第4章 走行部主要部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

1、一、轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)的種類(lèi)1.按軸箱定位方式分類(lèi)(1)拉板式軸箱定位轉(zhuǎn)向架用特種彈簧鋼材制成的薄片形定位拉板，其一端與軸箱連接，另一端通過(guò)橡膠節(jié)點(diǎn)與構(gòu)架相連。(2)拉桿式軸箱定位轉(zhuǎn)向架拉桿的兩端分別與構(gòu)架軸箱銷(xiāo)接，拉桿兩端的橡膠墊、套分別限制軸箱與構(gòu)架之間的橫向與縱向的相對(duì)位移，實(shí)現(xiàn)彈性定位。第三章 走行部原理及基本結(jié)構(gòu)圖1拉板式和拉桿式軸箱定位a)拉板式軸箱定位b)拉桿式軸箱定位(3)轉(zhuǎn)臂式軸箱定位轉(zhuǎn)向架又稱彈性鉸定位，定位轉(zhuǎn)臂的一端與圓筒形軸箱體固接，另一端以橡膠彈性節(jié)點(diǎn)與構(gòu)架上的安裝座相連接。(4)層疊式橡膠彈簧定位轉(zhuǎn)向架在構(gòu)架與軸箱之間裝設(shè)壓剪型層疊式橡膠，其垂向剛度較小，使軸箱相對(duì)構(gòu)架有較

2、大的上下方向位移，而它的縱、橫向有適宜的剛度，以實(shí)現(xiàn)良好的彈性定位。(1)一系彈簧懸掛在車(chē)體與輪對(duì)之間，只設(shè)有一系彈簧減振裝置，如圖2a所示。圖2彈簧懸掛裝置a)一系彈簧懸掛b)二系彈簧懸掛(2)二系彈簧懸掛在車(chē)體與輪對(duì)之間設(shè)有二系彈簧減振裝置，即在車(chē)體與構(gòu)架間設(shè)彈簧減振裝置，在構(gòu)架與輪對(duì)間設(shè)軸箱彈簧減振裝置，兩者相互串聯(lián)，使車(chē)體的振動(dòng)經(jīng)歷兩次彈簧減振的衰減，如圖2所示。2.按彈簧系統(tǒng)分類(lèi)3.按車(chē)體與轉(zhuǎn)向架之間載荷傳遞方式分類(lèi)(1)心盤(pán)集中承載車(chē)體的全部質(zhì)量通過(guò)前后兩個(gè)上心盤(pán)分別傳遞給前后轉(zhuǎn)向架的兩個(gè)下心盤(pán)，如圖3a所示。(2)非心盤(pán)承載(3)心盤(pán)部分承載車(chē)體上部質(zhì)量按一定比例分配，分別傳遞給

3、心盤(pán)和旁承，使它們共同承載，如圖3c所示。圖3車(chē)體載荷承載方式a)心盤(pán)集中承載b)非心盤(pán)承載c)心盤(pán)部分承載二、構(gòu)架的作用與要求1)部分尺寸精度要求較高，使一些部件安裝具有較高的定位精度，如輪對(duì)定位，使轉(zhuǎn)向架具有較好的運(yùn)行性能。2)便于各部件及附加裝置的安裝，包括輪對(duì)安裝、傳動(dòng)齒輪裝置的懸掛、牽引電動(dòng)機(jī)的安裝、制動(dòng)系統(tǒng)的安裝。3)結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，具有足夠高的強(qiáng)度，承受并傳遞牽引力、制動(dòng)力、車(chē)體質(zhì)量以及各種沖擊、振動(dòng)，保證列車(chē)運(yùn)行安全。圖4廣州地鐵1號(hào)線車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架的組成1側(cè)梁2空氣簧座3橫梁4軸箱吊框5電動(dòng)機(jī)安裝座6齒輪箱吊座三、構(gòu)架的分類(lèi)四、構(gòu)架的組成第四章走行部主要部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)一、輪對(duì)

