善輪軌間粘著狀態(tài)和降低運(yùn)行噪聲。圖5-1轉(zhuǎn)向架編組示意5.1.4.2 主要技術(shù)參數(shù)與轉(zhuǎn)向架有關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5-

9、1，轉(zhuǎn)向架詳細(xì)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5-2。表5-1 主要技術(shù)參數(shù)表項(xiàng) 目參 數(shù)最高試驗(yàn)速度/km/h250運(yùn)營(yíng)速度/km/h200定員時(shí)軸重（100%定員）/kN137.2（14 t）滿員時(shí)最大軸重（200%定員）/kN156.8（16 t）編組能通過(guò)的最小曲線半徑/m180單車(chē)調(diào)車(chē)能通過(guò)的最小曲線半徑/m130轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)角/度(130m曲線，不考慮橫動(dòng)時(shí))4.5軸距/mm2 500車(chē)輪直徑 新/磨耗到限/mm860/790輪對(duì)內(nèi)側(cè)距/mm適用軌距/mm1435自重下空氣彈簧上平面距軌面高度/mm1000表5-2 轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)表（建議：增加懸掛參數(shù)） 轉(zhuǎn)向架形式 項(xiàng) 目動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架SKMB-200拖

10、車(chē)轉(zhuǎn)向架SKTB-200轉(zhuǎn)向架質(zhì)量 /t7.50一般轉(zhuǎn)向架：6.87 頭車(chē)轉(zhuǎn)向架：6.95固定軸距/mm2 500 車(chē)輪直徑/mm860軸承中心間距/mm2 000轉(zhuǎn)向架最大長(zhǎng)度/mm3 416一般轉(zhuǎn)向架：3 416 頭車(chē)轉(zhuǎn)向架：3 566 轉(zhuǎn)向架最大寬度/mm3 102（至空氣彈簧筒為止）空氣彈簧左右間隔/mm2 460 空氣彈簧有效直徑/mm525驅(qū)動(dòng)方式平行萬(wàn)向節(jié)撓性聯(lián)軸器、級(jí)減速齒輪方式齒輪比85：283.04車(chē)軸軸承密封式雙列圓錐滾子軸承制動(dòng)方式空油變換、輪盤(pán)方式空油變換、輪盤(pán)軸盤(pán)并用方式液壓制動(dòng)油缸裝置油壓缸：45×2油壓缸：32×2閘片燒結(jié)合金（鍛鋼盤(pán)片用）軸

11、箱定位方式轉(zhuǎn)臂式彈性定位節(jié)點(diǎn)剛度(每軸箱)縱向：13.7 MN/m，彈性定位節(jié)點(diǎn)剛度(每軸箱)橫向：5.49 MN/m減振方式油壓減振器一系垂向油壓減振器4×19.6 kNs/m二系橫向油壓減振器2×58.8 kNs/m二系抗蛇行油壓減振器2×2450 kNs/m5.1.4.3 動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對(duì)組裝、軸箱裝置、一系懸掛、二系懸掛、牽引裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等八部分構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-2。作用于轉(zhuǎn)向架三個(gè)方向主要載荷的傳遞過(guò)程分別為：（1） 垂向力（即重力）車(chē)體空氣彈簧構(gòu)架軸箱彈簧軸箱車(chē)軸車(chē)輪鋼軌。（2） 橫向力（離心力等）（3）

12、縱向力（牽引力或制動(dòng)力）（輪軌間粘著）車(chē)輪車(chē)軸軸箱軸箱轉(zhuǎn)臂定位(座)構(gòu)架牽引拉桿座中央牽引拉桿中心牽引座車(chē)體車(chē)鉤。圖5-2 動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)5.1.4.4 拖車(chē)轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)拖車(chē)轉(zhuǎn)向架可分為中間轉(zhuǎn)向架和端部轉(zhuǎn)向架兩類(lèi)，兩者結(jié)構(gòu)基本相同，只是端部轉(zhuǎn)向架上裝有排障器。拖車(chē)轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對(duì)組裝、軸箱裝置、一系懸掛、二系懸掛、牽引裝置和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等七部分組成，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-3。圖5-3 拖車(chē)轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)CRH2 型動(dòng)車(chē)組4、5號(hào)車(chē)轉(zhuǎn)向架二位側(cè)輪對(duì)（A側(cè)）安裝了AG37型速度傳感器； 1、8號(hào)車(chē)的2、3位輪對(duì)二位側(cè)（A側(cè)）安裝AG43型速度傳感器， 1、4位輪對(duì)二位側(cè)（A側(cè)）安裝AG37型

13、速度傳感器，一位側(cè)（B側(cè)）安裝LKJ2000型速度傳感器。拖車(chē)轉(zhuǎn)向架中三個(gè)方向主要載荷的傳遞過(guò)程與動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架類(lèi)同。5.2 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架5.2.1基本結(jié)構(gòu)CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架分動(dòng)車(chē)構(gòu)架和拖車(chē)構(gòu)架兩種。構(gòu)架為焊接鋼結(jié)構(gòu)，主體框架呈H形，由兩側(cè)梁和橫梁構(gòu)成。側(cè)梁為箱形斷面，橫梁采用無(wú)縫鋼管型材。 5.2.2 構(gòu)架組成構(gòu)架由側(cè)梁、橫梁、縱向連接梁、空氣彈簧支承梁及其它焊接附件組成。動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和拖車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架主結(jié)構(gòu)相似，不同之處主要是動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架設(shè)有電機(jī)吊座和齒輪箱吊座，拖車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架設(shè)有軸盤(pán)制動(dòng)吊座。動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和拖車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)分別見(jiàn)圖5-4、圖5-5。1側(cè)梁，2橫梁，3縱向連接梁，4

14、空氣彈簧支承梁，5制動(dòng)吊座（輪盤(pán)），6定位臂座，7增壓缸安裝座，8垂向止擋，9電機(jī)吊座，10齒輪箱吊座圖5-4 M轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)1側(cè)梁，2橫梁，3縱向連接梁，4空氣彈簧支承梁，5制動(dòng)吊座（輪盤(pán)），6定位臂座，7增壓缸安裝座，8垂向止擋，9 制動(dòng)吊座（軸盤(pán)），10拉桿座圖5-5 T轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁內(nèi)設(shè)有筋板，提高側(cè)梁承載剛度，并在側(cè)梁外側(cè)及兩橫梁間設(shè)置空氣彈簧支承梁，兩支承梁分別與兩橫梁連通，共同組成空氣彈簧附加氣室。靠近橫梁與側(cè)梁的連接處設(shè)置四個(gè)輪盤(pán)制動(dòng)吊座。兩橫梁之間設(shè)縱向連接梁，主要用于吊掛增壓缸和設(shè)置橫向減振器安裝座及橫向緩沖擋安裝座。為保證動(dòng)車(chē)組20年的使用

