城市轨道交通车辆转向架的结构分析

毕业设计（论文）题目：城市轨道交通车辆转向架结构分析专业：城市轨道交通车辆班级：11转车2501学生姓名：于景逵学号：14279141024指导教师：禹宏鹏2016年3月29日北京交通运输学院毕业论文任务书题目：城市轨道交通车辆转向架结构分析适合专业：城市轨道交通车辆指导教师：提交日期年月日专业：城市轨道交通车辆班级：11转车2501学生姓名：于景逵学号：14279141024毕业论文基本内容和要求：城市轨道交通车辆转向架结构，书写方式与国家标准一致，格式采用宋体、五号、单倍行距。中文摘要350字左右，关键词3-5个。正文格式采用宋体、小四、1.5倍行距；正文中不同等级标题的字号大小与模板保持一致。正文8000-10000字，底部页码居中。毕业论文重点研究的问题：城市轨道交通车辆转向架的构成与作用，及转向架的结构分析和作用。参考资料推荐：青岛四方车辆介绍；北京地铁车辆专业教材《车辆机械》；北京地铁车辆专业教材《电机》；《城市轨道交通车辆电器》；《城市轨道交通车辆制动技术》；《电工基础》其他要说明的问题：转向架上的部件与车辆之间的关系，制动牵引的结构，转向架的风管路介绍，转向架的部件的作用功能。中文摘要北京地铁大兴线车辆装用的转向架为技术先进、可靠、结构简单、维护量小、轻量化的成熟产品。转向架分为两种结构相似的动车转向架和拖车转向架，均为无摇枕结构。转向架构架采用钢板焊接H型结构，其横梁采用无缝钢管结构。两种转向架均采用弹性轴箱定位装置，整体自密封双列圆柱滚子轴承，有效直径为φ540mm的组合式空气弹簧，“Z”字型中央牵引装置，自动高度调整阀，差压阀，横向油压减振器，踏面制动单元,装有降噪阻尼器的整体辗钢车轮,接地装置等。动车转向架装有牵引电动机、一级减速齿轮传动装置和联轴节等。拖车转向架构架横梁没有牵引电机悬挂座和齿轮减速箱吊杆座。进行空气弹簧及其管路的气密性试验。在空气弹簧工作高的条件下，两侧空气弹簧及附加气室同时充入500kPa压力空气，保压15min，压力下降不大于25kPa，同时用肥皂水检查各管路及空气弹簧座平面不得有泄漏。TI天线安装在水平安装梁上，水平梁的弹性设计可以有效抵消转向架构架端梁在各种模态下产生的扭曲变形量。1TI天线安装完成后需调平；2TI天线、接近传感器均采用齿调方式进行高度调节，避免螺栓受剪，每个齿的高度为5mm，TI天线螺栓安装面距轨面高度321±3mm，接近传感器底面距轨面高度115±3mm。目录第一章转向架................................................................11.1概述...................................................................21.1.1转向架的互换性.....................................................3第二章转向架的结构..........................................................42.1转向架的构架...........................................................52.2轴承.................................................................6第一章转向架1．1概述北京地铁大兴线车辆装用的转向架为技术先进、可靠、结构简单、维护量小、轻量化的成熟产品。转向架分为两种结构相似的动车转向架和拖车转向架，均为无摇枕结构。转向架构架采用钢板焊接H型结构，其横梁采用无缝钢管结构。两种转向架均采用弹性轴箱定位装置，整体自密封双列圆柱滚子轴承，有效直径为φ540mm的组合式空气弹簧，“Z”字型中央牵引装置，自动高度调整阀，差压阀，横向油压减振器，踏面制动单元,装有降噪阻尼器的整体辗钢车轮,接地装置等。