城市軌道交通車(chē)輛轉(zhuǎn)向架
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1、轉(zhuǎn)向架 城市軌道車(chē)輛交通工程教研室 鐵路運(yùn)輸發(fā)展的初期,世界各國(guó)大多采用將輪對(duì)直接安裝于車(chē)體下面的二軸車(chē)結(jié)構(gòu)。由于要通過(guò)小半徑曲線,二軸車(chē)的軸距不能太大,另外,車(chē)輛載重、長(zhǎng)度和容積均受到限制。如果把二個(gè)或多個(gè)輪對(duì)用專(zhuān)門(mén)的構(gòu)架(或側(cè)架)連接,組成一個(gè)小車(chē),稱(chēng)為轉(zhuǎn)向架,車(chē)體座落在兩轉(zhuǎn)向架上。由于這種帶轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)的許多明顯的優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)代大多數(shù)軌道車(chē)輛的走行裝置都采用轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)形式。第四節(jié) 轉(zhuǎn)向架 作用 組成簡(jiǎn)介 分類(lèi) 組成部分介紹 單軌轉(zhuǎn)向架 導(dǎo)軌轉(zhuǎn)向架 地鐵輕軌轉(zhuǎn)向架簡(jiǎn)介一、 轉(zhuǎn)向架的作用與特點(diǎn) 采用轉(zhuǎn)向架可增加車(chē)輛的載重、長(zhǎng)度和容積。 轉(zhuǎn)向架相對(duì)車(chē)體可自由回轉(zhuǎn),使較長(zhǎng)的車(chē)輛能自由通過(guò)小半徑曲線,
2、減少運(yùn)行阻力與噪聲,提高運(yùn)行速度。 便于安裝彈簧減振裝置,保證車(chē)輛具有良好的動(dòng)力性能和運(yùn)行品質(zhì)。另外,有轉(zhuǎn)向架的車(chē)輛在通過(guò)兩軌頭高低不平處時(shí),車(chē)體支承點(diǎn)的垂直移動(dòng)量?jī)H為二軸車(chē)輪對(duì)支點(diǎn)的一半,從而提高了運(yùn)行的平穩(wěn)性。 支承車(chē)體,承受并傳遞從車(chē)體至輪軌的各種載荷及作用力,使各軸重均勻分配。 便于安裝制動(dòng)裝置,傳遞制動(dòng)力,滿足運(yùn)行要求。 便于在轉(zhuǎn)向架上安裝牽引電機(jī)及減速裝置,驅(qū)動(dòng)輪對(duì)(或車(chē)輪),使車(chē)輛沿著軌道運(yùn)行,此時(shí)轉(zhuǎn)向架還傳遞牽引力。 轉(zhuǎn)向架為車(chē)輛的一個(gè)獨(dú)立部件,因而便于轉(zhuǎn)向架的互換、制造和維修。二、轉(zhuǎn)向架組成 由于車(chē)輛的用途、運(yùn)用條件與要求的不同,所采用的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)各異,類(lèi)型很多。但它們的基本
3、組成部分和主要功能是相同的,一般轉(zhuǎn)向架可以分為以下幾個(gè)部分: 輪對(duì)軸箱裝置輪對(duì)軸箱裝置 軸箱與軸承裝置是聯(lián)系構(gòu)架和輪對(duì)的活動(dòng)關(guān)節(jié),使輪對(duì)的滾動(dòng)轉(zhuǎn)化為車(chē)體沿著軌道的平動(dòng)。輪對(duì)沿鋼軌的滾動(dòng),除傳遞車(chē)輛的重量外,還傳遞輪軌之間的各種作用力。 彈性懸掛裝置彈性懸掛裝置 為減少線路不平順和輪對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)車(chē)體各種動(dòng)態(tài)的影響,轉(zhuǎn)向架在輪對(duì)與構(gòu)架或構(gòu)架與車(chē)體(搖枕)之間,設(shè)有彈性懸掛裝置。也可稱(chēng)為一系懸掛裝置和二系懸掛裝置。彈性懸掛裝置一般包括彈簧、減振器、定位裝置等。 構(gòu)架構(gòu)架 構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ),它把轉(zhuǎn)向架的各個(gè)零、部件組成一個(gè)整體。故它不僅承受、傳遞各種載荷及作用力,而且它的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸都應(yīng)滿足各零、部
