城市轨道交通车辆构造PPT课件（共8单元）项目4城轨车辆转向架.pptx

城市轨道交通车辆构造项目4 城轨车辆转向架02构 架认识转向架轮对轴箱装置0103目录05中央牵引装置驱动装置0406弹性悬挂装置0101认识转向架认识转向架56,138,183任务引入 转向架有多种形式不同形式的转向架，其性能、结构、参数等都不同，运行条件也有所差异，从而其适用的列车也不同 思考：转向架的类型有哪些？它们有什么不同？1.1 转向架的作用支撑车体、传递载荷转向传递牵引力、制动力缓冲01020304转向架的作用1.2 转向架的结构组成 转向架可分为动车转向架和拖车转向架，结构组成基本一致，都是由构架、轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、中央牵引装置、驱动装置（仅动车转向架）和制动装置等组成的，如图4-2所示图4-2 转向架的结构组成（a）动车转向架1.2 转向架的结构组成图4-2 转向架的结构组成（b）拖车转向架1.2 转向架的结构组成（1）构架转向架的结构组成（4）（2）（3）（5）（6）轮对轴箱装置弹性悬挂装置中央牵引装置驱动装置制动装置1.3 转向架的类型1）按车轴数目分类 按车轴数目的不同，转向架可分为二轴转向架、三轴转向架和多轴转向架等城轨车辆通常采用二轴转向架，如图4-3所示。

图4-3 二轴转向架1.3 转向架的类型2）按轴箱定位方式分类 （1）拉板式定位：拉板是由特种弹簧钢材制成的薄片，其一端与轴箱连接，另一端与构架连接拉板在纵、横方向上的不同刚度约束了轴箱与构架的相对运动，从而实现弹性定位，如图4-4（a）所示图4-4 不同的轴箱定位方式（a）1.3 转向架的类型2）按轴箱定位方式分类 （2）拉杆式定位：拉杆的一端与轴箱连接，另一端与构架连接拉杆两端的橡胶垫和套限制了轴箱与构架在纵、横方向上的相对位移，从而实现弹性定位，如图4-4（b）所示图4-4 不同的轴箱定位方式（b）1.3 转向架的类型2）按轴箱定位方式分类 （3）转臂式定位：又称弹性铰定位，转臂的一端通过螺栓与轴箱固接，另一端通过橡胶节点与构架连接橡胶节点由弹性橡胶套、金属外套等组成，其允许轴箱和构架在上、下方向上有较大的位移，在纵、横方向上有适宜的刚度，从而实现良好的弹性定位，如图4-4（c）所示图4-4 不同的轴箱定位方式（c）1.3 转向架的类型2）按轴箱定位方式分类 （4）层叠式橡胶弹簧定位：层叠式橡胶弹簧有人字形和锥形两种，两端分别与轴箱、构架连接，其允许轴箱和构架在上、下方向上有较大的位移，在纵、横方向上有适宜的刚度，从而实现良好的弹性定位，如图4-5所示。

图4-5 层叠式橡胶弹簧定位（a）人字形层叠橡胶弹簧定位1.3 转向架的类型2）按轴箱定位方式分类图4-5 层叠式橡胶弹簧定位（b）锥形层叠橡胶弹簧定位1.3 转向架的类型3）按车体与转向架的连接装置分类 按车体与转向架的连接装置不同，转向架可分为有心盘（或有中心销）转向架、无心盘（或无中心销）转向架和铰接式转向架铰接式转向架又可分为具有双排球形转盘的铰接转向架、具有球心盘的铰接转向架和TGV高速列车式铰接转向架，如图4-6所示地铁车辆常采用有心盘转向架，而轻轨车辆常采用铰接式转向架图4-6 铰接式转向架（a）具有双排球形转盘的铰接转向架 （b）具有球心盘的铰接转向架1.3 转向架的类型3）按车体与转向架的连接装置分类图4-6 铰接式转向架（c）TGV高速列车式铰接转向架1.4 转向架的主要技术参数 转向架的主要技术参数直接决定了车辆的稳定性和车辆的乘坐舒适性，包括轨距、轴距、转向架中心距、车轮直径、轴重、轮对内侧距、车轮踏面等各转向架因其设计要求不同，技术参数也不尽相同表4-1为某转向架的主要技术参数1.4 转向架的主要技术参数表4-1 转向架技术参数任务实施 利用本任务学到的知识，以某城轨车辆的转向架为例，试说出该转向架的类型，并分析其是由哪些部分组成的，指明各组成部分所在的位置。