15、壽命，在滿足強(qiáng)度要求的前提下為降低轉(zhuǎn)向架自重，構(gòu)架的主要承載構(gòu)件采用了符合JIS G 3114標(biāo)準(zhǔn)的耐候鋼材料，其它部位采用合金結(jié)構(gòu)鋼。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在焊接完成后，進(jìn)行整體退火處理和整體機(jī)加工。構(gòu)架強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)按照J(rèn)IS E 4207（鐵路車(chē)輛-轉(zhuǎn)向架構(gòu)架設(shè)計(jì)通則）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；并按照J(rèn)IS E 4208（鐵路車(chē)輛-轉(zhuǎn)向架靜載荷試驗(yàn)方法）標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施靜載荷試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度確認(rèn)。5.2.2.1 側(cè)梁 動(dòng)車(chē)構(gòu)架側(cè)梁和拖車(chē)構(gòu)架側(cè)梁結(jié)構(gòu)相同。側(cè)梁采用薄板焊接，內(nèi)腔設(shè)加強(qiáng)筋板。 側(cè)梁組裝如圖5-6所示。側(cè)梁中央為兩個(gè)加工形成的圓孔，以便橫梁通過(guò)。側(cè)梁兩端采用筒體結(jié)構(gòu)，支承在軸箱彈簧上。筒壁與側(cè)梁梁體腹板采用對(duì)接焊縫

16、；上蓋板采用厚鋼板，與側(cè)梁上蓋板對(duì)接。軸箱彈簧筒體外設(shè)軸箱減振器座，除為了安裝減振器外，還有兩個(gè)目的：一是在內(nèi)側(cè)立板上開(kāi)設(shè)吊裝孔，在轉(zhuǎn)向架進(jìn)行起吊時(shí)用于安裝吊鉤；二是用于安裝輪對(duì)提吊，能夠在轉(zhuǎn)向架整體起吊時(shí)，通過(guò)輪對(duì)提吊使輪對(duì)裝置隨構(gòu)架整體吊裝。圖5-6側(cè)梁組成5.2.2.2 橫梁組裝動(dòng)車(chē)構(gòu)架橫梁和拖車(chē)構(gòu)架橫梁略有不同，動(dòng)車(chē)構(gòu)架橫梁斜對(duì)稱(chēng)布置兩電機(jī)吊座和齒輪箱吊座；拖車(chē)構(gòu)架橫梁上相應(yīng)位置設(shè)置軸盤(pán)制動(dòng)吊座。橫梁組成如圖5-7 所示。為了方便電機(jī)吊座與橫梁的焊接作業(yè)和降低自重，在電機(jī)吊座的安裝板上開(kāi)設(shè)有圓形或長(zhǎng)圓形孔，參見(jiàn)圖5-8（a）所示。與電機(jī)吊座相對(duì)的另一側(cè)設(shè)齒輪箱吊座。齒輪箱吊座下蓋板上設(shè)

17、安全擋座，如圖5-8（b）所示。在安全擋座間安裝擋銷(xiāo)，起到在故障工況下齒輪箱的安全托防護(hù)作用。圖5-7 橫梁組裝構(gòu)架橫梁采用耐候鋼無(wú)縫鋼管，兩橫梁作為兩空氣彈簧的附加空氣室，分別與兩側(cè)的空氣彈簧支承梁連通，因此在橫梁的端部開(kāi)設(shè)通孔和排水孔。橫梁中央內(nèi)側(cè)設(shè)垂向限位止擋，作用是一旦空氣彈簧過(guò)充風(fēng)，構(gòu)架側(cè)的牽引拉桿在隨車(chē)體上升一定高度被該止擋限止，因此也被稱(chēng)為防過(guò)充址擋。圖5-8 電機(jī)吊座（II）與齒輪箱吊座5.2.2.3 縱向連接梁在兩橫梁間設(shè)兩縱向連接梁，以連接兩橫梁提高橫梁剛度?？v向連接梁上設(shè)橫向減振器安裝座、增壓缸安裝座和差壓閥安裝座。5.2.2.4空氣彈簧支承梁空氣彈簧支承梁沿縱向跨于兩端

18、橫梁之間并與構(gòu)架側(cè)梁形成封閉腔體，成為空氣彈簧的支承構(gòu)件和附加空氣室一部分。梁體內(nèi)有一鋼管型材制成的空氣彈簧座導(dǎo)筒，用于空氣彈簧與氣室的連通和定位，導(dǎo)筒與相應(yīng)的橫梁相連通，保證兩側(cè)空氣彈簧附加氣室相互獨(dú)立，空氣彈簧支承梁的焊接有較高的密封性要求?？諝鈴椈芍С辛荷蠟榭諝鈴椈芍С凶?，加工后安放空氣彈簧。為了安裝抗蛇行減振器，在支承梁下蓋板上設(shè)有減振器安裝座，空氣彈簧支承梁結(jié)構(gòu)如圖5-9 所示。圖5-9 空氣彈簧支承梁5.2.3 構(gòu)架強(qiáng)度設(shè)計(jì)構(gòu)架強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)JIS E 4207（鐵路車(chē)輛用轉(zhuǎn)向架構(gòu)架設(shè)計(jì)通則）標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)度試驗(yàn)依據(jù)JIS E 4208（鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架靜載荷試驗(yàn)方法）。下面設(shè)計(jì)通則和試驗(yàn)

19、方法作一簡(jiǎn)介。5.2.3.1鐵道車(chē)輛用轉(zhuǎn)向架-構(gòu)架設(shè)計(jì)通則（JIS E 4207）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)通用條件分為載荷條件、強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件及剛性設(shè)計(jì)條件。其中載荷條件分為靜載荷和動(dòng)態(tài)載荷；強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件分為應(yīng)力計(jì)算及容許應(yīng)力。標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架不同部位的動(dòng)載荷有詳細(xì)的規(guī)定，如表5-3 所示。在構(gòu)架上作用靜載荷和動(dòng)載荷的情況下，按每種載荷計(jì)算應(yīng)力，并區(qū)分為平均應(yīng)力和動(dòng)應(yīng)力（應(yīng)力幅值），按下述方法進(jìn)行應(yīng)力合成：（1）平均應(yīng)力平均應(yīng)力為靜載荷產(chǎn)生的應(yīng)力，但具有脈動(dòng)載荷時(shí)的平均應(yīng)力，應(yīng)把脈動(dòng)載荷應(yīng)力的1/2加到靜載荷產(chǎn)生的應(yīng)力上去，作為靜載荷工況下的平均應(yīng)力。（2）動(dòng)應(yīng)力動(dòng)應(yīng)力為動(dòng)載荷產(chǎn)生的應(yīng)力，按下

20、式進(jìn)行計(jì)算式中a為動(dòng)應(yīng)力；1、2、······n為由各動(dòng)載荷計(jì)算的應(yīng)力。對(duì)于脈動(dòng)載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力i，則用該應(yīng)力的1/2進(jìn)行合成：表5-3 JIS E 4207動(dòng)載荷的規(guī)定分類(lèi)起 因動(dòng)載荷備注（例）垂向由靜載荷垂直振動(dòng)產(chǎn)生的載荷(0.20.5)×W由安裝零部件的振動(dòng)引起的載荷側(cè)梁上(12)×LP制動(dòng)件橫梁上(35)×LP牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置端梁上(510)×LP制動(dòng)件排障器由驅(qū)動(dòng)引起的載荷(0.20.4)×La由制動(dòng)引起的載荷P×f由垂向減振器引起的載荷決定于減振器特性橫向由橫向振