动车转向架装有牵引电动机、一级减速齿轮传动装置和联轴节等。拖车转向架构架横梁没有牵引电机悬挂座和齿轮减速箱吊杆座。转向架总体结构见图1：动车转向架三维实体模型；图2：动车转向架；图3：拖车转向架。图1动车转向架三维实体模型北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-21构架组成2轮对轴箱定位装置3中央悬挂及牵引装置4驱动装置5基础制动装置6转向架配管7受流器图2动车转向架北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-31构架组成2轮对轴箱定位装置3中央悬挂及牵引装置4基础制动装置5转向架制动管路6附件安装图3拖车转向架北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-42转向架互换性转向架在下列方面可以互换:(1)在动车转向架和拖车转向架的结构中，空气弹簧、高度调整阀、差压阀、调整杆、中心销组成、牵引梁、复合弹簧、牵引拉杆、横向油压减振器、单元制动缸、车轮等，均可以互换。(2)在轴箱组成部分，由于所安装的外部设备不同，轴端压盖和前盖不同，但其他部分如轴箱体、轴承、防尘挡圈等可以互换。(3)动车转向架用轮对（包含电机、齿轮箱、联轴节组件和接地装置）均可互换。(4)拖车转向架用轮对可以互换。(5)动车转向架的构架均可互换。(7)拖车转向架的构架可互换。(8)具有相同功能的动车转向架可以互换。(9)具有相同功能的拖车转向架可以互换。3转向架主要参数转向架参数表1项目转向架型式M1、M2、M3车T3车TC1、TC2车轴距(mm)220022002200轴箱间距(mm)193019301930最大长度(mm)3130(没有排障器)3610(有排障器)最大宽度(mm)2920(有受流器)车轮直径(mm)840车轮半磨耗(mm)805车轮磨耗到限(mm)770轮对内侧距1353±2mm牵引点距轨面高度(mm)270空气弹簧距轨面高度(mm)870空气弹簧横向间距(mm)1850空气弹簧有效直径(mm)540北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-5基础制动装置单侧踏面制动单元，每轴配一个停车制动单元基础制动闸瓦高磨合成闸瓦齿轮传动比137/18=7.611制动倍率2.9每台转向架重量692245954595通过最小曲线半径正线：R300m车场线：R150m4转向架结构4.1.转向架构架构架侧梁采用箱型全钢板焊接结构，与侧梁相贯通的横梁用无缝钢管制成。无缝钢管选用Q345D。构架使用寿命为330万公里。构架结构见图4：构架组成。图4构架组成三维实体图图5电机座和齿轮箱吊座及牵引座三维实体图北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-61侧梁组成2横梁组成3电机吊座4齿轮箱吊及牵引座5轴箱定位器座6横向止挡座7空气弹簧安装座8钢丝绳座图6构架组成北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-74.2.轮对轴箱定位装置4.2.1.车轮采用HDS型整体辗钢车轮，并安装了降噪阻尼器。踏面形状为标准型LM踏面。4.2.2.车轮压装于车轴，传动齿轮压装在动车的车轴上。4.2.3.轴箱采用铸钢箱体，内装RCC整体自密封轴承。1轴箱组成2轮对组成3叠层橡胶弹簧（左）4叠层橡胶弹簧（右）5齿轮箱驱动系统图7轮对轴箱定位装置4.2.4.轴承4.2.4.1.轴承在正常使用情况下800,000km免维护，使用寿命大于2000,000km。4.2.4.2.轴承采用日本NSK公司产品。型号：120JRF11S8CG125。外形尺寸为：φ120×φ215×1464.2.5.一系悬挂装置一系悬挂装置采用圆锥叠层橡胶弹簧，动、拖车的一系弹簧性能参数值不同。