如图4-8所示为中车四方股份公司发布的新一代碳纤维地铁车辆的转向架图4-8 转向架0202构构 架架任务引入深圳地铁1号线转向架构架裂纹分析 深圳地铁1号线列车自2010年陆续上线运营，在运营里程约50万公里时，开始出现大面积裂纹裂纹主要有两种：一是侧梁下盖板与横梁的对接焊缝处开裂；二是 横侧梁附件下盖板R40圆弧处开裂 第一处开裂的主要原因是下盖板对接焊缝处存在严重的未熔合和未焊透缺陷；第二处开裂的位置均位于构架横梁与侧梁连接部位的下盖板拐角圆弧附近，这些位置均存在局部尖点和凹坑，使局部应力集中，从而导致母材开裂 地铁列车转向架构架是走行部极其关键的部位，直接影响正线的行车安全，因此，在生产过程中应高度重视制造工艺，保证焊缝质量，减少应力集中点，确保产品质量那么，构架有哪些设计要求，结构组成是怎样的呢？通过本任务的学习，我们就能了解这些内容2.1 构架的设计要求构架应便于各部件及附加装置的安装，如轮对轴箱装置、空气弹簧、牵引电动机、制动装置等构架的尺寸应满足精度要求，以保证转向架的其他组成部分在构架上的正确安装构架要有足够高的强度和刚度，承受并传递车体重量、牵引力、制动力及各种振动和冲击，保证列车安全运行。

如果构架的强度和刚度不够，就很容易发生裂纹和变形等形式的破坏0102032.2 构架的类型1）按制造工艺分类 按制造工艺的不同，构架可分为铸钢构架和焊接构架铸钢构架一般质量大，铸造工艺复杂，使用会受到一定的限制，城轨车辆一般不采用此类构架；焊接构架的组成梁一般为中空箱形，质量轻，使用材料少，且能满足一定的强度和刚度要求，城轨车辆一般采用此类构架2.2 构架的类型2）按结构形式分类 按结构形式的不同，构架可分为开口式构架、闭口式构架、H形构架、日字形构架及目字形构架等其中，无端梁的构架称为开口式构架；有端梁的构架称为闭口式构架开口式构架、H形构架和日字形构架最为常见，如图4-9所示为H形构架1侧梁；2空气弹簧安装座；3横梁；4齿轮箱吊杆安装座；5纵梁；6电动机安装座图4-9 H形构架2.3 构架的结构组成1）侧梁 侧梁位于构架两侧，是主要承载部件侧梁采用钢板焊接结构，由上盖板、下盖板和立板焊接而成，呈箱形 此外，侧梁上还设有空气弹簧、制动装置、抗侧滚扭杆等部件的安装座抗侧滚扭杆座设置在两个侧梁的下部侧梁端部的四个起吊座可使构架或整个转向架被安全地吊起各安装座的安装孔都经过精确定位，以保证转向架的良好运行性能。

2.3 构架的结构组成2）横梁 横梁位于构架中间，连接两根侧梁，用来保证构架在水平面内的刚度、保持各轴的平行等横梁采用中空结构，可作为空气弹簧的附加空气室，提高构架强度横梁的断面形状有矩形和圆形两种，矩形结构的横梁和侧梁一样是用钢板焊接而成的，圆形结构的横梁则采用无缝钢管 此外，横梁上还设有电动机安装座、齿轮箱吊杆安装座及牵引杆座等任务实施 将全班学生进行分组，每5人为一组，利用本任务学到的知识，具体选定某种类型的城轨车辆，对其转向架的构架进行分析，并做成分析报告交给老师老师根据每组学生的分析报告进行针对性指导 参考案例 下面以青岛地铁2号线车辆转向架为例，分析其构架的结构特点任务实施 南车四方机车车辆股份有限公司以青岛地铁3号线车辆转向架为基础，对青岛地铁2号线车辆转向架进行适应性设计，遵循了“先进性、成熟性、高可靠性、经济性、适用性、节能性、轻量化、互换性”的设计原则，适合青岛地铁2号线一期工程车辆的运行环境 构架侧梁采用箱形钢板焊接结构，与侧梁相贯通的横梁由无缝钢管制成钢板材料选用Q345C；无缝钢管选用Q345D，兼作空气弹簧的附加空气室侧梁与无缝钢管之间的焊接通过圆环形板进行加强。

