转向架的组成及作用幻灯片.ppt
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1、转向架的组成及作用第1页,共130页,编辑于2022年,星期二主要内容:主要内容:n n转向架的作用转向架的作用n n转向架的组成转向架的组成第一节第一节 转向架的作用与组成转向架的作用与组成第2页,共130页,编辑于2022年,星期二一、转向架的作用1 1、转向架的发展过程、转向架的发展过程 (1 1)早期采用二轴车辆,车轴直接安装在车体下面为便)早期采用二轴车辆,车轴直接安装在车体下面为便于通过曲线,前后两轴中心之间距离于通过曲线,前后两轴中心之间距离10m10m。车辆载重。车辆载重量受到车辆允许轴重的限制,而且长度和容积也不能量受到车辆允许轴重的限制,而且长度和容积也不能满足运输发展的要
2、求。满足运输发展的要求。第3页,共130页,编辑于2022年,星期二(2 2)与二轴车结构相仿的多轴车辆,虽然能增加载重)与二轴车结构相仿的多轴车辆,虽然能增加载重量,但为顺利通过小半径曲线,车长仍受到限制。量,但为顺利通过小半径曲线,车长仍受到限制。而且中间轮对有较大横向游动量,使得结构复杂而而且中间轮对有较大横向游动量,使得结构复杂而没有被推广采用。没有被推广采用。第4页,共130页,编辑于2022年,星期二(3 3)转向架:把两个或几个轮对用专门的构架)转向架:把两个或几个轮对用专门的构架(侧架)组成的小车,称为转向架,车体就支撑(侧架)组成的小车,称为转向架,车体就支撑在前后两个转向架
3、上。车体与转向架可相对转动。在前后两个转向架上。车体与转向架可相对转动。从而使车辆的载重量、长度和容积都可以增加,从而使车辆的载重量、长度和容积都可以增加,运行品质提高。这是目前绝大多数车辆采用的形运行品质提高。这是目前绝大多数车辆采用的形式。式。2 2、转向架的基本作用及要求、转向架的基本作用及要求(1 1)增加车辆的载重、长度和容积,提高列车运行)增加车辆的载重、长度和容积,提高列车运行速度,满足铁路运输发展的需求;速度,满足铁路运输发展的需求;(2 2)保证车体可靠地坐落在转向架上,通过轴承装置)保证车体可靠地坐落在转向架上,通过轴承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体平动;使车轮沿钢轨的滚
4、动转化为车体平动;第5页,共130页,编辑于2022年,星期二(3 3)支撑车体,承受并传递载荷及作用力,并使)支撑车体,承受并传递载荷及作用力,并使轴重均匀分配;轴重均匀分配;(4 4)保证车辆安全运行;)保证车辆安全运行;(5 5)结构要便于安装弹簧减振装置,使之具有良好的减)结构要便于安装弹簧减振装置,使之具有良好的减振特性;振特性;(6 6)传递牵引力和制动力,保证在规定的距离内停)传递牵引力和制动力,保证在规定的距离内停车;车;(7 7)与车体之间尽可能减少连接件,并要求结构)与车体之间尽可能减少连接件,并要求结构简单装拆方便,以便于单独制造和检修。简单装拆方便,以便于单独制造和检修
5、。第6页,共130页,编辑于2022年,星期二二、转向架的组成 由于车辆的用途、运行条件等因素,转向架的类由于车辆的用途、运行条件等因素,转向架的类型非常多,但其基本作用和基本组成部分是相同的。一型非常多,但其基本作用和基本组成部分是相同的。一般转向架可以分成以下几个部分:般转向架可以分成以下几个部分:1 1、轮对轴箱装置、轮对轴箱装置2 2、弹性悬挂装置、弹性悬挂装置3 3、构架或侧架、构架或侧架4 4、基础制动装置、基础制动装置5 5、转向架支撑车体的装置、转向架支撑车体的装置第7页,共130页,编辑于2022年,星期二主要内容:主要内容:n n按转向架的轴数、类型及轴箱定位方式分类按转向