4、圖4-1輪對(duì)和整體輾鋼輪1輪輞2踏面3輻板4輪轂5輪緣6工藝孔7輪轂孔8車(chē)軸-輪位差二、車(chē)輪(1)便于通過(guò)曲線車(chē)輛在曲線上運(yùn)行時(shí)，由于離心力的作用，輪對(duì)偏向外軌，于是在外軌上滾動(dòng)的車(chē)輪與鋼軌接觸的部分直徑較大，而沿內(nèi)軌滾動(dòng)的車(chē)輪與鋼軌接觸部分直徑較小。(2)可自動(dòng)調(diào)中車(chē)輪踏面一般做成一定的斜度，稱為錐形踏面，如圖4-8a所示。圖4-8車(chē)輪踏面a)錐形踏面b)磨耗形踏面(3)能順利通過(guò)道岔線路上的道岔對(duì)車(chē)輛運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性影響極大，因此踏面的幾何形狀也應(yīng)適應(yīng)通過(guò)道岔的需要。(4)使踏面磨耗比較均勻由于車(chē)輪踏面具有一定斜度，當(dāng)車(chē)輪在軌道上運(yùn)行時(shí)，回轉(zhuǎn)圓直徑也在不停地變化，致使車(chē)輪在鋼軌上的接觸

5、點(diǎn)也不停地變換位置，結(jié)果使踏面磨耗比較均勻。(5)防止車(chē)輪脫軌當(dāng)車(chē)輪通過(guò)曲線時(shí)，常使輪緣緊靠外側(cè)鋼軌，如圖5所示。圖5輪對(duì)通過(guò)曲線1尖軌2基本軌二、輪對(duì)的組裝1.輪對(duì)組裝的一般要求2.輪對(duì)組裝圖6車(chē)軸輪座被壓入輪轂孔時(shí)的受力情況圖7輪心尺寸圖9合格曲線(陡噸10t)圖8良好曲線3.輪對(duì)檢驗(yàn)圖11合格曲線(末段平直線L3/L015%)圖10合格曲線四、車(chē)軸圖4-11滾動(dòng)軸承車(chē)軸結(jié)構(gòu)1軸頸2防塵板座3輪座4軸身5軸端螺栓孔6制動(dòng)盤(pán)安裝座L1車(chē)軸長(zhǎng)度L2兩軸頸中點(diǎn)間距離L3防塵座外側(cè)距Ld防塵座寬度Lw輪座寬度1)軸頸1是安裝滾動(dòng)軸承和承載的部位。2)防塵板座2為車(chē)軸與防塵板配合部位，其直徑比軸頸直

6、徑大，比輪座直徑小。3)輪座3是車(chē)軸和車(chē)輪配合的部位，是車(chē)軸受力最大的部位。4)軸身4是兩輪座的連接部分，為增加其強(qiáng)度和減少應(yīng)力集中，車(chē)軸軸身呈圓柱形。5)軸端螺栓孔5是滾動(dòng)軸承車(chē)軸安裝軸端壓板的地方，軸端壓板的作用是防止?jié)L動(dòng)軸承內(nèi)圈從軸頸兩端竄出。6)制動(dòng)盤(pán)安裝座6供壓裝制動(dòng)盤(pán)用。圖4-14橡膠油封密封式軸箱裝置1車(chē)軸2防塵擋圈3油封4一后蓋542726T(NP3226X1)軸承6152726T(NJP3226X1)軸承7壓板8防松片9螺栓10前蓋11軸箱體第二節(jié)軸箱及軸箱定位裝置圖4-15軸箱軸承a)圓錐滾動(dòng)形軸承b)圓柱滾動(dòng)軸承1、12外圈2滾子3、14內(nèi)圈4保持架5中隔圈6密封圈7、1

7、0密封8車(chē)軸9防塵擋圈11滾柱13軸箱15內(nèi)圈壓板16軸箱蓋1.圓柱滾動(dòng)軸承軸箱裝置(1)橡膠油封密封式軸箱裝置橡膠油封密封式軸箱裝置由軸箱體、軸箱后蓋、防塵擋圈、橡膠油封、軸箱前蓋、壓板等組成，如圖4-15b所示。1)軸箱體。2)軸箱后蓋。3)防塵擋圈。4)橡膠油封。圖12軸箱體1軸箱筒2軸箱耳3彈簧托盤(pán)圖13防塵擋圈圖14軸箱前蓋1螺栓孔2密封圈槽3凸起緣圖15壓板(2)金屬迷宮密封式軸箱裝置金屬迷宮密封式軸箱不帶軸箱后蓋，在軸箱體后端設(shè)有迷宮槽，迷宮槽的底部設(shè)有排水孔。圖16R(R)型車(chē)軸傳動(dòng)帶輪1軸端V帶輪2軸箱前蓋3推卸套4頂套5軸端壓蓋6氈封7防松片8螺栓9、10O形密封圈圖17金

