第2章-CRH2型动车组转向架

BOGIECRHHTY1第2章CRH2型动车组转向架韩同样北京交通大学机电学院2020年5月27日BOGIECRHHTY2020/5/272E2-1000动车组概况2002年12月1日日本东北新干线盛冈-八户96.6公里延长新线开通。为了与500系、700系动车组保持在技术上的同步性和领先性，JR东日本公司开发了E2-1000型动车组，编组由E2系8辆（6M2T）扩大到10辆（8M2T），总功率为9600kW，定员814人，设计速度315km/h，采用275km/h速度运营，已经批量生产了15列。由于E2-1000型动车组的主变流器全面采用了IGBT元件，工作频率由300系的420Hz上升到1500Hz，单电机功率也比类似的700系的275kW大，增加到300kW，所以其牵引系统各部件可以做到体积更小、重量更轻、集成化程度更高。BOGIECRHHTYE2-1000动车组概况2020/5/273BOGIECRHHTY车轮的适应性改进：轮轨关系是高速铁路首先需要研究解决的课题，轮轨关系不仅影响到列车运行品质，更影响到列车运行的安全性和轮轨摩擦磨损。车轮轮辋厚度由原型车125改为135；车轮踏面形状采用LMA型踏面；轮对的内侧距由1360±1调整为1353+2-12020/5/274BOGIECRHHTY车轮的适应性改进计算表明，CRH2型动车组采用LMA踏面和T60钢轨匹配下的动力学性能优良，特别是运动稳定性具有很大的裕度，具体计算结果见表1.2和表1.3。其中，非线性蛇行失稳临界速度在500km/h以上，既便等效锥度为0.4时的线性临界速度也在350km/h以上。其它动力学性能指标，如平稳性和安全性指标也达到优良。2020/5/275BOGIECRHHTY编组改进E2-1000动车组采用了8动2拖的列车编组，设计速度315km/h，列车总功率9600kW；CRH2型动车组运营速度200km/h，列车编组改为4动4拖，列车总功率仅为4800kW；动车组可以采用2列（16辆）联挂运行，能够适合我国长距离大运输量的运输模式；功率上得到充分利用，而且在编组上实现灵活运用。2020/5/276BOGIECRHHTY转向架改进转向架作为列车走行部件，直接关系到列车运行安全，其重要性和可靠性始终处于动车组设计的重要位置，是高速动车组的核心部件。为适应更高速度和我国线路状况的需要，在引进转向架基础上进行了创新，主要如下：转臂式定位结构免维护整体密封圆锥滚子轴承构架、轮对和空簧悬挂参数优化2020/5/277BOGIECRHHTY8第二章CRH2型动车组转向架原形：川崎重工生产的动车转向架DT206和拖车转向架TR7004B基础上改进发展而来。动车组每节车厢下有两个转向架动车下是动力转向架(SKMB-200)拖车下是非动力转向架(SKTB-200)动力转向架组成构架、轮对轴箱、牵引装置、基础制动装置、二系悬挂装置、牵引电机、驱动装置。非动力转向架与动力转向架组成结构基本一致，但没有牵引电机和驱动装置。BOGIECRHHTY9第一节转向架结构概要及主要参数编组：采用4动+4拖的形式结构形式：所有动力转向架的结构形式是相同的；除两头车转向架因安装排障装置和LKJ2000型速度传感器略有不同外，其它非动力转向架的结构形式均相同。CRH2动车组的编组及方位定义如下图所示。BOGIECRHHTY10第一节转向架结构概要及主要参数动车组及转向架编组示意BOGIECRHHTY11第一节转向架结构概要及主要参数一、结构特征（1）采用无摇枕H形构架；（2）采用轻量、小型、简洁的结构；（3）采用小轮径（860mm）车轮以减少簧下重量；（4）采用空心车轴；（5）轴箱采用转臂式定位，轴箱弹簧采用双圈钢圆簧；（6）二系采用空气弹簧，构架设附加气室；（7）采用抗蛇行减振器；BOGIECRHHTY12第一节转向架结构概要及主要参数一、结构特征（8）采用单拉杆式牵引装置传递纵向力；（9）电机采用架悬结构；（10）采用挠性浮动齿式联轴节；（11）基础制动装置采用液压油缸卡钳式盘型制动；（12）全部车轮装设机械制动盘（轮盘）；（13）非动力转向架车轴上装有机械制动盘（轴盘）；（14）利用踏面清扫装置改善轮轨间粘着状态和降低运行噪声。