6、架的轴数、类型及轴箱定位方式分类n n按弹簧悬挂装置分类按弹簧悬挂装置分类n n按垂向载荷的传递方式分类按垂向载荷的传递方式分类第二节第二节 转向架的分类转向架的分类第8页,共130页,编辑于2022年,星期二一、按转向架的轴数、类型及轴箱定位(一)、轴数与类型(一)、轴数与类型 在各种转向架上,采用的轮对的数目与类型是有在各种转向架上,采用的轮对的数目与类型是有区别的。区别的。按允许轴重,车辆所用的车轴可分为按允许轴重,车辆所用的车轴可分为B B、C C、D D、E E四种,新型货车主要采用四种,新型货车主要采用D D、E E轴,新型客车主要采轴,新型客车主要采用用D D轴。轴。按轴数分类,
7、转向架有二轴、三轴和多轴的。按轴数分类,转向架有二轴、三轴和多轴的。第9页,共130页,编辑于2022年,星期二(二)、轴箱定位方式(二)、轴箱定位方式1 1、轴箱定位装置及轴箱定位、轴箱定位装置及轴箱定位 约束轮对与构架之间相对运动的机构,称为轴箱约束轮对与构架之间相对运动的机构,称为轴箱定位装置,由于轴箱相对于轮对在前后、左右方向的定位装置,由于轴箱相对于轮对在前后、左右方向的间隙很小,故约束轮对相对运动的间隙很小,故约束轮对相对运动的轮对定位轮对定位通常也称通常也称为为轴箱定位轴箱定位。2 2、对轴箱定位装置的要求、对轴箱定位装置的要求 应该在纵向和横向具有应该在纵向和横向具有适宜的弹性
8、定位刚适宜的弹性定位刚度度,其值是该装置主要参数;结构形式应能保证,其值是该装置主要参数;结构形式应能保证良好地实现弹性定位作用,性能稳定,结构简单良好地实现弹性定位作用,性能稳定,结构简单可靠,无磨耗或少磨耗。可靠,无磨耗或少磨耗。第10页,共130页,编辑于2022年,星期二3 3、轴箱定位装置结构形式、轴箱定位装置结构形式(1 1)固定定位)固定定位 轴箱与转向架侧架铸成一体,或是轴箱与侧轴箱与转向架侧架铸成一体,或是轴箱与侧架用螺栓及其其它紧固件连接为一个整体,轴箱架用螺栓及其其它紧固件连接为一个整体,轴箱与侧架之间不能产生任何相对运动。与侧架之间不能产生任何相对运动。固定定位第11页
9、,共130页,编辑于2022年,星期二(2 2)导框式定位)导框式定位 轴箱上有导槽,构架(或侧架)的导框插入轴箱上有导槽,构架(或侧架)的导框插入轴箱的导槽内,这种结构允许轴箱与构架或侧架轴箱的导槽内,这种结构允许轴箱与构架或侧架之间在铅垂方向有较大的相对位移,但在前后、之间在铅垂方向有较大的相对位移,但在前后、左右方向仅能在允许的间隙范围内,有相对小的左右方向仅能在允许的间隙范围内,有相对小的位移。位移。导框式定位轴箱导框第12页,共130页,编辑于2022年,星期二(3 3)干摩擦导柱式定位)干摩擦导柱式定位 安装在构架上的导柱及坐落在弹簧托盘上的支持安装在构架上的导柱及坐落在弹簧托盘上
10、的支持环均装配有磨耗套,车辆上下振动时磨耗套之间是干环均装配有磨耗套,车辆上下振动时磨耗套之间是干摩擦。它的定位作用是由于轴箱橡胶垫产生不同方向摩擦。它的定位作用是由于轴箱橡胶垫产生不同方向的剪切变形,实现弹性定位作用。的剪切变形,实现弹性定位作用。第13页,共130页,编辑于2022年,星期二(4 4)油导筒式定位)油导筒式定位 把安装在构架上的导柱及坐落在弹簧托盘上的导把安装在构架上的导柱及坐落在弹簧托盘上的导筒分别做成活塞和油缸的形式。它的定位作用是,构筒分别做成活塞和油缸的形式。它的定位作用是,构架通过导柱与导筒传递纵向力和横向力,再通过轴箱架通过导柱与导筒传递纵向力和横向力,再通过轴