21、動(dòng)和離心力引起的載荷(0.20.4)×W由安裝的零部件振動(dòng)引起的載荷(24)×LP牽引電機(jī)制動(dòng)件由橫向減振器引起的載荷決定于減振器特性縱向由縱向振動(dòng)和牽引力引起的載荷(0.20.4)×W由安裝的零部件振動(dòng)引起的載荷(13)×LP牽引電機(jī)制動(dòng)件由制動(dòng)引起的載荷P扭轉(zhuǎn)由外軌超高等引起的載荷按轉(zhuǎn)向架對(duì)角車(chē)輪相對(duì)水平位置變位1015mm時(shí)的靜載荷計(jì)算注： W為構(gòu)架上的靜載荷；LP為安裝的零部件的自重；La為軸重；P為閘片壓力；f為閘片與制動(dòng)盤(pán)間的摩擦系數(shù)。JIS E4207技術(shù)條件規(guī)定采用圖5-10所示的疲勞極限圖。圖中，b為材料的抗拉強(qiáng)度；0為材料的屈服許用應(yīng)

22、力；w1、w2、w3 分別為母材未修磨和修磨后焊接接頭在對(duì)稱(chēng)循環(huán)下的疲勞許用應(yīng)力，而且這些值與母材靜強(qiáng)度無(wú)關(guān)。圖5-10 的疲勞極限圖是以材料的屈服許用應(yīng)力為縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，構(gòu)成一個(gè)等腰三角形，在其高上截取w1（w2、w3），分別與橫坐標(biāo)正向的抗拉強(qiáng)度b相連，得到的實(shí)線圖即為母材、修磨后和未修磨焊接接頭的疲勞極限圖。轉(zhuǎn)向架主要用材的抗拉強(qiáng)度、屈服許用應(yīng)力及疲勞許用應(yīng)力列于表5-4中。圖5-10 疲勞極限圖示意表5-4 許用應(yīng)力及疲勞許用應(yīng)力 （單位MPa）JISG 3101SS400JIS G 3106SM400JIS G 3114SMA490材料的抗拉強(qiáng)度b400490材料的屈服極限s235

23、355材料的屈服許用應(yīng)力0205305疲勞許用應(yīng)力母材（w1）135157焊縫未修磨（w2）69修磨后（w3）1085.2.3.2鐵路車(chē)輛用轉(zhuǎn)向架靜載荷試驗(yàn)方法（JIS E 4208：2004）標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中構(gòu)架的靜載荷試驗(yàn)工況，主要包括：（1）垂向載荷試驗(yàn)（2）橫向載荷試驗(yàn)（3）縱向載荷試驗(yàn)（4）扭轉(zhuǎn)載荷試驗(yàn)（5）牽引電機(jī)座載荷試驗(yàn)（6）驅(qū)動(dòng)裝置座載荷試驗(yàn)（7）制動(dòng)裝置座載荷試驗(yàn)（8）減振器座載荷試驗(yàn)（9）橫向止擋座載荷試驗(yàn)（10）抗蛇行減振器座載荷試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)上述的每一工況載荷的試驗(yàn)加載方法以及使用的檢測(cè)設(shè)備、應(yīng)變片貼片和位置等內(nèi)容有詳細(xì)的規(guī)定，對(duì)實(shí)施構(gòu)架的靜載荷試驗(yàn)具有良好的制導(dǎo)意義。5.2

24、.4構(gòu)架強(qiáng)度計(jì)算采用有限元（FEA）分析軟件對(duì)CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架建立計(jì)算模型，模型的網(wǎng)格劃分一般采用殼單元，部分則用實(shí)體單元，構(gòu)架的有限元分析模型如圖5-11所示。首先，確定構(gòu)架所承受的載荷，包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷，然后分別計(jì)算出包括在牽引和制動(dòng)工況構(gòu)架中各單元的平均應(yīng)力（m）和應(yīng)力幅（a），利用材料的疲勞極限圖進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評(píng)價(jià)，如平均應(yīng)力和應(yīng)力幅均在疲勞極限圖的界限之內(nèi)，則該構(gòu)架結(jié)構(gòu)安全，否則為不安全。計(jì)算結(jié)果表明，在各工況下靜強(qiáng)度滿足JIS E4207標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求；母材及焊縫處的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力都在疲勞極限圖線以下，滿足疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。圖5-11 構(gòu)架FEA模型（M構(gòu)架）5.2.

25、5構(gòu)架靜載荷試驗(yàn)構(gòu)架按照J(rèn)IS E 4208標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行靜強(qiáng)度試驗(yàn)，如圖5-12所示。對(duì)構(gòu)架分別施加垂向載荷、斜對(duì)稱(chēng)載荷（扭轉(zhuǎn)載荷）、縱向載荷、橫向載荷、牽引電機(jī)載荷（三向）、齒輪箱載荷、制動(dòng)載荷和減振器載荷等共記12種載荷，通過(guò)應(yīng)變片測(cè)試各點(diǎn)的應(yīng)變，繼而求出應(yīng)力，進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)價(jià)。 圖5-12 構(gòu)架試驗(yàn)加載和應(yīng)變片布置（部分）大多數(shù)單元的應(yīng)力在非打磨區(qū)域內(nèi)，對(duì)超出非打磨區(qū)的焊縫增加打磨要求后，可使所有單元的應(yīng)力均處于焊接打磨的疲勞強(qiáng)度極限范圍內(nèi)，滿足強(qiáng)度要求。5.3 輪對(duì)組裝動(dòng)車(chē)組輪對(duì)必須具備如下功能：承受車(chē)輛與線路間相互作用的全部載荷及沖擊；與鋼軌形成粘著產(chǎn)生牽引力或制動(dòng)力；輪對(duì)滾動(dòng)使車(chē)輛前進(jìn)運(yùn)行

26、。CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架輪對(duì)組裝主要包括車(chē)輪、車(chē)軸、制動(dòng)盤(pán)（輪盤(pán)和軸盤(pán)）、齒輪箱及軸承等。輪對(duì)分為動(dòng)力輪對(duì)（M輪對(duì)）和拖車(chē)輪對(duì)（T輪對(duì)），M輪對(duì)一側(cè)安裝齒輪箱裝置，而T輪對(duì)則代之以兩套軸盤(pán)。此外，T輪對(duì)因軸端安裝不同速度傳感器齒輪而略顯差異。由于采用了帶自密封的單元軸承，因此軸承可預(yù)先壓裝在軸頸上。輪對(duì)組成后，需逐個(gè)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，超出50gm限度時(shí)，需對(duì)兩側(cè)車(chē)輪及制動(dòng)盤(pán)的組裝相位角進(jìn)行調(diào)整。動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架采用的輪對(duì)由車(chē)軸、車(chē)輪(帶有制動(dòng)盤(pán)簡(jiǎn)稱(chēng)輪盤(pán))、齒輪裝置及軸承構(gòu)成，參見(jiàn)圖5-13。圖5-13 M輪對(duì)拖車(chē)轉(zhuǎn)向架輪對(duì)由車(chē)軸、車(chē)輪(也帶有制動(dòng)盤(pán)簡(jiǎn)稱(chēng)輪盤(pán)) 、軸制動(dòng)盤(pán)（簡(jiǎn)稱(chēng)軸盤(pán)）及軸承構(gòu)成，參見(jiàn)圖5

