转K4型转向架.

转K4型转向架培训教材前言转K4型转向架是在我国铁路大提速战略下，在部运输局、南车集团公司等各级领导的关心与支持下，由株洲车辆厂和美国原ABC-NACO公司联合开发的新产品。它的诞生，既引进了美国先进、成熟技术，也凝聚了工厂科技人员的智慧和艰辛劳动。为使各路局兄弟单位能更好的了解、掌握、使用、维护转K4型转向架，我们特编了这本培训教材，该教材有文稿本和VCD光盘两种，内容相同，VCD光盘内有更直观的录像和动画。因水平有限，教材中有不妥之处，敬请原谅。同时，还请各兄弟单位在今后的使用、维护当中，多提宝贵意见，逐步完善。编者2006年12月目录第一章概述第一节简介第二节主要特点第三节主要性能参数与基本尺寸第二章结构组成第一节简介第二节摇枕及心盘第三节侧架组成及承载鞍第四节摇动座、摇动座支承及弹簧托板第五节弹性悬挂系统及减振装置第六节常接触式弹性旁承第七节基础制动装置第三章组装及分解程序第四章使用维护检修及注意事项第一章槪述第一节简介由美国原ABC－NACO公司于1970年研制成功的摆动式（SwingMotion）转向架，在1990年前生产了1500辆份，装用在较高速度运行的货车上，经运用实践和多次试验证明，该转向架性能优良、耐久性好。1990年以后，广泛应用在对运行速度和运行品质要求高的多种货车上，并先后出口到加拿大、英国、泰国、韩国等国家，目前累计已生产5万余辆份投入运用。为了更快更好地将在美国和其他多个国家应用证明为先进、成熟的摆动式转向架引入中国，株洲车辆厂以合资形式引进美国技术，并和美国原ABC－NACO公司联合，进行改进设计。改进设计是在保持原摆动式转向架先进的设计原理、结构和成功的经验基础上，按照中国的铁路标准及线路情况，即符合中国的限界、路况、轴重、制动距离及中国的制造、检修、运用的传统要求等，研制了中国铁路货车用摆动式转向架。研制的样机按照国标及铁标的有关要求，先后通过了侧架和摇枕的静强度、压吨、疲劳试验，摇动座的静载荷和疲劳试验，弹簧的疲劳试验,旁承耐久性试验,侧架、摇枕及弹簧托板的动应力试验,装于C64、P65、G70、NX17车的线路动力学试验(试验最高速度达到146km/h)。2001年12月，铁道部运输局会同科教司等，在株洲通过了摆动式转向架及C64敞车装摆动式转向架的技术审查。审查意见认为：“摆动式转向架是一种技术先进的转向架，其性能可以满足我国货车提速和新一代货车主型转向架的要求，可在不同车种上装车，并进行运用考验。2002年1月铁道部运装货车（2002）13号文批准和下发了该转向架审查意见，并正式将该转向架定型为：转K4型转向架。转K4型转向架保持美国摆动式转向架性能优良、经久耐用、维修费用低的优点，又适合中国货车运用、检修、制造的国情，可装于各主型货车上，有较广阔发展前景。第二节主要特点该转向架的主要特点为：（1）结构上属于铸钢三大件式转向架，具有结构简单、车轮均载性好、检修维护方便等优点。（2）该转向架采用了类似于客车转向架的摇动台摆式机构，使转向架横向具有两级刚度特性，大大增加了车辆的横向柔性，提高了车辆的横向动力学性能，降低了轮轨间的磨耗。（3）提高了车辆脱轨安全性由于摆动式转向架摇枕挡位置下移，使侧滚中心降低，对侧滚振动控制加强，有效地减小了爬轨和脱轨的可能性，尤其是对高重心的货车，大大提高了其脱轨安全性。（4）该转向架具有高的耐久性和可靠性经美国和加拿大运用实践表明，该转向架运用寿命长，维修工作量小，可运营160万公里免检修。第三节主要性能参数与基本尺寸主要性能参数：轴重21t自重≤4.2t最高运行速度120km/h轨距1435mm轮型及轮径HDSA型Φ840mm车轮踏面形状LM磨耗型踏面轴型RD2型轴承SKF197726基础制动杠杆倾角40°基础制动装置制动倍率6.48转向架中央悬挂弹簧垂向总刚度空车垂向刚度3470N/mm重车垂向刚度8960N/mm心盘允许载荷371.42kN通过最小曲线半径145m工作环境温度±40℃限界：符合GB146.1-83《标准轨距铁路机车车辆限界》车限-2的要求。