BOGIECRHHTY13第一节转向架结构概要及主要参数动力转向架BOGIECRHHTY14第一节转向架结构概要及主要参数动力转向架总图构架驱动轮对轴箱二系悬挂装置牵引电机驱动装置盘型制动装置（基础制动装置）横向液压减震器抗蛇形减震器高度调整阀一系悬挂装置BOGIECRHHTY15第一节转向架结构概要及主要参数非动力转向架BOGIECRHHTY16第一节转向架结构概要及主要参数非动力转向架总图构架拖车轮对轴箱二系悬挂装置制动轴盘盘型制动装置（基础制动装置）横向液压减震器抗蛇形减震器高度调整阀一系悬挂装置BOGIECRHHTY17第一节转向架结构概要及主要参数转向架最大运行速度：250km/h（定员最大轴重以下时）寿命：20年定员最大轴重：14t以下（按照乘客80kg/人换算）簧下重量：2.0t以下车轮直径：φ860mm(磨耗到限φ790mm)使用环境温度：-25℃〜+40℃二、主要技术参数BOGIECRHHTY18转向架形式项目动车转向架SKMB-200拖车转向架SKTB-200转向架重量/t7.50一般转向架：6.87头车转向架：6.95t固定轴距/mm2500车轮直径/mmФ860轴承中心间距/mm2000转向架最大长度/mm3416一般转向架：3416头车转向架：3566转向架最大宽度/mm3102（至空气弹簧筒为止）空气弹簧左右间隔/mm2460空气弹簧有效直径/mmФ525驱动方式平行万向节挠性联轴器、１级减速齿轮方式—齿轮比85：28＝3.04—车轴轴承密封式双列圆锥滚子轴承制动方式空油变换、轮盘方式空油变换、轮盘・轴盘并用方式液压制动油缸装置油压缸：Ф45×2油压缸：Ф32×2闸片烧结合金（锻钢盘片用）轴箱定位方式转臂式减振方式油压减振器主要技术参数BOGIECRHHTY19动车构架组成第二节转向架主要部件组成及性能1侧梁2横梁3纵向连接梁4空气弹簧支承梁5制动吊座（轮盘）6定位臂座，7增压缸安装座8垂向止挡9电机吊座10齿轮箱吊座一、构架组成BOGIECRHHTY20拖车构架组成第二节转向架主要部件组成及性能1.侧梁2.横梁3.纵向连接梁4.空气弹簧支承梁5.制动吊座（轮盘）6.定位臂座7.增压缸安装座8.垂向止挡9.制动吊座（轴盘）10.拉杆座一、构架组成BOGIECRHHTY21动车构架组成拖车构架组成第二节转向架主要部件组成及性能一、构架组成构架为焊接结构，侧梁为箱形断面，横梁采用无缝钢管型材。横梁的内腔与空气弹簧支撑梁的内腔共同组成空气弹簧的附加空气室。动力转向架构架和非动力转向架构架可通过安装托架实现互换性。BOGIECRHHTY第二节转向架主要部件组成及性能侧梁采用由四块耐候钢板，组成箱形断面的焊接结构，上、下盖板厚分别为12mm、16mm，腹板厚12mm。与弹性节点连接的定位臂为铸钢件其与侧梁连接部为圆滑过渡，力求应力缓和。侧梁中央为两个加工形成的圆孔，以便横梁通过。侧梁两端采用筒体结构，支承在轴箱弹簧上。筒壁与侧梁梁体腹板采用对接焊缝；上盖板采用厚钢板，与侧梁上盖板对接。轴箱弹簧筒体外设轴箱减振器座，除为了安装减振器外，还有两个目的：一是在内侧立板上开设吊装孔，在转向架进行起吊时用于安装吊钩；二是用于安装轮对提吊，能够在转向架整体起吊时，通过轮对提吊使轮对装置随构架整体吊装。22（一）、侧梁BOGIECRHHTY第二节转向架主要部件组成及性能23齿轮箱吊座电机吊座（Ⅰ）限位止档纵向连接梁轮盘制动吊座电机吊座（Ⅱ）轴盘制动吊座牵引拉杆座纵向连接梁轮盘制动吊座BOGIECRHHTY第二节转向架主要部件组成及性能为了方便电机吊座与横梁的焊接作业和降低自重，在电机吊座的安装板上开设有圆形或长圆形孔。