电动列车转向架设计

TONGJIUNIVERSITY课题名称上海地铁城轨电动列车转向架设计副标题系统的维护保养及试验分析院(系)继续教育学院专业机电一体化技术姓名黄晓顺学号091680005指导教师张剑日期2012年11月6日毕业设计（论文）报告纸共35页第1页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊上海地铁城轨电动列车转向架设计机电一体化黄晓顺指导老师张剑【摘要】介绍了上海地铁车辆转向架的结构、主要特点和主要技术参数。该转向架构架、车轴、车轮、轴箱体、牵引装置等重要部件设计,其构架静强度、动强度计算和型式试验以及整车动力学性能计算表明,各项指标均满足标准要求【关键词】转向架;悬挂系统;中心销;液压减震器;制动装置;牵引电机;技术参数;维护保养;强度;动力学性能.毕业设计（论文）报告纸共35页第2页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录目录.........................................................................................................................................................21引言...................................................................................................................................................31.1地铁与铁路转向架的不同...................................................................................................31.2上海地铁转向架简介...........................................................................................................51.3设计转向架的作用...............................................................................................................62转向架设计.......................................................................................................................................72.1转向架设计方案...................................................................................................................72.2转向架基本参数选择...........................................................................................................72.3转向架的构成.......................................................................................................................82.4计算分析.............................................................................................................................263系统的维护与保养.........................................................................................................................303.1司机出库一次出乘的检查.................................................................................................303.2转向架系统的检查.............................................................................................................303.3转向架系统的维护保养.....................................................................................................313.4系统常见故障.....................................................................................................................314试验分析.........................................................................................................................................334.1构架与疲劳强度试验.........................................................................................................334.2滚动振动试验台动力学试验.............................................................................................33参考文献.................................................................................................................................................34致谢.......................................................................................................................................................35毕业设计（论文）报告纸共35页第3页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1引言近年来，随着国民经济的快速发展，城市交通问题日益突显。各大城市为缓解市内交通压力纷纷修建地铁线路，我国城市轨道交通飞速发展。但我国对地铁车辆的设计开发能力仍然薄弱，国内各城市使用的地铁车辆基本是进口的，为此必须加强和深入对地铁的研究，设计开发出较先进的地铁车辆以满足国内市场的要求。本文针对地铁车辆走行部的关键部件——转向架，如图1-1所示，进行了一些研究，对基本参数作了优化选择、动力学分析和结构设计图1-1地铁车辆转向架1.1地铁与铁路转向架的不同城市轨道交通对转向架的要求与普通铁路相比，有以下特点：1）站间距短，起停频繁，对牵引和制动性能要求很高；2）曲线半径小，对走行部要求高；3）线路坡度大，可达30％o一60％0；4）载重从310人(18．6t)到432人(26t)，空、重车重量差大；5）行车密度大，最短行车间隔可达1．5—2rain，自动控制程度高；6）运行环境特殊，安全可靠性要求极高；毕业设计（论文）报告纸共35页第4页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊7）对噪声要求严格；8）需满足城市总体风格和居民的审美要求，车辆造型和色彩要求极富创造性。对于转向架，其优良的性能和性能稳定性、轻量化、低噪声、高可靠性、易维护和特殊的运行环境必须给予足够的重视。转向架对车辆的运行性能和安全至关重要，对轨道交通系统运行的经济性有重大影响。现在国内除了采用国产转向架，还有引进国外技术的，主要有两种：一种是上海地铁l号线、2号线和广州地铁l号线转向架，为欧洲整机进口的产品；另一种是北京复八线地铁用转向架，为引进韩国韩进重工技术而研制生产的产品。杭州地铁采用的是德国西门子公司所研发的车辆，故重点介绍欧洲系列产品。图1-2SF-30转向架SF一30转向架（如图1-2所示）是西门子公司开发的、采用独立旋转车轮式的动力转向架，应用于100％低地板轻轨车辆Combino．车辆的车厢为纵向全贯通式。没有过渡台阶。实现了100％的低地板。车辆地板距轨面高度仅为320mm，方便了乘客卜下车。到目前为至，两门子已经成功开发出了SF—40、SF一50等型转向架，并广泛应用于欧洲各国的城市轻轨(LRV)低地板车辆上。sF一30型转向架的车轮采用独立旋转车轮，转向架采用内侧焊接式构架，动装置为左右方向纵向布置2个交流异步电动机和齿轮箱，一系悬挂采用锥形橡胶堆定位，二系悬挂为4个螺旋钢弹簧和垂向液压减振器，制动采用轮盘式单元制动装置。图1-3TSFII型转向架为使城市轻轨午辆实现低地板化，法国阿尔斯通GEC公司成功开出了TSFⅡ型独立旋转车轮动车转向架（如图1-3所示）。该转向架的主要结构特点是：采片独菹旋转车轮实现100％的低地板化。为便于驱动电机的安装和增大车厢过道宽度．采用了内置构架式轴箱装置放在轮对内侧，毕业设计（论文）报告纸共35页第5页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊一系悬挂采用V字形橡胶堆，二系悬挂采用螺旋钢弹簧。电机纵向安装在构架两侧。基础制动采用外置式轴盘制动，并装有电子防滑器。图1-4庞巴迪动车转向架为了降低轻轨车辆运行时的噪声，庞巴迪公司开发出了一种低噪声轻轨车辆动车转向架。（如图1-4所示）1.2上海地铁转向架简介上海地铁目前所开行的11条线路3000辆列车，分别来自西门子，阿尔斯通，庞巴迪车辆制造公司，它们的转向架结构基本相似。均为无摇枕轴箱外置式两系弹簧悬挂二轴转向架,构架由低合金钢板焊接成H形;转向架中部设有中央牵引装置,实现低位牵引以提高粘着力。转向架是支承车体并担负车辆沿轨道运行的支承走行装置，它是轨道交通列车最重要的组成部件之一。我国城市轨道交通车辆转向架的发展趋势1.内侧轴箱悬挂转向架：(1)转向架质量及簧下质量大幅度降低，改善了动力学性能(2)降低轮对摇头角刚度，改善曲线通过性能(3)降低转向架的扭曲刚度，提高适应线路扭曲不平顺的能力(4)改善了空气弹簧的工作条件。(5)便于结构布置，增大车厢过道宽度，实现完全(6)降低车辆运行时的噪声(7)采用外置的轮盘制动装置，便于更换和检修。2.单轴转向架(1)重量轻：轮对数量减少。减轻簧下质量(2)结构简单：有利于降低维护成本，减少检修工作量，轮重的调整较传统转向架简便(3)性能优越；易于实现轮对的径向调节功能，有利于曲线（特别是小半径曲线）通过，降低轮轨作用力和磨耗(4)降低噪音：轮对数量减少，轮轨噪音亦减少毕业设计（论文）报告纸共35页第6页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊(5)轴重：由于轮对数量减少，对于相同