11、箱橡胶垫传递给轴箱体,使橡胶垫产生不同方向的剪切橡胶垫传递给轴箱体,使橡胶垫产生不同方向的剪切变形,实现弹性定位作用。变形,实现弹性定位作用。第14页,共130页,编辑于2022年,星期二(5 5)拉板式定位)拉板式定位 用特制弹簧钢材制成的薄形定位钢板,一端与用特制弹簧钢材制成的薄形定位钢板,一端与轴箱相连,另一端通过橡胶节点与构架相连。利用轴箱相连,另一端通过橡胶节点与构架相连。利用拉板在纵横向的不同刚度来约束构架与轴箱的相对拉板在纵横向的不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动,实现弹性定位。运动,实现弹性定位。第15页,共130页,编辑于2022年,星期二(6 6)拉杆式定位)拉杆式定位 拉
12、杆两端分别与构架和轴箱相连,拉杆可拉杆两端分别与构架和轴箱相连,拉杆可以允许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移。以允许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移。拉杆橡胶垫、套分别限制轴箱与构架之间的横向拉杆橡胶垫、套分别限制轴箱与构架之间的横向与纵向的相对位移,实现弹性定位。与纵向的相对位移,实现弹性定位。第16页,共130页,编辑于2022年,星期二(7 7)转臂式定位)转臂式定位 又称弹性铰定位,定位转臂一端与圆筒形又称弹性铰定位,定位转臂一端与圆筒形的轴箱体固结,一端以橡胶弹性节点与焊在构架的轴箱体固结,一端以橡胶弹性节点与焊在构架上的安装座相连接。上的安装座相连接。第17页,共130页,
13、编辑于2022年,星期二(8 8)橡胶弹簧定位)橡胶弹簧定位 构架与轴箱之间设有橡胶弹簧,橡胶弹簧在构架与轴箱之间设有橡胶弹簧,橡胶弹簧在上下方向刚度较小,轴箱相对构架在上下方向有上下方向刚度较小,轴箱相对构架在上下方向有比较大的位移,而它的纵横向具有适宜的刚度以比较大的位移,而它的纵横向具有适宜的刚度以实现良好的弹性定位。实现良好的弹性定位。第18页,共130页,编辑于2022年,星期二二、按弹簧悬挂装置分类1 1、一系弹簧悬挂、一系弹簧悬挂 在采用一系悬挂的车辆上,从车体至轮对之间,在采用一系悬挂的车辆上,从车体至轮对之间,只设有一系弹簧减振装置,设在车体与构架或摇枕于只设有一系弹簧减振装
14、置,设在车体与构架或摇枕于侧架之间,有的设在构架与轮对之间。采用一系悬挂侧架之间,有的设在构架与轮对之间。采用一系悬挂的转向架结构简单,便于检修、制造,多在货车转向的转向架结构简单,便于检修、制造,多在货车转向架上采用。架上采用。第19页,共130页,编辑于2022年,星期二2 2、二系弹簧悬挂、二系弹簧悬挂 在采用二系悬挂的车辆上,从车体至轮对之在采用二系悬挂的车辆上,从车体至轮对之间,设有二系弹簧减振装置,即摇枕弹簧减振装间,设有二系弹簧减振装置,即摇枕弹簧减振装置和轴箱减振装置,使车体的振动经历二次弹簧置和轴箱减振装置,使车体的振动经历二次弹簧减振装置衰减。可以明显改善车辆的运行品质,减
15、振装置衰减。可以明显改善车辆的运行品质,多在客车转向架上采用。多在客车转向架上采用。第20页,共130页,编辑于2022年,星期二3 3、内侧悬挂、外侧悬挂和中心悬挂、内侧悬挂、外侧悬挂和中心悬挂 以心盘支撑车体的转向架,根据转向架中央以心盘支撑车体的转向架,根据转向架中央(摇枕)弹簧的横向跨距小于、大于或等于构架两(摇枕)弹簧的横向跨距小于、大于或等于构架两侧梁的纵向中心线之间的距离,分别称为内侧悬挂、侧梁的纵向中心线之间的距离,分别称为内侧悬挂、外侧悬挂和中心悬挂。外侧悬挂和中心悬挂。内侧悬挂第21页,共130页,编辑于2022年,星期二外侧悬挂中心悬挂第22页,共130页,编辑于2022