8、屬迷宮密封式軸箱裝置1)軸箱體。圖18軸箱體1迷宮2臺(tái)階3軸溫報(bào)警器安裝孔圖19轉(zhuǎn)臂式軸箱2)防塵擋圈。3)安裝發(fā)電機(jī)傳動(dòng)帶輪車(chē)軸軸箱前蓋裝置。圖20防塵擋圈圖21圖22前蓋1密封圈槽2螺栓孔3迷宮槽 前蓋。與一般前蓋基本相同，中間為一透孔，設(shè)有迷宮槽，與頂套迷宮槽配合起密封作用，如圖22所示。 頂套。頂套外圓設(shè)有迷宮槽，與前蓋迷宮槽配合。內(nèi)圓端面支承外側(cè)軸承內(nèi)圈。外端面上設(shè)有密封圈槽，以安裝密封圈，與傳動(dòng)帶輪配合起密封作用，如圖23所示。圖23頂套2.無(wú)軸箱圓錐滾子軸承裝置(1)外圈軸承的外圈是一個(gè)內(nèi)筒面帶有2個(gè)圓錐滾道的套筒，兩端設(shè)有牙口和油溝，用以嵌入密封罩凸臺(tái)，保持密封罩不至于發(fā)生脫落

9、并防止?jié)櫥椭庑埂?2)滾子滾子為GCr 15軸承鋼制造的圓錐體結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)完全淬火熱處理，硬度為6064HRC。(3)保持架保持架由10號(hào)低碳鋼沖壓而成，它將滾子和內(nèi)圈組合在一起，其表面也進(jìn)行了磷化處理。圖4-15無(wú)軸箱圓錐滾子軸承裝置1防松片2密封座3油封4密封罩5外圈6內(nèi)圈7滾子8保持架9中隔圈10承載鞍11后擋12通氣螺栓13螺栓14前蓋(4)中隔圈中隔圈由45號(hào)鋼制造，其表面經(jīng)磷化處理，放置在兩內(nèi)圈之間，除起隔離作用以外，還可通過(guò)選擇不同寬度的中隔圈，來(lái)調(diào)整軸承的軸向游隙。圖24橡膠油封1骨架2彈簧3主唇口4副唇口(5)密封裝置圓錐軸承的密封裝置由密封罩、油封、密封座組成，軸承前后端

10、各裝一套。(6)后擋后擋如圖25所示。(7)前蓋是用30號(hào)或Q235鋼經(jīng)模鍛加工而成，表面經(jīng)磷化處理。圖25后擋1凸起緣2防塵板座槽3密封座槽(8)防松片防松片由厚1.5m單鋼板壓制而成，如圖26所示。(9)承載鞍承載鞍由鑄鋼制成，如圖27所示。圖27圖26防松片1螺栓孔2止耳第四節(jié)彈簧減振裝置一、彈簧結(jié)構(gòu)及特性1.彈簧特性及串、并聯(lián)圖3-43彈簧的撓力圖a)線性關(guān)系b)曲線關(guān)系2.彈簧的分類(lèi)(1)扭桿彈簧和環(huán)彈簧1)扭桿彈簧。2)環(huán)彈簧。圖3-44扭桿彈簧和環(huán)彈簧a)扭桿彈簧b)環(huán)彈簧第四節(jié)彈簧減振裝置(2)橡膠彈性元件橡膠元件的力學(xué)性能不同于一般的金屬元件，橡膠的彈性模量比金屬小得多，可以

11、獲得較大的彈性變形，容易實(shí)現(xiàn)預(yù)想的非線性特性。(3)空氣簧1)空氣簧優(yōu)缺點(diǎn)。 空氣簧的剛度可選擇較低的值，從而降低車(chē)輛的自振頻率。第四節(jié)彈簧減振裝置 空氣簧具有非線性特性，可以根據(jù)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的需要設(shè)計(jì)成具有比較理想的彈性特性曲線。在平衡位置振動(dòng)幅度較小時(shí)(正常運(yùn)行時(shí)的振幅)，剛度較低，若位移過(guò)大，剛度顯著增加，以限制車(chē)體的振幅。 空氣簧的剛度隨載荷而改變，從而保持空、重車(chē)不同載荷時(shí)車(chē)體的自振頻率幾乎相等。使空、重車(chē)不同狀態(tài)的運(yùn)行平穩(wěn)性幾乎相同。第四節(jié)彈簧減振裝置 空氣簧用高度調(diào)整閥控制時(shí)，可使車(chē)體在不同靜載荷下，保持車(chē)輛地板面距軌平面的高度不變。這一性能應(yīng)用在地鐵和輕軌上則可保持車(chē)輛的地板