27、-14。為確保安全性和可靠性，車(chē)輪、大齒輪、軸盤(pán)等采用冷壓法壓裝到車(chē)軸上。圖5-14 T輪對(duì)5.3.1 車(chē) 輪CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架車(chē)輪按JIS E5402（鐵道車(chē)輛碳素鋼整體輾壓車(chē)輪）設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，車(chē)輪采用整體軋制車(chē)輪，輪輞厚度由為135，踏面形狀采用LMA型。新造車(chē)輪滾動(dòng)圓直徑為Ø860，最大磨耗直徑為Ø790。在靠輪輞輪緣側(cè)面Ø790圓周上，設(shè)有磨耗到限標(biāo)記。CRH2型動(dòng)車(chē)組車(chē)輪踏面形狀見(jiàn)圖5-15所示。LMA踏面 圖5-15 CRH2型動(dòng)車(chē)組車(chē)輪踏面形狀因采用輪盤(pán)制動(dòng)，需要在車(chē)輪輻板兩側(cè)安裝制動(dòng)盤(pán)，所以為直輻板車(chē)輪。隨著軸重的增加，與輪轂連接的直輻板根部厚度

28、有所增加。動(dòng)力輪對(duì)和拖車(chē)輪對(duì)除了輪座尺寸及輪轂厚度尺寸不同外，其它部位相同。車(chē)輪與車(chē)軸的裝配采用注油壓裝和拆卸。為保證輪軸在裝配后形成規(guī)定的壓裝力，裝配后進(jìn)行反向壓力檢驗(yàn)。 5.3.2 車(chē) 軸CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架車(chē)軸按照J(rèn)IS E 4501（鐵道車(chē)輛車(chē)軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)）進(jìn)行設(shè)計(jì)，按JIS E 4502標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)。為提高車(chē)軸的疲勞安全性，采用高頻淬火熱處理和滾壓工藝。為了在保證強(qiáng)度的同時(shí)減輕質(zhì)量，采用空心車(chē)軸使超聲波探頭可以直接穿過(guò)該通孔，使探傷容易化，M車(chē)軸與T車(chē)軸如圖5-16所示。圖5-16 CRH2 型動(dòng)車(chē)組空心車(chē)軸兩種車(chē)軸的各部尺寸如表5-5所示表5-5 CRH2型動(dòng)車(chē)組車(chē)軸尺寸 （單位：

29、mm）順號(hào)名稱(chēng)動(dòng)車(chē)車(chē)輪拖車(chē)車(chē)輪1車(chē)軸總長(zhǎng)229823822軸頸直徑Ø1303軸頸中心距20004軸身直徑Ø182Ø1925.3.3 制動(dòng)盤(pán)CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架的M輪對(duì)和T輪對(duì)分別在車(chē)輪輻板兩側(cè)安裝整體式鍛鋼制動(dòng)輪盤(pán)，內(nèi)外側(cè)輪盤(pán)通過(guò)均布的12個(gè)連接螺栓安裝在車(chē)輪輻板上。輪盤(pán)的背面設(shè)散熱筋，可提高盤(pán)片的承載剛度。為了有效釋放在制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，盤(pán)片與車(chē)輪輻板安裝側(cè)預(yù)先設(shè)置了反向翹曲。拖車(chē)輪對(duì)除了設(shè)置輪盤(pán)外，在車(chē)軸上還設(shè)兩套制動(dòng)軸盤(pán)。軸盤(pán)由壓裝在車(chē)軸上的輪轂和通過(guò)螺栓安裝在輪轂的制動(dòng)盤(pán)構(gòu)成，軸盤(pán)材料為鍛鋼，盤(pán)體為分半式，無(wú)需退輪即可進(jìn)行更換。為了減少T車(chē)的制動(dòng)負(fù)荷

30、，從而減少制動(dòng)盤(pán)和閘片的磨耗，在制動(dòng)控制中，盡量使用車(chē)的再生制動(dòng)，而對(duì)車(chē)的空氣制動(dòng)采取延遲控制。5.3.4 齒輪裝置齒輪裝置是傳遞驅(qū)動(dòng)扭矩或制動(dòng)扭矩的關(guān)鍵部件，僅動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架才有。它既屬于動(dòng)車(chē)輪對(duì)，又是驅(qū)動(dòng)裝置的重要組成部分，有關(guān)齒輪裝置的詳細(xì)內(nèi)容將在驅(qū)動(dòng)裝置一節(jié)敘述。5.4 軸箱裝置軸箱裝置是連接輪對(duì)與構(gòu)架的活動(dòng)關(guān)節(jié)，除了傳遞各個(gè)方向的力和振動(dòng)外，軸箱必須保證輪對(duì)能夠適應(yīng)線路狀況而相對(duì)于構(gòu)架上下跳動(dòng)和左右橫動(dòng)。軸箱作為連接輪對(duì)與構(gòu)架的重要零部件，采用軸箱與轉(zhuǎn)臂一體式結(jié)構(gòu)，其目的是為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低自重、便于組裝和維護(hù)檢修。軸箱裝置包括如下主要部件：軸箱體、軸箱壓蓋、軸箱前蓋、軸箱后蓋、軸承單元

31、、橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)、軸溫檢測(cè)器及橡膠蓋。軸箱裝置見(jiàn)圖5-17。1 軸箱體，2 定位節(jié)點(diǎn)壓蓋，3 軸承組件，4 前蓋，5 后蓋，6 橡膠蓋圖5-17 軸箱裝置5.4.1 軸箱體軸箱體材料為鑄鋼，箱體內(nèi)安裝軸承，其頂部用于安裝軸箱彈簧，軸箱轉(zhuǎn)臂的另一端通過(guò)壓蓋與橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)連接，構(gòu)成輪對(duì)的定位裝置。軸箱內(nèi)的軸承外圈通過(guò)軸箱前后端蓋來(lái)定位。5.4.2 軸箱前蓋為降低轉(zhuǎn)向架簧下重量，前蓋采用了高純度鋁合金鑄件材料。為防止鋁制材料與鋼鐵零件接觸面產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，需要在接合面進(jìn)行特殊涂裝。前蓋底部有一孔，用于排出車(chē)軸超聲波探傷時(shí)使用的潤(rùn)滑油。通常情況下前蓋的孔用螺栓塞住，以防運(yùn)行時(shí)灰塵進(jìn)入轉(zhuǎn)速計(jì)和接地