16、年,星期二三、按垂向载荷的传递方式分类(一)车体与转向架之间的载荷传递(一)车体与转向架之间的载荷传递1 1、心盘集中承载、心盘集中承载 车体上的全部重量通过前后两个上心盘分别传递车体上的全部重量通过前后两个上心盘分别传递给前后转向架的两个下心盘。给前后转向架的两个下心盘。第23页,共130页,编辑于2022年,星期二2 2、非心盘承载、非心盘承载 这种转向架没有心盘,即使有类似的装置,这种转向架没有心盘,即使有类似的装置,但仅作为牵引及转动中心使用,车体的全部重量但仅作为牵引及转动中心使用,车体的全部重量通过中央弹簧悬挂装置直接传递给转向架。在中通过中央弹簧悬挂装置直接传递给转向架。在中央弹
17、簧悬挂装置与构架之间安装有旁承时,又称央弹簧悬挂装置与构架之间安装有旁承时,又称为旁承承载。为旁承承载。第24页,共130页,编辑于2022年,星期二3 3、心盘部分承载、心盘部分承载 这种承载方式的结构是前二种承载方式的组这种承载方式的结构是前二种承载方式的组合,车体上的重量按一定比例,分别传递给心盘合,车体上的重量按一定比例,分别传递给心盘与旁承,使之共同承载。与旁承,使之共同承载。第25页,共130页,编辑于2022年,星期二(二)转向架中央(摇枕)悬挂装置的载荷传递(二)转向架中央(摇枕)悬挂装置的载荷传递 转向架中央悬挂装置的载荷传递,按其结转向架中央悬挂装置的载荷传递,按其结构特点
18、,分为以下二种形式。构特点,分为以下二种形式。1 1、具有摇动台装置的转向架、具有摇动台装置的转向架 这种转向架的载荷特点是心盘承载后通过摇这种转向架的载荷特点是心盘承载后通过摇动台将载荷传递给构架。动台将载荷传递给构架。第26页,共130页,编辑于2022年,星期二2 2、无摇动台装置的转向架、无摇动台装置的转向架(1 1)非心盘承载)非心盘承载 车体通过中央弹簧将载荷传递给构架,中央弹簧车体通过中央弹簧将载荷传递给构架,中央弹簧要有良好的垂向弹性特性和横向弹性特性,一般采用要有良好的垂向弹性特性和横向弹性特性,一般采用空气弹簧或高圆螺旋弹簧,在新型高速转向架上得到空气弹簧或高圆螺旋弹簧,在
19、新型高速转向架上得到了应用。了应用。第27页,共130页,编辑于2022年,星期二(2 2)心盘集中承载或部分承载)心盘集中承载或部分承载 这种转向架设有摇枕弹簧装置,但无摇动台结构,这种转向架设有摇枕弹簧装置,但无摇动台结构,我国绝大部分货车转向架是这种承载方式。还有一种我国绝大部分货车转向架是这种承载方式。还有一种心盘承载,具有轴箱弹簧悬挂的装置,无中央弹簧悬心盘承载,具有轴箱弹簧悬挂的装置,无中央弹簧悬挂装置。挂装置。第28页,共130页,编辑于2022年,星期二(三)构架(侧架)与轴箱轮对之间的载荷传递(三)构架(侧架)与轴箱轮对之间的载荷传递1 1、转向架侧架直接置于轮对轴箱上,无轴
20、箱弹簧装、转向架侧架直接置于轮对轴箱上,无轴箱弹簧装置置2、转向架每侧有纵长的均衡梁,两端支于前后两个轴箱上第29页,共130页,编辑于2022年,星期二3 3、转向架构架由轴箱顶部的弹簧支托、转向架构架由轴箱顶部的弹簧支托4、轴箱左右两侧铸有弹簧托盘,构架由弹簧托盘上的轴箱弹簧支托第30页,共130页,编辑于2022年,星期二主要内容:主要内容:n n轮对组成及基本要求轮对组成及基本要求n n车轮与车轴的结构车轮与车轴的结构n n轮对形状尺寸与线路的相互关系轮对形状尺寸与线路的相互关系第三节第三节 轮轮 对对第31页,共130页,编辑于2022年,星期二一、论对组成及基本要求1 1、组成、组
