第02章转向架结构原理及基本部件.

第二章转向架结构原理及基本部件思考题：1.阐述如下概念：有轨车辆铁道车辆市郊客车地铁车辆轻轨车辆2.简述铁道车辆的基本特点3.简述铁道车辆的一般组成第二章转向架结构原理及基本部件思考题：4.简述车辆代码的组成及主要车种的编码。5.简述车辆标记的作用，举例说明定期修理标记。6.车辆方位是如何确定的？7.有没有从不运旅客的客车和从不装货物的货车？8.解释如下车辆技术参数：自重系数比容系数最高试验速度最高运行速度轴重每延米轨道载重车辆全长车辆换长车辆定距转向架固定轴距车钩高隧道的阻塞比第二章转向架结构原理及基本部件第一节转向架的作用与组成一、转向架的作用•二轴车辆：载重、长度和容积等不能满足要求第二章转向架结构原理及基本部件•三轴车辆：过曲线性能差第二章转向架结构原理及基本部件转向架：常见的多轴车辆采用带转向架结构形式的。把两个或几个轮对用专门的构架组成的一个小车，称为转向架。第二章转向架结构原理及基本部件转向架基本作用及要求：1.增加车辆载重、长度和容积，提高速度；2.正常情况下车体都能可靠坐落在转向架上；3.承受并传递从车体至轮对以及钢轨间的各种载荷和作用力，使轴重均匀分配；4.安全、灵活地在线路（如直线、曲线）上运行；5.具有良好的减振性能，减小振动、冲击和动应力，提高车辆的运行平稳性和安全性；6.利用轮轨间的粘着，传递牵引力和制动力；7.要求结构简单，装拆、检修方便。第二章转向架结构原理及基本部件二、转向架的组成1.轮对轴箱装置2.弹簧悬挂装置第一系悬挂（轴箱悬挂）第二系悬挂（中央悬挂）包括：弹簧装置、减振装置和定位装置3.构架或侧架4.基础制动装置5.转向架支承车体装置或称承载方式转向架的承载方式：心盘集中承载、非心盘承载和部分心盘承载第二章转向架结构原理及基本部件转向架的组成轮对轴箱装置一系悬挂二系悬挂构架非心盘承载第二章转向架结构原理及基本部件转向架的组成基础制动装置:盘形制动CRH1动车组转向架第二章转向架结构原理及基本部件轮对轴箱装置二系悬挂（中央悬挂）心盘集中承载第二章转向架结构原理及基本部件第二节转向架的分类一、按轴数、类型及定位方式分类（一）轴数与类型•车轴:B,C,D,E四种直径越粗，允许轴重越大。新型货车主要采用D、E轴，新型客车主要采用D轴。•转向架：二轴、三轴和多轴，轴数根据车辆总重和允许轴重来定。D轴允许轴重21t,车辆（4轴）总重84t。E轴允许轴重25t,车辆（4轴）总重100t。第二章转向架结构原理及基本部件（二）轴箱定位方式轴箱定位装置：约束轮对和构架相对运动机构•基本要求：纵向和横向适当的弹性定位刚度，性能稳定，结构简单，成本低，无或少磨耗。•作用：避免蛇行失稳，良好的曲线导向性能，减小轮轨力和磨耗，确保运行安全和平稳性。轴箱定位方式有多种，常见的有下面几种：第二章转向架结构原理及基本部件1.固定定位：轴箱与侧架为一体，无间隙。2.导框式定位：轴箱上有导槽，侧架或构架上有导框，前后左右有一定间隙。第二章转向架结构原理及基本部件3.干摩擦导柱式定位：构架上的导柱插入轴箱弹簧托盘上的支持环。209T型转向架轴箱弹簧装置第二章转向架结构原理及基本部件4.油导筒式定位第二章转向架结构原理及基本部件5.拉板式定位：特种弹簧钢制成薄形定位拉板，一端连轴箱，另一端通过橡胶节点连构架。第二章转向架结构原理及基本部件6.拉杆式定位：拉杆两端有橡胶节点，分别与轴箱和构架连接，实现弹性定位。第二章转向架结构原理及基本部件7.转臂式定位：又称弹性绞定位，一端与轴箱固接，另一端通过橡胶节点与构架相连。第二章转向架结构原理及基本部件8.橡胶弹簧定位：轴箱和构架间设有橡胶弹簧，合理选取刚度，实现弹性定位。第二章转向架结构原理及基本部件轴箱定位刚度与临界速度第二章转向架结构原理及基本部件二、按弹簧悬挂装置分类1.一系弹簧悬挂：结构简单，便于检修、制造，成本低，多见于货车。第二章转向架结构原理及基本部件2.二系弹簧悬挂：减振效果好，结构复杂，另部件多，成本高，用于客车和机车。第二章转向架结构原理及基本部件中央弹性悬挂轴箱弹性悬挂第二章转向架结构原理及基本部件3.