齿轮箱吊座下盖板上设安全挡座。在安全挡座间安装挡销，起到在故障工况下齿轮箱的安全托防护作用。24（二）、横梁BOGIECRHHTY25（四）、空气弹簧支撑梁第二节转向架主要部件组成及性能空气弹簧支撑梁位于侧梁外侧的两横梁之间，沿纵向跨于两端横梁之间并与构架侧梁形成封闭腔体，由三块板组焊而成的槽形结构，它与侧梁外侧腹板组成的密闭腔，与横梁内腔相通，共同组成空气弹簧的附加空气室。支撑梁体内有一钢管型材制成的空气弹簧座导筒，用于空气弹簧与气室的连通和定位，导筒与相应的横梁相连通，保证两侧空气弹簧附加气室相互独立。BOGIECRHHTY26二、轮对轴箱定位装置第二节转向架主要部件组成及性能（一）车轴CRH2转向架车轴按照JISE4501（铁道车辆－车轴强度设计）进行设计，按JISE4502标准进行生产。为提高车轴的疲劳安全性，采用高频淬火热处理和滚压工艺。为了在保证强度的同时减轻质量，轮对的车轴采用空心车轴，镗孔径60mm,材料为S38C，轴颈直径φ130mm，超声波探伤检测。BOGIECRHHTY27第二节转向架主要部件组成及性能1—车轴2—车轮3—轮盘式制动盘4—轴承盖总成5—驱动装置动力轮轴组成15423BOGIECRHHTY28第二节转向架主要部件组成及性能3—轮盘式制动盘4—轴盘式制动盘5—制动盘座非动力轮轴组成345BOGIECRHHTY29第二节转向架主要部件组成及性能（二）车轮CRH2转向架车轮按JISE5402（铁道车辆－碳素钢整体辗压车轮）设计和生产，车轮是铁道车辆用碳素钢整体碾压车轮，具有较好的弹性和优良的防噪声性能。车轮直径φ860mm、宽度135mm，最大可能的磨耗半径为35mm。在靠轮辋轮缘侧面Ø790圆周上，设有磨耗到限标记车轮材质为SSW-Q3R，车轮踏面为LMA磨耗型踏面，轮缘高28mm，。在车轮上装有轮盘一体锻钢式制动盘，制动盘外径725mm（有效外径720mm）、厚度为133mm（车轮宽度-2mm）。BOGIECRHHTY30第二节转向架主要部件组成及性能（三）制动盘形式与连接：动力、非动力轮对车轮辐板两侧安装整体式锻钢制动轮盘，12个连接螺栓安装在车轮辐板上。散热：轮盘的背面设散热筋，可提高盘片的承载刚度；为了有效释放在制动过程中产生的热量，盘片与车轮辐板安装侧预先设置了反向翘曲。拖车轮对还设两套制动轴盘。轴盘由压装在车轴上的轮毂和通过螺栓安装在轮毂的制动盘构成，轴盘材料为锻钢，盘体为分半式。为了减少拖车的制动负荷，从而减少制动盘和闸片的磨耗，在制动控制中，尽量使用动车的再生制动，而对拖车的空气制动采取延迟控制。BOGIECRHHTY31第二节转向架主要部件组成及性能轴箱组成1—轴箱体2—轴承3—前盖4—后盖5—支撑橡胶结点6—橡胶盖（四）轴箱装置组成BOGIECRHHTY32第二节转向架主要部件组成及性能1.轴箱体结构轴箱体为钢结构，材质采用铸钢SC450（JISG5101）BOGIECRHHTY33第二节转向架主要部件组成及性能2.前盖与橡胶盖轴箱前盖采用铝合金铸件AC4CH-T6（JISH5202）在前盖的前端开口部分装有橡胶盖，防止水、灰尘的侵入。前盖的开口部分是为了进行车轴的探伤作业而设置的前盖底部有一孔，用于排出车轴超声波探伤时使用的润滑油。通常情况下前盖的孔用螺栓塞住，以防运行时灰尘进入转速计和接地装置BOGIECRHHTY34第二节转向架主要部件组成及性能3.轴箱后盖轴箱后盖采用上下分体结构，为锻钢材料，先上下形成完整的挡圈后，再与轴箱通过螺栓连接。轴箱后盖设有防尘结构的双重迷宫槽。4.橡胶弹性定位节点轴箱与构架连接的一端为橡胶弹性定位节点，用以传递轮对与构架之间的牵引力和制动力。BOGIECRHHTY35第二节转向架主要部件组成及性能5.轴承组CRH2转向架采用双列圆锥滚子轴承组，为