21、成 轮对由一根车轴和两个相同的车轮组成,在轮轮对由一根车轴和两个相同的车轮组成,在轮轴结合处采用轴结合处采用过盈配合过盈配合,使两者牢固地结合在一起。,使两者牢固地结合在一起。第32页,共130页,编辑于2022年,星期二2 2、对车辆轮对的要求、对车辆轮对的要求(1 1)足够的强度,以保证在允许的最高速度和最大载荷)足够的强度,以保证在允许的最高速度和最大载荷下安全运行;下安全运行;(2 2)应在强度足够和保证一定寿命前提下,使重量最小,)应在强度足够和保证一定寿命前提下,使重量最小,并具有一定弹性,以减小轮轨之间的相互作用力;并具有一定弹性,以减小轮轨之间的相互作用力;(3 3)阻力小,耐
22、磨性好;)阻力小,耐磨性好;(4 4)使车辆在直线和曲线上能顺利运行,并具有必)使车辆在直线和曲线上能顺利运行,并具有必要的抗脱轨安全性。要的抗脱轨安全性。第33页,共130页,编辑于2022年,星期二二、车轴(一)车轴各部位名称及作用(一)车轴各部位名称及作用1 1、轴颈:安装滚动轴承,负担车辆重量,并传递各方、轴颈:安装滚动轴承,负担车辆重量,并传递各方向的静、动载荷。向的静、动载荷。2 2、轮座:车轴与车轮配合的部位。、轮座:车轴与车轮配合的部位。3 3、防尘板座:车轴与防尘板配合部位。、防尘板座:车轴与防尘板配合部位。4 4、轴身、轴身第34页,共130页,编辑于2022年,星期二(二
23、)车轴轴型(二)车轴轴型 车轴轴型已标准化和系列化,根据国家标车轴轴型已标准化和系列化,根据国家标准准GB/T12814-2002,GB/T12814-2002,标准型滚动车轴有标准型滚动车轴有RBRB2 2、RDRD2 2、RERE2 2、RCRC2A2A、RCRC3 3、RCRC4 4、RDRD3 3、RDRD4 4、RDRD3A3A、RDRD4A4A、RDRD4B4B等型。等型。n nRBRB2 2、RDRD2 2、RERE2 2、RERE2A2A、RERE2B2B用于货车用于货车n nRDRD3 3、RDRD4 4用于客、货车用于客、货车n n其余客车其余客车第35页,共130页,编辑
24、于2022年,星期二 表:不同速度下的最大轴重表:不同速度下的最大轴重轴型轴型不同速度下的最大轴重(不同速度下的最大轴重(t t)120120 120 120120140120140140160140160RDRD2 22121 RDRD3 31818171716.516.5RDRD4 41818171716.516.5RERE2 22525第36页,共130页,编辑于2022年,星期二(三)车轴材质及要求(三)车轴材质及要求 车轴采用优质碳素钢加热锻压成型,经过热车轴采用优质碳素钢加热锻压成型,经过热处理和机械加工制成。处理和机械加工制成。车轴钢的化学成分以及热材料后的机械性车轴钢的化学成分
25、以及热材料后的机械性能要符合相关规定。能要符合相关规定。(四)空心车轴(四)空心车轴 车轴是转向架簧下质量的主要组成部分,车轴是转向架簧下质量的主要组成部分,降低簧下质量可以改善车辆运行平稳性和减小轮降低簧下质量可以改善车辆运行平稳性和减小轮轨之间的动作用力,车轴主要承受横向弯矩作用,轨之间的动作用力,车轴主要承受横向弯矩作用,截面中心部分应力很小,制成空心后,对强度影截面中心部分应力很小,制成空心后,对强度影响很小。响很小。第37页,共130页,编辑于2022年,星期二 目前,我国空心车轴采用厚壁无缝钢管轴颈目前,我国空心车轴采用厚壁无缝钢管轴颈锻缩成型方案。为确保安全,要进行超声波探伤,锻
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