主要基本尺寸：固定轴距1750mm轴颈中心距1956mm旁承中心距1520mm下心盘直径ø355mm下心盘面（含心盘衬垫）距轨面自由高701mm侧架上平面距轨面高743mm侧架下平面距轨面高165mm第二章结构组成第一节简介转K4型转向架类似于传统铸造三大件式转向架，主要由轮对和轴承装置、摇枕、侧架、弹性悬挂系统及减振装置、基础制动装置、常接触式弹性旁承等组成，见图所示，但该型转向架采用了独特的弹簧托板、摇动座等结构，使之具有更好的横向性能及其它优点。转K4型转向架主要结构示意图侧架侧架、承载鞍、导框摇动座连接放大图侧架、弹簧托板、摇动座、摇动座支承连接放大图摇动座支承弹簧托板承载弹簧摇动座立柱磨耗板导框摇动座承载鞍斜楔摇枕心盘衬垫下旁承下心盘摇枕八字面磨耗板摇枕挡放大图减振弹簧图2转K4型转向架分解图转向架分解图轮对和轴承装置与目前线路上运用的转8G型、转K2型、转K3型转向架具有相同结构，但要求单个车轮的静态不平衡力矩不大于75g.m。下面就转K4型转向架各部件与传统三大件式转向架（以转8A为参照）不同结构特点作一介绍。第二节摇枕及心盘为了便于与现有货车上心盘匹配，设计了直径为φ355mm和φ308mm两种下心盘，但两种下心盘与摇枕上的螺栓孔位置相同。采用了和转K2、转8G转向架相同尺寸的改性尼龙心盘衬垫。为减轻自重，摇枕通过有限元计算和结构优化，材质用AARM201B级钢。（见下图）摇枕心盘衬垫下心盘摇枕下部铸出两块三角形挡，其与弹簧托板上的挡块配合，限定了摇枕的最大横向位移（摆动加横移共为±32mm），防止摇枕串出，起到安全挡的作用。八字面磨耗板材质为0Cr18Ni9，与摇枕组焊后，用1mm塞尺塞入磨耗板与铸面之间，深度不得超过12mm。第三节侧架组成及承载鞍侧架组成有侧架立柱磨耗板、侧架、导框摇动座等，见图所示。立柱磨耗板侧架导框摇动座承载鞍侧架立柱磨耗板材质为45钢，用折头螺栓、防松螺母将其紧固于侧架上，同时，与侧架上下连接部位施以焊接。侧架中央方框下弦杆处，不再是转8A侧架一样，作为弹簧承台，而是一腔形结构，用以安装摇动座支承及摇动座。其导框处也不是转8A侧架的圆台结构，而是一腔形结构，用以安装导框摇动座，导框摇动座两侧可用不同厚度的垫片塞紧，再将固定块焊固，使导框摇动座定位于侧架导框顶部腔内。见图示。导框摇动座底面为圆弧形，承载鞍顶面也是圆弧形，两圆弧形成滚动副，使侧架象吊杆一样，具有摆动的功能，提高车辆的横向性能。侧架导框摇动座固定块垫片第四节摇动座、摇动座支承及弹簧托板摇动座与弹簧托板用折头螺栓、防松螺母紧固，弹簧悬挂系统坐落在弹簧托板上。摇动座支承坐落在侧架中央方框下弦杆的腔形结构中，摇动座与摇动座支承的接触面为圆弧形结构，两圆弧形成滚动副，使侧架具有摆动的功能。摇动座、摇动座支承、弹簧托板的外形结构见图所示。摇动座支承摇动座弹簧托板第五节弹性悬挂系统及减振装置每侧弹性悬挂系统及减振装置由两个斜锲组成、两组减振内圆弹簧、两组减振外圆弹簧、四组承载内圆弹簧、四组承载外圆弹簧组成，见图所示。减振弹簧为两级刚度，减振内圆弹簧簧条直径为17mm,自由高232mm，减振外圆弹簧簧条直径为21mm,自由高265mm；承载弹簧也为两级刚度，承载内圆弹簧簧条直径为20mm,自由高232mm，承载外圆弹簧簧条直径为24mm,自由高269mm；这样使空车、重车分别对应不同的空、重两级刚度，空车和重车都有优良的动力性能。减振弹簧承载弹簧斜锲由材质为ADI的斜锲体及材质为高分子复合材料的磨擦板组成，见图所示。部分由美国进口斜锲，其复合材料磨擦板与斜锲体粘接，国产斜锲采用磨擦板嵌入斜锲体的组合结构，卸换方便。磨擦板斜锲体第六节常接触式弹性旁承下旁承组成采用常接触橡胶弹性旁承，下旁承组成由旁承体组成、调整垫板、纵向锁紧斜铁组成，其中旁承体组成又由旁承体上部、旁承体下部、锥套形橡胶层、铆钉、旁承摩擦板等组成一个整体。