12、面與站臺(tái)面的高差始終不變。 同一空氣簧可以同時(shí)承受三維方向的載荷。這可簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)及減輕自重。第四節(jié)彈簧減振裝置圖3-45雙曲囊式空氣簧的結(jié)構(gòu)1上蓋板2氣嘴3緊定螺釘4鋼絲圈5法蘭盤(pán)6橡膠囊7中腰環(huán)鋼絲圈8下蓋板第四節(jié)彈簧減振裝置 若在空氣簧本體與附加空氣室之間設(shè)有適宜的節(jié)流孔，則可代替垂向油壓減振器。 空氣簧具有良好的吸收高頻振動(dòng)和隔音性能。2)空氣簧的分類(lèi)及組成。 囊式空氣簧。囊式空氣簧可分為單曲、雙曲和多曲等形式。雙曲囊式空氣簧的結(jié)構(gòu)如圖3-45所示，這類(lèi)空氣簧使用壽命長(zhǎng)，制造工藝比較簡(jiǎn)單。但剛度大，振動(dòng)頻率高，所以鐵道車(chē)輛上已不采用。第四節(jié)彈簧減振裝置 膜式空氣簧。目前應(yīng)用較多的為膜

13、式空氣簧，它有兩種結(jié)構(gòu)形式，即約束膜式空氣簧(見(jiàn)圖3-46a)和自由膜式空氣簧(見(jiàn)圖3-46b)。第四節(jié)彈簧減振裝置圖3-46約束膜式和自由膜式空氣簧a)約束膜式空氣簧b)自由膜式空氣簧第四節(jié)彈簧減振裝置圖3-47約束膜式空氣簧的結(jié)構(gòu)1外筒2內(nèi)筒3橡膠囊第四節(jié)彈簧減振裝置二、空氣簧裝置系統(tǒng)的組成1.高度調(diào)整閥的作用與組成圖3-49空氣簧裝置的整個(gè)系統(tǒng)1列車(chē)制動(dòng)主風(fēng)管2T形支管3截?cái)嗳T(mén)4濾塵止回閥5儲(chǔ)風(fēng)缸6連接軟管7高度調(diào)整閥8空氣簧本體9差壓閥10附加空氣室第四節(jié)彈簧減振裝置2.高度調(diào)整閥的工作原理3.高度調(diào)整閥的主要特性及參數(shù)(1)截止頻率為保證在直線運(yùn)行時(shí)，車(chē)輛在正常振動(dòng)過(guò)程中，空氣簧不

14、發(fā)生充、排氣作用，要求高度調(diào)整閥工作的頻率必須低于車(chē)輛的垂直低主振頻率，此頻率稱為截止頻率。(2)無(wú)感區(qū)為避免車(chē)輛載荷發(fā)生微小變化而高度調(diào)整閥就發(fā)生充、排氣作用，以及為安裝高度調(diào)整閥必然存在的高度差確定所允許的適宜值，需要該閥有無(wú)感區(qū)，在無(wú)感區(qū)高度變化的范圍內(nèi)，高度調(diào)整閥不發(fā)生充、排氣作用。第四節(jié)彈簧減振裝置(3)延遲時(shí)間高度調(diào)整閥設(shè)有延時(shí)機(jī)構(gòu)，目的是使高度調(diào)整閥具有“截止頻率”和“無(wú)感區(qū)”的性能。(4)充、排氣時(shí)間設(shè)有該參數(shù)值是為保證轉(zhuǎn)向架左右高度調(diào)整閥充氣快慢盡可能一致，以減小空氣簧承載的不均衡性，并保證在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，空氣簧的充、排氣量的多少符合所規(guī)定的要求。(5)供風(fēng)風(fēng)壓要求列車(chē)供風(fēng)的風(fēng)壓符合高度調(diào)整閥正常工作所需的數(shù)值，鐵道車(chē)輛列車(chē)管風(fēng)壓一般為0.6MPa。(6)檢修期為保證高度調(diào)整閥的正常工作，減少維修量，延長(zhǎng)使用壽命，保證質(zhì)量，要規(guī)定無(wú)檢修期。第四節(jié)彈簧減振裝置4. LV3型高度調(diào)整閥的結(jié)構(gòu)第四節(jié)彈簧減振裝置WP21.eps第四節(jié)彈簧減振裝置5. LV3型高度調(diào)整閥的作用原理圖3-52高度調(diào)整閥進(jìn)氣圖第四節(jié)彈簧減振裝置圖3-53高度調(diào)整閥排氣圖第四節(jié)彈簧減振裝置6.高度調(diào)整閥的使用注意事項(xiàng)1)運(yùn)輸、搬運(yùn)必須小心謹(jǐn)慎。2)連桿在停止回轉(zhuǎn)時(shí)