4.2.5.1.轴箱弹簧结构转向架构架上弹簧座的直径232mm，由两个螺栓固定。轴箱的顶部和转向架构架的止挡之间的间隙可以用调整垫进行调整。叠层橡胶弹簧的使用周期为3～4年，寿命为6～8年。一般按3年换修一次。北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-8图8叠层橡胶弹簧外形图4.2.5.2.叠层橡胶弹簧特点1）叠层橡胶弹簧基本材料为橡胶，具有一定的阻尼，对减振和降噪极有好处；2）在径向开挖缺口槽，可实现纵向和横向不同的定位刚度，以适应动力学对两个方向刚度的不同要求。3）结构简洁，安装方便。4.2.5.3.按有关国际标准对叠层橡胶弹簧所用橡胶进行下列试验：1）橡胶加速老化试验；2）橡胶硬度试验；3）橡胶蠕变试验；4）橡胶与金属零件粘接强度试验；5）耐酸碱试验；6）拉伸强度试验；7）扯断伸长率试验；8）扯断永久变形试验；9）压缩永久变形试验；10）脆性温度试验。北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-94.2.5.4.叠层橡胶弹簧参数动车叠层橡胶弹簧参数表2垂向载荷（kN）AW0AW1AW2弹簧参数18.2019.5226.50垂向挠度（mm）21.423.031.2垂向刚度（kN/mm）0.85横向刚度（kN/mm）2.6±15%2.8（参考）3.7（参考）纵向刚度（kN/mm）3.3±15%3.5（参考）4.7（参考）AW0时的高度（mm）227±1拖车叠层橡胶弹簧参数表3垂向载荷（kN）AW0AW1AW2弹簧参数14.5716.2623.54垂向挠度（mm）20.823.233.6垂向刚度（kN/mm）0.70横向刚度（kN/mm）2.45±15%2.6（参考）3.6（参考）纵向刚度（kN/mm）3.3±15%3.5（参考）4.3（参考）AW0时的高度（mm）227±14.2.5.5.叠层橡胶弹簧的蠕变特性1）初始蠕变：96小时平均蠕变量不超过5mm。2）老化蠕变：10年之内平均蠕变量不超过10mm。4.2.5.6.叠层橡胶弹簧的安装当车辆运营6～8年后，叠层橡胶弹簧达到使用寿命，需进行更换。1安装要求1）产品表面清洁、光滑、完整，不允许有裂纹存在；表面的气泡不得多于三处，每处的直径不得大于3mm；2）装车时，动车转向架装有带”M”标识的叠簧，拖车转向架装带“T”标识的叠簧。产品更换也应采用此方法；3）产品装车后，应有装车记录以便于质量跟踪及服务。2安装步骤北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-101）叠层橡胶弹簧，组装前A面应涂润滑脂；2）组装时需涂抹Molykote1000扭矩系数稳定剂，其涂抹范围为螺栓距端部10～20mm长度，螺纹1/2圆周范围内；3）整车落成后，在AW0状态下96h后，测量一系止挡间隙A，保证尺寸A＝47～53mm。如果超出范围，可通过在一系弹簧下面加垫调整。一系止挡间隙A的调整方法，具体如下：1．拆下螺栓及压盖；2．用千斤顶同时顶起两侧叠层橡胶弹簧，并插入所需调整垫，见图10。3．同时松开千斤顶，用M16(10.9级)的螺栓及相应的垫圈进行固定。图9轴箱定位装置图10千斤顶作用位置北京地铁大兴线工程电动车辆项目培训教材第一分册第七章转向架部分南车青岛四方机车车辆股份有限公司1-7-114．叠层弹簧的左右件在每辆车的安装位置详见图。图11叠层弹簧安装位置5．注意事项：1)选用尽量少的调整垫以满足所需调整垫厚度的要求；2)调整垫最大厚度为14mm；4)在车辆运营维护过程中，一系止挡间隙要求控制在A=40～53mm；5)在正常运用条件下，车辆在运营过程中无需加垫调整一系止挡间隙A。（3）落车后检查要求1）产品表面清洁、光滑、完整，不允许有裂纹存在；表面的气泡不得多于三处，每处的直径不得大于3mm；因操作造成的痕纹不得多于三处，每处的长度不得超过12mm，宽度不得超过0.2mm；2）