4、件組裝的要求。 制動(dòng)裝置制動(dòng)裝置 為使運(yùn)行中的車(chē)輛在規(guī)定的距離范圍內(nèi)停車(chē),必須安裝制動(dòng)裝置,其作用是傳遞和放大制動(dòng)缸的制動(dòng)力,使閘瓦與輪對(duì)之間的轉(zhuǎn)向架內(nèi)摩擦力轉(zhuǎn)換為輪軌之間的外摩擦力(即制動(dòng)力),產(chǎn)生制動(dòng)效果。 牽引電機(jī)與齒輪傳動(dòng)裝置牽引電機(jī)與齒輪傳動(dòng)裝置 使?fàn)恳姍C(jī)的扭矩轉(zhuǎn)化為輪對(duì)或車(chē)輪上的轉(zhuǎn)矩,利用輪軌之間的粘著作用,驅(qū)動(dòng)車(chē)輛沿著鋼軌運(yùn)行。 轉(zhuǎn)向架支承車(chē)體裝置轉(zhuǎn)向架支承車(chē)體裝置 車(chē)體與轉(zhuǎn)向架聯(lián)結(jié)部分的結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足安全可靠地支承車(chē)體,并傳遞各種載荷和作用力,同時(shí)車(chē)體與轉(zhuǎn)向架之間應(yīng)能繞不變的旋轉(zhuǎn)中心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),以使車(chē)輛順利通過(guò)曲線。一般轉(zhuǎn)向架支承車(chē)體的方式有心盤(pán)集中承載、非心盤(pán)承載(或旁承承載)
5、和心盤(pán)部分承載3種。 輪對(duì)構(gòu)架軸箱定位裝置彈簧懸掛裝置電機(jī)與齒輪傳動(dòng)裝置支承裝置制動(dòng)裝置二、二、 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)的分類(lèi) 由于轉(zhuǎn)向架用途的不同,運(yùn)行條件的差異,對(duì)轉(zhuǎn)向架的性能、結(jié)構(gòu)、參數(shù)和采用的材料及工藝等提出了不同的要求,從而出現(xiàn)了多種型式的轉(zhuǎn)向架。各種轉(zhuǎn)向架主要的區(qū)別在于:所用車(chē)軸的類(lèi)型和數(shù)目、軸箱定位的方式、彈簧裝置的型式、載荷傳遞的方式等。 按車(chē)軸的數(shù)目和類(lèi)型 按轉(zhuǎn)向架上軸數(shù),可分為2軸、3軸和多軸轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架軸數(shù)的多少是由車(chē)輛總重和每根軸的允許軸重確定的。車(chē)軸的類(lèi)型,在我國(guó)鐵路及城軌車(chē)輛上按允許軸重分為B、C、D、E共4種,最大允許軸重受到線路和橋梁標(biāo)準(zhǔn)的限制。 按軸箱定位方式 約束構(gòu)架