多级悬挂：很少用，结构过分复杂，两级悬挂设计合理的话减振效果已足够好。外侧悬挂转向架中心悬挂转向架内侧悬挂转向架第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件三、按垂向载荷的传递方式分类（一）车体与转向架间的载荷传递1.心盘集中承载：2.非心盘承载：旁承承载，弹簧承载。3.心盘部分承载：旁承、心盘按一定比例承载第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件（二）转向架中央（摇枕）悬挂装置的载荷传递1.具有摇动台装置的转向架：2.无摇动台装置的转向架：（1）非心盘承载无摇动台转向架（2）心盘承载无摇动台转向架第二章转向架结构原理及基本部件（三）构架（侧架）与轴箱轮对间的载荷传递1.侧架直接置于轮对轴箱上，无轴箱弹簧装置2.转向架有均衡梁，构架置于均衡梁弹簧上3.转向架构架由轴箱顶部的弹簧支承4.转向架构架由弹簧托盘上的轴箱弹簧支承第二章转向架结构原理及基本部件第三节轮对一、轮对组成及基本要求•一根车轴+两个相同的车轮；轮轴配合部采用过盈配合，不能有任何松动。第二章转向架结构原理及基本部件承担车辆全部重量和各种力的作用。对轮对的要求：1.足够的强度；2.重量小，具有一定弹性；3.阻力小，耐磨性好；4.能适应车辆直线运行，同时又能顺利通过曲线，具备必要的抵抗脱轨的安全性。第二章转向架结构原理及基本部件二、车轴绝大多数为圆截面实心轴。(一)车轴各部位名称及作用1.轴颈，2.防尘板座，3.轮座，4.轴身轴颈：车轴上与轴承相作用的部分；轮座：车轮压装处，也是车轴上直径最大的部分；防尘板座：客、货车车轴上轴颈与轮座之间的过渡处，其上装有滑动轴箱的防尘板或滚动轴箱的后挡板;第二章转向架结构原理及基本部件轴身：两车轮之间的部分，有些客、货车车轴的轴身自轮座向中央逐渐缩小，也有一些轴身通长为圆柱形，采用盘形制动的制动盘组装在轴身上。第二章转向架结构原理及基本部件(二)车轴材质及要求优质碳素钢，锻压成型含碳量小于1.35%，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。第二章转向架结构原理及基本部件(三)空心车轴车轴通常是实心的，但车轴应力在截面上的分布是不均匀的,越接近表面就越大,而在中心的应力很小。因此有可能采用空心车轴代替实心车轴，以减轻簧下重量对机车车辆和线路的有害影响。空心车轴在一些国家的铁路上虽已试用多年,但由于在运用中受力状态复杂,仍在研究改进中。与实心车轴比，减轻质量20-40%；降低了簧下质量，从而减小轮轨动力作用；特别适用于高速和重载车辆。第二章转向架结构原理及基本部件三、车轮(一)车轮各部位名称及作用1.踏面，2.轮缘，3.轮辋，4.辐板，5.轮毂车轮上与钢轨相接触的部分称为踏面，车轮上踏面下最外的一圈，在整体轮上称为轮辋，在轮箍轮上称轮箍。踏面一侧凸起的部分称为轮缘。轮缘位于钢轨的内侧，可防止轮对滚动脱轨，并起导向作用。车轮上与车轴相结合的部分称为轮毂。轮毂与轮辋用轮辐连接。轮辐可以是连续的圆盘，称为辐板；也可以是若干沿半径方向布置的柱体，称为辐条。第二章转向架结构原理及基本部件1.踏面2.轮缘3.轮辋4.辐板5.轮毂6.轮箍7.扣环8.轮心整体轮直辐板轮S形辐板轮轮箍轮第二章转向架结构原理及基本部件车轮按结构可分为轮箍轮和整体轮两大类。轮箍轮是将轮箍用热套装法装在轮心上，镶入扣环而成。扣环可在轮箍和轮心配合松弛时防止轮箍脱出，起安全止挡作用。整体轮是将轮箍与轮心上的轮辐合成一个整体。此外，有些国家还采用在轮辋与辐板之间加入弹性元件的车轮。这种车轮称为弹性车轮，通常只在地铁车辆上使用。中国铁路目前在机车上仍用轮箍轮，在客、货车辆上已全部使用整体辗钢轮。S型辐板整体辗钢轮：应用于高速、重载。特点：辐板为不同圆弧连接成的S形状；LM型踏面；取消了辐板孔；适当减薄轮毂孔壁厚度。可提高强度；有较好的径向弹性，可显著改善轮轨动作用力。