32、裝置。5.4.3 軸箱后蓋軸箱后蓋采用上下分體結(jié)構(gòu)，為鍛鋼材料，先上下形成完整的擋圈后，再與軸箱通過(guò)螺栓連接。軸箱后蓋設(shè)有防塵結(jié)構(gòu)的雙重迷宮槽。5.4.4橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)軸箱與構(gòu)架連接的一端為橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)，用以傳遞輪對(duì)與構(gòu)架之間的牽引力和制動(dòng)力。橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)作為一系懸掛裝置的主要部件之一，將在一系懸掛部分詳細(xì)敘述。5.4.5 軸承單元 CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架采用雙列圓錐滾子軸承單元，為油脂潤(rùn)滑，采用輕接觸式的雙唇自密封結(jié)構(gòu)。軸承單元由外圈、雙列圓錐滾子、保持架、內(nèi)圈、防止磨損的隔板、油封、油封圈和后蓋等組成，為預(yù)加潤(rùn)滑脂的全密封型單元軸承。軸承規(guī)格見(jiàn)表5-6 ，軸承采用樹(shù)脂保持架，軸承

33、在出廠前已注入NERITA2858型高速列車(chē)軸承專(zhuān)用潤(rùn)滑脂。表5-6 軸承規(guī)格表軸承壽命的計(jì)算根據(jù)JIS B 1518標(biāo)準(zhǔn)，在最大軸重14噸時(shí)，滿足5×106 公里。5.4.6 軸承溫度檢測(cè)器該檢測(cè)器由熱敏開(kāi)關(guān)構(gòu)成，當(dāng)軸箱體溫度升高至設(shè)定值時(shí)，熱敏開(kāi)關(guān)使報(bào)警電路打開(kāi)。開(kāi)關(guān)的激活溫度設(shè)置為165155 °C，溫度梯度為5 °C/min。5.4.7 速度傳感器軸箱端蓋處共安裝3種速度傳感器， AG43、AG37和LKJ2000用。有關(guān)速度傳感器的詳細(xì)內(nèi)容在5.12節(jié)敘述。5.5 一系懸掛裝置CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置采用轉(zhuǎn)臂式結(jié)構(gòu)，基于以下原因：便于一系定位剛

34、度的選擇（要求的剛度值可以在垂向、縱向和橫向獨(dú)立地選擇），可兼顧一系定位剛度在高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和曲線通過(guò)性能；利于實(shí)現(xiàn)輕量化，適應(yīng)高速運(yùn)行；零部件數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，提高可靠性；便于一系懸掛裝置的分解和組裝作業(yè)；無(wú)磨耗，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置主要包括軸箱彈簧及防雪罩、垂向液壓減振器、彈性定位節(jié)點(diǎn)彈簧夾板和輪對(duì)提吊等零部件，如圖5-18所示。圖5-18 一系懸掛結(jié)構(gòu)5.5.1 軸箱彈簧裝置及防雪罩軸箱彈簧裝置安裝在軸箱和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間。5.5.1.1 彈簧組成圓彈簧組傳遞垂直方向的力，通過(guò)調(diào)整墊片調(diào)整圓簧組使每個(gè)車(chē)輪的載荷均勻。軸箱彈簧裝置包括一個(gè)圓簧組（由內(nèi)、外圈彈簧

35、組成）、彈簧座（上、下）、橡膠座、絕緣座。內(nèi)、外彈簧的旋向相反，軸箱彈簧組結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-19。軸箱彈簧為雙圈鋼螺旋彈簧，彈簧的材質(zhì)為符合JIS G4801 標(biāo)準(zhǔn)的SUP9A或SUP11A型彈簧鋼。為了應(yīng)對(duì)動(dòng)車(chē)組雨雪天氣的運(yùn)行環(huán)境，在軸箱彈簧外設(shè)計(jì)了防雪罩，采用熱縮材料，可明顯改善軸箱彈簧的工作條件，減緩天氣因素對(duì)彈簧的腐蝕作用。1 外圈彈簧，2 內(nèi)圈彈簧，3 防雪罩圖5-19 軸箱彈簧組5.5.1.2 彈簧夾板為了便于轉(zhuǎn)向架的組裝，設(shè)置上下彈簧夾板，使圓簧組保持在規(guī)定的預(yù)壓縮高度，并保證轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和軸箱之間的正位，下彈簧夾板上設(shè)置了螺紋，以方便彈簧組與轉(zhuǎn)向架的組裝、分解和調(diào)整。5.5.1.3 橡

36、膠墊橡膠墊為上下硫化粘結(jié)鋼板結(jié)構(gòu)，用以吸收高頻振動(dòng)。5.5.1.4 絕緣罩絕緣罩用于將圓簧和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架從電氣上進(jìn)行絕緣，以免漏電電流通過(guò)軸箱軸承而對(duì)軸承產(chǎn)生電腐蝕。5.5.2 軸箱垂向減振器在構(gòu)架與軸箱之間，與每組軸箱彈簧各并聯(lián)了一個(gè)垂向油壓減振器，構(gòu)成一系懸掛的阻尼元件。該液壓減振器主要作用是防止轉(zhuǎn)向架以較高的頻率點(diǎn)頭振動(dòng)。減振器型號(hào)為OD42090-1，具體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖5-20。圖5-20 軸箱垂向減振器為防止減振器的安裝方向錯(cuò)誤，減振器上下端部芯軸的安裝尺寸設(shè)計(jì)為不同的值，以保證其方向的正確性。為防止沙塵和其它雜質(zhì)進(jìn)入減振器，在內(nèi)、外筒之間安裝了橡膠防護(hù)罩。垂向減震器在軸箱體和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)

37、梁的連接銷(xiāo)軸上設(shè)有緩沖橡膠。5.5.3 橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架的橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)為金屬橡膠硫化的彈性元件，如圖5-21所示。其芯軸固定在構(gòu)架的定位座上，外套及芯軸橡膠與軸箱轉(zhuǎn)臂連接，提供輪對(duì)軸箱裝置的縱向（X）、橫向（Y）定位剛度。輪對(duì)與構(gòu)架間的橫向及縱向相對(duì)位移依靠節(jié)點(diǎn)橡膠套的變形實(shí)現(xiàn)，是直接影響車(chē)輛運(yùn)行穩(wěn)定性和曲線通過(guò)性能最主要的懸掛件。圖5-21 橡膠彈性定位節(jié)點(diǎn)該定位橡膠銷(xiāo)套的各向定位參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行性能起決定性作用。其彈性參數(shù)以安裝入轉(zhuǎn)臂橡膠套座的工作狀態(tài)為測(cè)量基準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)動(dòng)力學(xué)計(jì)算和優(yōu)化確定。轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置的特征：軸箱與構(gòu)架間無(wú)自由間隙和滑動(dòng)部件；構(gòu)成的零件很少