详见下图。弹性旁承立体图纵向锁紧斜铁调整垫板旁承体下部锥套形橡胶层旁承摩擦板旁承体上部主要特点（1）结构简单紧凑，安装方便。由于旁承体组成通过橡胶将旁承体上部与旁承体下部硫化在一起，通过压入将旁承摩擦板与旁承上体连接成一个整体，结构简单紧凑。（2）检测、调整旁承压缩量方便。旁承体上部底面与旁承体下部顶面的间距的变化量即为旁承压缩量，检测方便、准确。旁承压缩量不符要求时，可取出旁承体组成加入适当厚度的调整垫板达到，然后插入纵向锁紧斜铁即可，操作方便。（3）纵向无间隙、无磨耗。采用纵向锁紧斜铁消除了旁承体下部与旁承盒之间的纵向间隙，采用锥套橡胶将旁承体上部与旁承体下部硫化在一起消除了旁承体上、下部的间隙，实现了弹性旁承在纵向无间隙、无磨耗的条件下工作，可稳定地保持旁承抑制蛇行运动、提高临界速度的功能，并消除了旁承与旁承盒之间的磨耗，提高旁承的使用寿命，降低维护成本。（4）可靠性较好。目前橡胶弹性旁承在国内外有较多使用，如美国的Stcki旁承。在橡胶件制造质量有保证时，该旁承有较高可靠性。第七节基础制动装置基础制动装置各部件组成见图所示。固定杠杆支点制动梁高摩闸瓦或高磷铸铁闸瓦下拉杆制动杠杆其中，制动梁采用运装货车[2002]110号文批准的组合式制动梁。采用运装货车[2002]11号文批准的新型高摩合成闸瓦。制动杠杆中孔和固定杠杆支点座孔装用球型销套，以利于侧架、摇枕的摆动。第三章组装及分解程序转K4型转向架的组装必须采用图纸规定、经检验合格的零部件，不得采用异型零部件。装配过程如下：1.将弹簧托板升离地面几尺，置于专用工装支撑块上，支撑块应相互贴紧置于弹簧托板腹部之下，将摇枕置于弹簧托板上，摇枕横向止挡置入弹簧托板的止挡孔内，使弹簧托板相对于摇枕校正。2.装配前须确保导框摇动座安装在侧架导框张口的轴箱承台内。3.确保制动梁滑槽磨耗板安装在侧架制动梁滑槽内。4.将摇动座支承置入侧架底部专门铸造的凹陷部位内，摇动座支承应紧贴侧架，支承在其所置入的凹陷部位内不应摇动，摇动座支承的封闭端应处在朝导框的位置。5.将摇动座置入侧架内，校准摇动座两端，使之置于摇动座支承凹陷面内，再将摇动座朝侧架一侧倾斜至不能动为止，然后利用摇动座样板验证倾角大小是否正确。6.利用合适的起吊装置将侧架吊起并使之在摇枕、弹簧托板组成两端之上滑动，摇枕将通过弹簧窗口（中央方框）底部安装到位。利用摇动座组成内所铸的圆脐和折断螺栓孔校正弹簧托板孔，将侧架在支撑块上撑起，使弹簧托板置于与摇动座接触的位置。7．另一个侧架安装步骤同上，弹簧托板应落在两摇动座上，摇枕在两侧架间正位，确定弹簧托板上的螺栓孔是否与摇动座上的螺栓孔相配。8．利用合适的起吊装置将摇枕提升到侧架弹簧窗口（中央方框）顶部，将四个螺栓插入摇动座和弹簧托板一侧的孔内，并用有显示扭矩数值的专用风动或液压扳手拧紧，拧紧螺栓直到其贴合面断掉为止。9．在摇枕仍处在吊起位时，将最里面的承载弹簧组插入，弹簧底部应处在从摇动座经过弹簧托板伸出的圆脐正上方。10．将斜楔吊装到位并用长螺丝刀或圆杆插入摇枕、斜楔内，将斜楔固定，将减振弹簧组组成置于斜楔底部的凸台下，弹簧底部可能需采用木块敲击到位，弹簧安装到位时，组装用的圆杆必须去掉以便斜楔能自由移动。11．安装剩余的承载弹簧。12．将摇枕落到弹簧上。13．目检，确保所有的弹簧正确地安装到位，处在摇枕和侧架的定位柱以内。14．安装两制动梁及两下旁承，并在侧架导框内挂上承载鞍。15．组装后的构架整体吊装落到轮对上，安装闸瓦、心盘磨耗盘和挡键。经过上述组装后，转向架落成完毕。转向架分解时，基本按相反程序进行。第四章使用维护及检修注意事项转K4转向架在组装、落成、使用中一般注意事项：1应装用经检查合格的零部件，同一转向架不得装用异型零部件。2转向架不得用碱水煮洗。3摇枕和侧架应始终用于同一转向架，不得混装（更换新件时除外）。4为保证斜楔与侧架立柱磨耗板和摇枕八字面磨耗板的良好磨合状态，当拆下斜楔检查后再组装时，应装回原位，不允许换