在构架中，牵引电动机安装座、齿轮箱吊杆安装座均采用板材与横梁焊接构架采用了最佳的焊接工艺和焊接方法，以使结构的焊接内应力降至最低构架还进行了整体退火处理，以消除焊接内应力该构架的使用寿命为30年0303轮对轴箱装置轮对轴箱装置任务引入 2014年7月15日上午，俄罗斯莫斯科地铁深蓝线一列列车在胜利公园站至斯拉维扬斯克站之间运行时发生3节车厢脱轨事故，造成二十多人死亡，上百人受伤事故原因是列车在行驶过程中收到错误信号，急刹车导致多节车厢脱轨 思考：脱轨是经常发生的意外事故，那是什么原因导致脱轨事故发生的呢？车轮应如何设计才能保证列车沿钢轨安全运行呢？3.1 轮对装置 轮对是指由一根车轴和两根同型号的车轮通过过盈配合组装而成的装置，如图4-10所示轮对在组装过程中采用了冷压或热套工艺，以使车轮和车轴牢固地结合在一起，避免轮对在使用过程中出现脱落现象3.1 轮对装置车辆轮对设计要求在保证足够强度和一定使用寿命的前提下，使其重量最小，并具有一定弹性，以减小其与轮轨之间的作用力应具备运行阻力小、耐磨性好等优点既能适应车辆直线运行，又能顺利通过曲线，还要有抵抗脱轨的安全性3.1 轮对装置1）车轴 城轨车辆转向架的车轴一般为圆截面实心轴，包括轴颈、防尘板座、轮座、轴身和齿轮箱座等，如图4-11所示。

动车车轴和拖车车轴的主要区别在于前者需要考虑安装齿轮箱，后者不需要考虑安装齿轮箱a）动车车轴 （b）拖车车轴1轴颈；2防尘板座；3轮座；4轴身；5齿轮箱座图4-11 车轴3.1 轮对装置2）车轮 城轨车辆普遍采用整体碾钢轮，它包括踏面、轮缘、轮辋、轮毂和辐板等，如图4-12所示1踏面；2轮缘；3轮辋；4辐板；5轮毂图4-12 整体碾钢轮3.2 轴箱装置 轴箱装置是指轴箱和轴承的组合体，如图4-14所示它可以实现轮对和构架的连接，承受和传递轮对与构架的各种作用力，使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动图4-14 轴箱装置3.2 轴箱装置1）轴箱 轴箱通过轴承、一系悬挂装置分别与车轴、构架相连轴箱由轴箱体（见图4-15）、轴箱盖、防尘挡板及轴端附属装置（如压板、防尘挡圈、密封）等部件组成图4-15 轴箱体1轴箱筒；2轴箱耳；3弹簧托盘3.2 轴箱装置2）轴承 轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两类与滑动轴承相比，滚动轴承能显著降低车辆的运行阻力、减少燃轴的惯性事故、减轻轴承的维修工作及降低运营成本等因此，滚动轴承现已取代了滑动轴承 按滚动体形状的不同，滚动轴承可分为圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承和球轴承。

一般城轨车辆采用圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承例如，广州地铁1号线车辆采用圆柱滚子轴承，2号线车辆采用圆锥滚子轴承 滚动轴承主要由外圈、内圈、滚子和保持架等组成，如图4-16所示3.2 轴箱装置2）轴承1车轴；2防尘挡板；3密封圈；4圆柱滚子；5轴承外圈；6轴箱；7轴承内圈；8压板；9螺栓；10轴箱盖图4-16 圆柱滚子轴承轴箱装置任务实施 将全班学生进行分组，每5人为一组，利用本任务学到的知识，具体选定某种类型的城轨车辆，对其转向架的轮对轴箱装置进行分析，并做成分析报告交给老师老师根据每组学生的分析报告进行针对性指导 参考案例 下面以青岛地铁2号线车辆转向架为例，分析其轮对轴箱装置的结构特点 1轮对装置 车轮压装于车轴上，齿轮箱压装于动车车轴上车轮的轮辋两侧安装降噪阻尼环，通过吸收车轮的振动来达到降噪的目的车轮采用HDS整体辗钢全加工车轮，车轮材料为CL60，车轴材质为LZ50车轮的压装采用冷压法组装 2轴箱装置 轴箱装置包括轴箱体、防尘挡圈、前后端盖、轴承等其中，轴箱采用铸钢箱体，迷宫式密封结构0404弹性悬挂装置弹性悬挂装置任务引入 随着时代的发展，地铁已成为人们出行首选的交通工具很大的一个原因就是，相比其他交通工具，地铁出行更加舒适、平稳。

那么，你知道让地铁平稳行驶的秘籍是什么吗？4.1 一系悬挂装置 一系悬挂装置又称轴箱悬挂装置，设置在轴箱与构架之间，主要由轴箱弹簧、减振器等组成 轴箱弹簧多采用螺旋弹簧、圆锥形橡胶弹簧、人字形橡胶弹簧等，如图4-18所示a）螺旋弹簧 （b）圆锥形橡胶弹簧 （c）人字形橡胶弹簧图4-18 一系悬挂装置4.2 二系悬挂装置 二系悬挂装置又称中央悬挂装置，设置在构架与车体之间，由空气弹簧、差压阀、高度控制阀等组成，如。