38、，分解、組裝容易，且維修方便；軸箱的上下、左右及前后定位剛度可以各自獨(dú)立設(shè)定，比較容易滿足轉(zhuǎn)向架懸掛系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)要求，即在確保良好乘坐舒適度的情況下，能夠同時(shí)確保車(chē)輛穩(wěn)定的高速行駛性能和良好的曲線通過(guò)性能。5.5.4 輪對(duì)起吊裝置輪對(duì)起吊裝置的主要作用是在轉(zhuǎn)向架整體起吊過(guò)程中，使輪對(duì)隨構(gòu)架形成整體，同時(shí)，防止在轉(zhuǎn)向架拆卸時(shí)軸箱彈簧伸長(zhǎng)而損傷垂向減振器。5.6 二系懸掛裝置5.6.1 結(jié)構(gòu)布置及特點(diǎn)CRH2型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置主要由空氣彈簧系統(tǒng)、牽引裝置、橫向減振器、抗蛇行減振器及橫向緩沖橡膠止檔等零部件組成，如圖5-22 所示。1空氣彈簧系統(tǒng)，2中央牽引拉桿座，3橫向減振器，4抗蛇行減

39、振器，5高度調(diào)整閥，6牽引拉桿，7橫向緩沖止檔圖5-22 二系懸掛裝置每輛車(chē)體以上所有重量通過(guò)四個(gè)空氣彈簧傳遞給兩個(gè)轉(zhuǎn)向架，縱向力（牽引力或制動(dòng)力）由單牽引拉桿傳遞，而橫向力則由空氣彈簧和橫向緩沖橡膠止檔共同傳遞?？諝鈴椈墒擒?chē)體與轉(zhuǎn)向架之間的重要懸掛元件，車(chē)體由前后轉(zhuǎn)向架上的四個(gè)空氣彈簧支承，其主要作用除支承車(chē)體載荷外，還可以隔離轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的振動(dòng)，并在通過(guò)曲線過(guò)程中通過(guò)變位實(shí)現(xiàn)車(chē)體與轉(zhuǎn)向架間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)和橫移。因此，空氣彈簧是二系懸掛中的關(guān)鍵零部件，是影響車(chē)輛的運(yùn)行平穩(wěn)性的關(guān)鍵因素。5.6.2 空氣彈簧裝置空氣彈簧裝置主要包括空氣彈簧及其附屬的高度調(diào)整閥、調(diào)整閥保溫箱及差壓閥等?？諝鈴椈刹捎米杂?/p>

40、膜式氣囊，與下部的疊層橡膠堆組成一體。該空氣彈簧的特點(diǎn)：垂向變形由空氣彈簧本體（即氣囊）和其下面的疊層橡膠堆共同承擔(dān)，確保垂向大變形量；在水平方向，一方面利用疊層橡膠堆進(jìn)一步降低剛性，另一方面通過(guò)改變氣囊形狀，可以產(chǎn)生一定的阻尼，以改善乘坐舒適性。5.6.2.1 工作原理一般空氣彈簧裝置由列車(chē)主風(fēng)管、T形支管、截?cái)嗳T(mén)、濾塵止回閥、空氣彈簧貯風(fēng)缸、連接軟管、高度控制閥、空氣彈簧本體、差壓閥和附加空氣室等組成，空氣彈簧系統(tǒng)工作原理（即壓力空氣傳遞過(guò)程）見(jiàn)圖5-23。壓力空氣由列車(chē)主風(fēng)管1高度閥排風(fēng)塞門(mén)3高度控制閥4空氣彈簧排風(fēng)塞門(mén)2空氣彈簧5節(jié)流閥8附加空氣室7。5.6.2.2 空氣彈簧結(jié)構(gòu)空氣

41、彈簧主要由橡膠氣囊、上下蓋板、橡膠堆等零部件組成，如圖5-24所示。空氣彈簧采用上進(jìn)氣設(shè)計(jì)，壓縮空氣經(jīng)過(guò)高度調(diào)整閥進(jìn)入橡膠氣囊和構(gòu)架內(nèi)腔形成的附加空氣室，橡膠氣囊和附加空氣室間設(shè)直徑為Ø14的節(jié)流孔，空氣通過(guò)節(jié)流孔時(shí)產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)構(gòu)成二系懸掛的垂向阻尼。 1列車(chē)主風(fēng)管；2排風(fēng)塞門(mén)（空氣彈簧）；3排風(fēng)塞門(mén)（高度閥）；4高度控制閥；5空氣彈簧；6差壓閥；7附加空氣室；8節(jié)流閥圖5-23 空氣彈簧裝置工作原理當(dāng)空氣彈簧上蓋板相對(duì)于底座產(chǎn)生垂向位移時(shí), 空氣彈簧內(nèi)的氣體容積發(fā)生變化, 1橡膠氣囊，2上蓋板組成，3橡膠堆，4下蓋板組成圖5-24 空氣彈簧引起壓力的變化?？諝鈴椈膳c附加氣室之間產(chǎn)

42、生的壓差迫使氣體流過(guò)節(jié)流閥。由于氣體流過(guò)節(jié)流閥時(shí)流通面積減小, 節(jié)流閥對(duì)氣體的流動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用。同時(shí)空氣彈簧垂向變形時(shí)由于膠囊形狀的改變, 引起膠囊與上蓋和底座接觸面積的改變, 因此空氣彈簧的垂向動(dòng)態(tài)特性比較復(fù)雜。節(jié)流閥對(duì)氣體流動(dòng)的阻礙作用引起空氣彈簧的動(dòng)態(tài)剛度和阻尼相對(duì)于靜態(tài)剛度產(chǎn)生較大的變化,而且隨激擾頻率的改變而改變。動(dòng)態(tài)剛度和阻尼的改變影響到車(chē)體振動(dòng)的固有頻率和衰減率, 影響到車(chē)體振動(dòng)的衰減特性, 從而影響到車(chē)輛運(yùn)行的舒適性。由于空氣彈簧垂向動(dòng)態(tài)特性規(guī)律具有一定的復(fù)雜性, 因此節(jié)流閥參數(shù)對(duì)空氣彈簧振動(dòng)特性的影響有著非常重要的意義。 度IA OCRH2型動(dòng)車(chē)組空氣彈簧節(jié)流孔為固定節(jié)流孔。

43、橡膠氣囊底部的橡膠堆作用是在車(chē)體與轉(zhuǎn)向架產(chǎn)生大位移時(shí)補(bǔ)償橡膠氣囊本身的變位不足，并且在空氣彈簧橡膠氣囊出現(xiàn)故障條件下仍具有一定的彈性，下蓋板上貼有摩擦系數(shù)很小的滑塊，允許上下蓋板之間產(chǎn)生相對(duì)縱橫向位移，起到應(yīng)急彈簧的作用。產(chǎn)品需要按照J(rèn)IS E4206進(jìn)行規(guī)定的特性試驗(yàn)和其它型式試驗(yàn)。CRH2型動(dòng)車(chē)組動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架空氣彈簧的有效直徑為f 525 mm、。為使在空氣彈簧泄氣時(shí)能夠行駛，在下面板的上面設(shè)置聚四氟乙烯制的滑動(dòng)面板，在外筒的下面設(shè)置鋼板，使曲線通過(guò)性能提高。5.6.2.3高度調(diào)節(jié)原理為了保持車(chē)體距軌面的高度不變，在車(chē)體與轉(zhuǎn)向架間裝有高度調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)空氣彈簧橡膠囊中的壓縮空氣（充氣、放氣或