6、與軸箱之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為軸箱定位裝置,它對(duì)轉(zhuǎn)向架的橫向動(dòng)力性能、抑制蛇行運(yùn)動(dòng)具有決定性作用。要求軸箱定位裝置在縱向和橫向具有適當(dāng)?shù)膹椥远ㄎ粍偠戎?,從而避免?chē)輛在運(yùn)行速度范圍內(nèi)蛇行運(yùn)動(dòng)失穩(wěn),保證在曲線運(yùn)行時(shí)具有良好的導(dǎo)向性能,減輕輪緣與鋼軌的磨耗和噪聲,確保運(yùn)行安全和平穩(wěn)性。 拉板式定位拉板式定位 用特種彈簧鋼材制成的薄片形定位拉板,其一端與軸箱連接,另一端與構(gòu)架相連。利用拉板在縱、橫向的不同剛度來(lái)約束構(gòu)架與軸箱的相對(duì)運(yùn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)彈性定位。拉板上下彎曲剛度小,對(duì)軸箱與構(gòu)架上下方向的相對(duì)位移約束很小。圖4-1 拉板式軸箱定位 拉桿式定位拉桿式定位 拉桿的兩端分別與構(gòu)架和軸箱銷(xiāo)接,拉桿兩端的橡膠
7、墊、套分別限制軸箱與構(gòu)架之間的橫向與縱向的相對(duì)位移,實(shí)現(xiàn)彈性定位。拉桿允許軸箱與構(gòu)架在上下方向有較大的相對(duì)位移。 圖4-2 拉桿式軸箱定位 干摩擦導(dǎo)柱式定位干摩擦導(dǎo)柱式定位 安裝在構(gòu)架上的導(dǎo)柱及坐落在軸箱彈簧托盤(pán)上的支持環(huán)均裝有磨耗套,導(dǎo)柱插入支持環(huán),當(dāng)構(gòu)架與軸箱之間發(fā)生上下運(yùn)動(dòng)時(shí),兩磨耗套產(chǎn)生干摩擦,它的定位作用是通過(guò)導(dǎo)柱與支持環(huán)傳遞縱向力和橫向力,再通過(guò)軸箱橡膠墊產(chǎn)生不同方向的剪切變形,實(shí)現(xiàn)彈性定位作用。1彈簧支柱;2內(nèi)定位套;3外定位套;4支持環(huán);5橡膠緩沖墊;6軸箱;7軸箱彈簧。 疊層橡膠彈簧式定位疊層橡膠彈簧式定位 在構(gòu)架與軸箱之間裝設(shè)壓剪型疊層式橡膠彈簧,其垂向剛度較小,使軸箱相對(duì)
8、構(gòu)架有較大的上下方向位移,而它的縱、橫向有適宜的剛度,以實(shí)現(xiàn)良好的彈性定位。 轉(zhuǎn)臂式定位轉(zhuǎn)臂式定位 又稱(chēng)彈性鉸定位,定位轉(zhuǎn)臂的一端與圓筒形軸箱體固接,另一端以橡膠彈性節(jié)點(diǎn)與構(gòu)架上的安裝座相連接。彈性節(jié)點(diǎn)允許軸箱與構(gòu)架在上下方向有較大的位移,彈性節(jié)點(diǎn)內(nèi)的橡膠件設(shè)計(jì)成使軸箱在縱向和橫向具有適宜的不同的定位剛度的要求。 按彈簧裝置的型式 根據(jù)轉(zhuǎn)向架所裝設(shè)的彈簧系統(tǒng)的多少可分為:?jiǎn)蜗祻椈蓱覓旌蛢上祻椈蓱覓?單系彈簧懸掛 在車(chē)體與輪對(duì)之間,只設(shè)有單系彈簧減振裝置,它可以設(shè)在車(chē)體與構(gòu)架之間,也可以設(shè)在構(gòu)架與輪對(duì)之間。 兩系彈簧懸掛 在車(chē)體與輪對(duì)之間設(shè)有兩系彈簧減振裝置,即在車(chē)體與構(gòu)架間設(shè)搖枕彈簧減振裝置,
9、在構(gòu)架與輪對(duì)間設(shè)軸箱彈簧減振裝置,兩者相互串聯(lián),使車(chē)體的振動(dòng)經(jīng)歷兩次彈簧減振和衰減。 按搖枕彈簧的橫向跨距 轉(zhuǎn)向架中,搖枕彈簧橫向跨距的大小對(duì)車(chē)體的傾覆穩(wěn)定性影響顯著。增大跨距可增加車(chē)體抗傾覆的復(fù)原力矩,提高車(chē)體在彈簧上的穩(wěn)定性。根據(jù)搖枕懸掛裝置中彈簧橫向跨距的不同可分為:內(nèi)側(cè)懸掛、外側(cè)懸掛和中心懸掛。 內(nèi)側(cè)懸掛 搖枕彈簧橫向跨距小于構(gòu)架兩側(cè)梁縱向中心線距離,如圖 (a) 所示,稱(chēng)內(nèi)側(cè)懸掛轉(zhuǎn)向架。 外側(cè)懸掛 轉(zhuǎn)向架搖枕彈簧橫向跨距大于構(gòu)架兩側(cè)梁縱向中心線距離如圖 (b),稱(chēng)為外側(cè)懸掛轉(zhuǎn)向架。 中心懸掛 搖枕彈簧橫向跨距與構(gòu)架兩側(cè)梁縱向中心線距離相等,則稱(chēng)中心懸掛轉(zhuǎn)向架如圖 (c)所示。 按車(chē)體