第二章转向架结构原理及基本部件弹性车轮主要优点：可减小车辆簧下部分质量，降低轮轨力，缓和冲击，提高列车运行平稳性，改善车轮与车轴的运用条件，减小磨耗和噪声。压剪型压缩型第二章转向架结构原理及基本部件车轮踏面做成一定的斜度，其作用为：•便于通过曲线•可自动调中•踏面磨耗沿宽度方向比较均匀磨耗型踏面踏面形状应满足的要求：名义直径：离轮缘内侧70mm处的直径，为滚动圆。轮径小的优点：降低车辆重心，减小簧下质量，缩短固定轴距。缺点：阻力增加，轮轨接触应力增大，踏面磨耗较快等我国标准轮径：货车840mm，客车915mm，柴油机车轮径为1050毫米,电力机车轮径为1250毫米。蒸汽机车各种车轮的直径因机型而异，动轮直径通常在1370～2000毫米之间。第二章转向架结构原理及基本部件锥型踏面UICS1002磨耗型踏面第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件四、轮对形状尺寸与线路的相互作用(一)轮缘内侧距离与线路尺寸的关系1.保证轮缘与钢轨间有一定的游间，以减少轮缘与钢轨的磨耗，实现轮对的自动调中作用，避免轮对两侧车轮直径的允许公差要求过高，避免轮轨之间的过分滑动及偏磨现象。轮缘间隙=轨距-（轮缘内侧距+2×轮缘厚度）2.安全通过曲线车轮踏面的安全搭载量＝轮对的最小内侧距＋最薄轮缘厚度＋轮辋厚－最大轨距第二章转向架结构原理及基本部件3、安全通过辙叉1.翼轨2.轮缘3.叉心4.辙叉5.护轮轨第二章转向架结构原理及基本部件(二)踏面斜度与曲线半径径向通过曲线，可减小运行阻力，减小轮轨之间的磨耗，有利于避免脱轨现象的发生。外侧半轮半径：r0+y，内侧半轮半径：r0-y由得RbRryr00ybrR0第二章转向架结构原理及基本部件•纯滚线横移量y一定时，踏面斜度越大，通过的曲线半径R越小。•轨距加宽一定，R越小，则y越大，外侧轮缘间隙减小，因此轨距要加宽。当R650m时要考虑轨距加宽。Rbry0第二章转向架结构原理及基本部件第四节轴箱装置一、轴箱装置的作用1.将轮对和侧架或构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动；2.承受车辆的重量，传递各方向的作用力；3.保证良好的润滑性能，减少磨耗，降低运行阻力；4.良好的密封性，防止尘土、雨水等物侵入及甩油，从而破坏油脂的润滑，甚至发生燃油等事故。第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件二、滚动轴承轴箱装置1.特点：（1）降低了车辆起动阻力和运行阻力，在牵引力相同条件下，可以提高牵引列车的重量和运行速度；（2）改善了车辆走行部的工作条件，减少了燃轴等惯性事故；（3）减轻了日常养护工作，延长了检修周期，缩短了检修时间，加速车辆的周转，节省油脂，降低运营成本低。第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件2.形式滚子滚动轴承：圆柱、圆锥和球面滚子轴承轴承组成：外圈、内圈、滚子和保持架（隔离环）（1）圆柱滚子轴承与轴箱特点：承受径向载荷的能力较大，承受轴向载荷稍差；结构简单、制造容易、成本低、检修方便、运用比较安全可靠。RD3型滚动轴承轴箱装置，用于206，209客车转向架第二章转向架结构原理及基本部件RD3型滚动轴承轴箱第二章转向架结构原理及基本部件横向力的传递过程：右端车轴防尘挡圈与后轴承内圈后轴承滚子后轴承外圈前轴承外圈轴箱盖轴箱体左端车轴压板前轴承挡圈前轴承滚子前轴承外圈后轴承外圈轴箱后盖轴箱体为改善轴箱密封性能，用橡胶迷宫式取代毛毡式密封。（2）圆锥滚子轴承与轴箱197726T圆锥滚子轴承，无轴箱式，用于货车转向架，承受轴向力能力较强。特点：既能承受径向力，又能承受轴向力；结构简单，制造容易，检修方便，由于无轴箱体而重量轻。第二章转向架结构原理及基本部件第二章转向架结构原理及基本部件二.滚动轴承的选型主要根据额定动载荷来选取：100万转时承受的载荷额定寿命选用轴承的程序如下：1