44、保持壓力），使車(chē)輛地板面不受車(chē)內(nèi)乘客的多少和分布不均的影響，始終保持水平。調(diào)節(jié)原理如下（參見(jiàn)圖5-25）：· 在正常載荷位置，即hH時(shí)，充氣通路 VL和放氣通路LE均被關(guān)閉；· 當(dāng)車(chē)體載荷增加時(shí)，此時(shí)hH，閥動(dòng)作，使VL通路開(kāi)啟，壓縮空氣向空氣彈簧充氣，直至地板面上升到標(biāo)定高度（即h達(dá)到H高度）為止；· 當(dāng)車(chē)體載荷減小時(shí)，此時(shí)hH，閥動(dòng)作，使LE通路開(kāi)啟，空氣彈簧向大氣排氣，直至地板面下降到標(biāo)定高度（即h達(dá)到H高度）為止。5.6.2.4高度調(diào)整閥高度調(diào)整閥工作過(guò)程分進(jìn)氣過(guò)程和排氣過(guò)程，具體參見(jiàn)圖5-26和圖5-27。上述調(diào)整只能在靜態(tài)時(shí)進(jìn)行，不能影響車(chē)體與轉(zhuǎn)向架間

45、的正常振動(dòng)。高度調(diào)整閥必須具有如下特性：（c）放氣（b）充氣（a）保壓h地板實(shí)際高度；H地板標(biāo)定高度圖5-25 高度調(diào)節(jié)原理示意· 不感帶10±1· 時(shí)間延遲3±1s· 空氣流量2030s · 工作角度±30° 圖5-26 載荷增加進(jìn)氣過(guò)程 圖5-27 載荷減少排氣過(guò)程CRH2型動(dòng)車(chē)組采用LV5B-2型高度調(diào)整閥，其使用的工作油為硅油。5.6.2.5差壓閥每臺(tái)轉(zhuǎn)向架的兩只氣囊都通過(guò)差動(dòng)閥相連。如果氣囊突然破裂或毀壞，差壓閥將開(kāi)通，使轉(zhuǎn)向架的兩只氣囊壓力保持平衡。圖5-28 差壓閥的工作原理這可防止客車(chē)由于一只氣囊充

46、氣而另一只氣囊沒(méi)有充氣而向一邊嚴(yán)重傾斜。差壓閥的工作原理參見(jiàn)圖5-28。為什么要用差動(dòng)閥而不直接用一根氣管將左右兩只氣囊連通起來(lái)呢？這是因?yàn)椋?在曲線上時(shí)，左右兩只氣囊必須保證一定的壓差，否則車(chē)體將會(huì)發(fā)生傾斜； 車(chē)體左右搖擺振動(dòng)時(shí)，也必須保證一定的壓差，否則將加劇搖擺。該差壓閥的型號(hào)為DP-5，其設(shè)定的壓力差為150±20 kPa（1.5 kg/cm2）。5.6.3 中央牽引拉桿座及牽引拉桿為傳遞車(chē)體與轉(zhuǎn)向架間的縱向載荷，在車(chē)體枕梁中央安裝了中央牽引拉桿座，通過(guò)單牽引拉桿與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架連接。中央牽引拉桿座為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，材料采用耐候鋼，焊接后通過(guò)退火熱處理消除殘余應(yīng)力，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)按照J(rèn)

47、IS E 4207標(biāo)準(zhǔn)。由于車(chē)體采用鋁合金型材，中央牽引拉桿座與車(chē)體枕梁的安裝接觸面因異種金屬材料將產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，為此，在中央牽引拉桿座組裝前，須在安裝面涂裝鉻酸鋅底漆，同時(shí)為避免中央牽引拉桿座對(duì)車(chē)體底架的損傷，要求周邊加工倒角以消除毛刺和銳棱。牽引拉桿是傳遞車(chē)體與轉(zhuǎn)向架之間縱向載荷的主要承載構(gòu)件，無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架的牽引拉桿方式主要有Z形雙拉桿和單拉桿兩大類(lèi)型，表5-7 對(duì)這兩種牽引拉桿方式的特點(diǎn)進(jìn)行了比較。表5-7 兩種牽引拉桿方式的比較牽引拉桿方式優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)Z形雙拉桿落車(chē)作業(yè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大重量大單拉桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小重量輕落車(chē)作業(yè)復(fù)雜對(duì)牽引拉桿兩端橡膠節(jié)點(diǎn)的要求是，在滿足縱向

48、載荷傳遞的同時(shí)，不影響拉桿與中央牽引拉桿座連接端的垂向和橫向位移。中央牽引拉桿座及牽引拉桿是傳遞轉(zhuǎn)向架與車(chē)體間縱向力（即牽引力或制動(dòng)力）的重要部件，這里采用了非常簡(jiǎn)單而實(shí)用的單拉桿結(jié)構(gòu)，牽引拉桿兩端安裝有橡膠關(guān)節(jié)。其詳細(xì)組成參見(jiàn)圖5-29。圖5-29 中央牽引拉桿座及牽引拉桿組成該中央牽引拉桿裝置具有如下特征：轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)向和橫移依靠牽引拉桿兩端橡膠關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)剪切變形適應(yīng)。牽引裝置為短牽引桿，構(gòu)成的空間比其他的牽引裝置小，零件數(shù)量少且輕量化。 轉(zhuǎn)向架和車(chē)體的分離通過(guò)拆除中央牽引拉桿座側(cè)下部連接用螺栓來(lái)進(jìn)行。當(dāng)空氣彈簧出現(xiàn)故障，車(chē)體上升一定高度后（參見(jiàn)圖5-29），中央牽引拉桿座一側(cè)的單連桿連接端

49、部將與橫梁的相應(yīng)結(jié)構(gòu)接觸，以防止車(chē)體異常上升。5.6.4 橫向減振器橫向減振器共有兩個(gè)，分別位于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁連接梁與中央牽引拉桿座之間的前后位置，屬水平橫向布置，見(jiàn)圖5-30。其作用是衰減車(chē)體與轉(zhuǎn)向架間的橫向振動(dòng)。減振器型號(hào)OD50116。圖5-30 橫向減振器5.6.5 抗蛇行減振器抗蛇行減振器是為了防止動(dòng)車(chē)組在高速運(yùn)行時(shí)的蛇行失穩(wěn)而專(zhuān)門(mén)設(shè)置的，它安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁的外側(cè)，呈縱向水平布置，也稱(chēng)縱向減振器?？股咝袦p振器型號(hào)OD70230-1，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-31。比較抗蛇行減振器與一般垂向或橫向減振器的性能參數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)它們的明顯區(qū)別：與一般液壓減振器相比，抗蛇行液壓減振器節(jié)流孔的結(jié)構(gòu)差異較

50、大，這就造成其節(jié)流特性發(fā)生變化，即抗蛇行液壓減振器的卸荷速度V0（約為0.003m/s）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一般液壓減振器的卸荷速度V0（約為0.10.3m/s）。這樣，就有可能同時(shí)滿足有效抑制蛇行失穩(wěn)和利于通過(guò)曲線的要求，即：當(dāng)車(chē)體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)增大（即在直線上高速運(yùn)行）時(shí)，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度V很容易超過(guò)V0，使減振器阻尼力F=Fmax（飽和阻力），產(chǎn)生強(qiáng)大的阻尼作用。而當(dāng)機(jī)車(chē)車(chē)輛通過(guò)曲線時(shí)，車(chē)體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)速度V較小，且VV0，此時(shí)減振器阻尼力F明顯下降，在車(chē)體與轉(zhuǎn)向架之間產(chǎn)生的阻力矩較小，使機(jī)車(chē)車(chē)輛容易通過(guò)曲線圖5-31 抗蛇行減振器結(jié)構(gòu)5.6.6 橫向止檔為了限制車(chē)體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫向

51、移動(dòng)，在轉(zhuǎn)向架橫梁的連接梁與中央牽引拉桿座設(shè)有橫向止檔，該橫向彈性側(cè)檔與中央牽引拉桿座之間的間隙為20 mm，參見(jiàn)圖5-32。當(dāng)車(chē)體與轉(zhuǎn)向架之間的橫向位移超過(guò)20mm時(shí)，中央牽引拉桿座側(cè)面與橫向彈性側(cè)檔（緩沖橡膠）接觸，繼而產(chǎn)生反向壓縮力，以限制其橫向位移。該橫向彈性側(cè)檔實(shí)際上就是一塊緩沖橡膠，且緩沖橡膠呈非線性特性，剛度隨撓度的增加逐漸提高。1 緩沖橡膠塊，2 連接板，3 固定螺栓圖5-32 橫向止檔結(jié)構(gòu)及特性5.7 驅(qū)動(dòng)裝置和齒輪箱5.7.1 工作原理驅(qū)動(dòng)裝置采用簡(jiǎn)單而實(shí)用的撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)式牽引電機(jī)架懸結(jié)構(gòu)，即通過(guò)撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)將牽引電機(jī)輸出軸與齒輪箱的輸入軸（小齒輪軸）聯(lián)結(jié)起來(lái)，

52、在傳遞扭矩的同時(shí)，允許兩者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-33。牽引電機(jī)采用架懸方式,電機(jī)安裝在橫梁外端的電機(jī)吊座上,安裝時(shí)將電機(jī)安裝槽卡在吊座上的矩形安裝座上,并由上下各四個(gè)緊固螺栓連接。通過(guò)使電機(jī)與吊座上的安裝基準(zhǔn)面一致來(lái)確保電機(jī)的安裝位置。 圖5-33 撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)（WN）驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖5.7.2 撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)牽引電機(jī)與齒輪箱間的扭矩傳動(dòng)由安裝在兩者之間的聯(lián)軸節(jié)完成，轉(zhuǎn)向架采用QD2572A2型聯(lián)軸節(jié)。5.7.2.1 結(jié)構(gòu)撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)（WN聯(lián)軸節(jié)）主要包括齒輪套（外齒）、半聯(lián)軸節(jié)（內(nèi)齒）和中間隔板等，詳細(xì)結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖5-34，結(jié)構(gòu)剖面參見(jiàn)圖5-35。圖5-34 撓

53、性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)（WN聯(lián)軸節(jié)）結(jié)構(gòu)圖5-35 WN聯(lián)軸節(jié)詳細(xì)結(jié)構(gòu)剖面聯(lián)軸節(jié)的兩個(gè)帶外齒的齒輪套通過(guò)鍵分別套裝在錐形的電機(jī)軸和齒輪箱小齒輪軸上，并與半聯(lián)軸節(jié)的內(nèi)齒嚙合，為了能夠動(dòng)態(tài)地傳遞扭矩，允許齒輪套與半聯(lián)軸節(jié)產(chǎn)生相對(duì)位移（軸向和軸線傾斜），因此齒輪套的齒輪齒頂為圓形斷面，以使內(nèi)外齒嚙合良好。5.7.2.2運(yùn)動(dòng)分析當(dāng)牽引電機(jī)輸出軸和（?。X輪輸入軸間產(chǎn)生相對(duì)跳動(dòng)時(shí)，帶有弧形外齒的兩個(gè)齒輪套齒頂將推動(dòng)帶內(nèi)齒的半聯(lián)軸節(jié)發(fā)生自由靈活的傾斜，同時(shí)內(nèi)外齒在軸向也能自由滑動(dòng)，就好象半聯(lián)軸節(jié)“浮動(dòng)”在兩個(gè)齒輪套上，但電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩可通過(guò)內(nèi)外齒輪的嚙合很好的傳遞。這里需要強(qiáng)調(diào)的是齒輪套的外齒必須是鼓形齒，以防止

54、齒輪套相對(duì)于半聯(lián)軸節(jié)跳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相互卡死。另外，兩半聯(lián)軸節(jié)中間應(yīng)設(shè)檔板（隔板），且檔板兩邊通常設(shè)置彈簧或橡膠塊，以緩沖齒輪套相對(duì)半聯(lián)軸節(jié)的軸向沖擊。該聯(lián)軸節(jié)可實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出軸相對(duì)于（小）齒輪輸入軸間的相互跳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)靈活，運(yùn)動(dòng)阻力小，同時(shí)能傳遞電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩，聯(lián)軸節(jié)允許的徑向和軸向相對(duì)位移分別為±12.3mm和±11mm。聯(lián)軸節(jié)運(yùn)動(dòng)分析參見(jiàn)圖5-36。5.7.3 驅(qū)動(dòng)裝置工作特點(diǎn) 簧下重量?。姍C(jī)重量全部懸掛于構(gòu)架橫梁上成為簧上重量，但牽引齒輪和齒輪箱圖5-36 聯(lián)軸節(jié)運(yùn)動(dòng)分析（示例）之重量的一部分仍然屬于簧下重量），減小了輪軌間的動(dòng)作用力；改善了牽引電機(jī)的工作條件；與剛性軸懸式驅(qū)動(dòng)裝置相比，結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。但與其他架懸式和體懸式驅(qū)動(dòng)裝置相比，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多；拆裝簡(jiǎn)單，檢修維護(hù)方便。5.7.4 齒輪裝置齒輪裝置的作用是將牽引電機(jī)的扭轉(zhuǎn)力矩有效地傳遞到車(chē)軸而使動(dòng)車(chē)組加速?；蛘呤菍④?chē)軸的轉(zhuǎn)矩傳遞