10、與轉(zhuǎn)向架之間的載荷傳遞方式: 心盤(pán)集中承載 車(chē)體上的全部重量通過(guò)前后兩個(gè)上心盤(pán)分別傳遞給前后轉(zhuǎn)向架的兩個(gè)下心盤(pán)。如圖 (a) 所示。 非心盤(pán)承載 車(chē)體上的全部重量通過(guò)中央彈簧懸掛直接傳遞給轉(zhuǎn)向架構(gòu)架,或者通過(guò)中央彈簧懸掛裝置與構(gòu)架之間裝設(shè)的旁承裝置傳遞,如圖(b) 所示。這種轉(zhuǎn)向架雖還設(shè)有類(lèi)似于心盤(pán)的回轉(zhuǎn)裝置,但它僅作為牽引及轉(zhuǎn)動(dòng)中心之用。 心盤(pán)部分承載 車(chē)體上的重量按一定比例分配,分別傳遞給心盤(pán)和旁承,使之共同承載。如圖(c) 所示。 三組成部分簡(jiǎn)介 輪 對(duì) 輪對(duì)是由一根車(chē)軸和兩個(gè)相同的車(chē)輪采用過(guò)盈配合使之牢固地結(jié)合在一起,是組成轉(zhuǎn)向架的重要部件之一。如圖 所示。 作 用 承擔(dān)車(chē)輛全部載荷
11、引導(dǎo)車(chē)輛沿著鋼軌高速運(yùn)行 承受著從車(chē)體、鋼軌傳來(lái)的各種力的作用。 要 求 具有足夠的強(qiáng)度,以保證在允許的最高速度和最大載荷下安全運(yùn)行。 在強(qiáng)度足夠和保證一定使用壽命前提下,使其重量最小,并具一定的彈性,以減少輪軌之間的作用力和磨耗。 輪對(duì)在正常狀態(tài)線路上運(yùn)行時(shí),輪緣的內(nèi)側(cè)距是影響運(yùn)行安全的重要因素。輪緣內(nèi)側(cè)距有嚴(yán)格的規(guī)定: 鐵路標(biāo)準(zhǔn)輪對(duì),內(nèi)側(cè)距為13533mm; 地鐵車(chē)輛輪對(duì),內(nèi)側(cè)距為 13532mm 。輪緣內(nèi)側(cè)距作用 保證在任何線路上運(yùn)行時(shí)輪緣與鋼軌之間有一定的游間,以減少輪緣與鋼軌的磨耗; 保證在最不利情況下,輪對(duì)踏面在鋼軌上仍有足夠的安全搭接量,不致造成脫軌;應(yīng)保證安全通過(guò)道岔。車(chē) 軸
12、鐵路車(chē)輛使用的車(chē)軸,絕大多數(shù)為圓截面實(shí)心軸,采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼加熱鍛壓成型,再經(jīng)熱處理(正火或正火后再回火)和機(jī)械加工制成。 車(chē)軸為轉(zhuǎn)向架的簧下部分,降低簧下部分的質(zhì)量對(duì)改善車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì)和減少對(duì)輪軌動(dòng)力作用有很大影響,特別對(duì)于高速列車(chē),為降低簧下質(zhì)量常采用空心車(chē)軸結(jié)構(gòu)。由于車(chē)軸主要承受橫向彎矩作用,截面中心部分應(yīng)力很小,制成空心結(jié)構(gòu)后,對(duì)車(chē)軸的強(qiáng)度影響很小。一般空心車(chē)軸比實(shí)心車(chē)軸可減輕 20 一 40 的質(zhì)量。車(chē) 輪 車(chē)輪的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、材質(zhì)是多種多樣的。 整體車(chē)輪按其材質(zhì)可分為輾鋼輪和鑄鋼輪等。輪箍輪又可分鑄鋼輻板輪心、輾鋼輻板輪心以及鑄鋼輻條輪心的車(chē)輪。 為降低噪聲,減小簧下質(zhì)量,還有橡膠
13、彈性車(chē)輪、消聲輪等。我國(guó)目前車(chē)輛上大部采用整體輾鋼車(chē)輪。 組 成 輪輞、踏面、輪緣、輻板和輪轂組成。 車(chē)輪與鋼軌的接觸面稱(chēng)為踏面,一側(cè)沿著圓周突起的圓弧部分稱(chēng)為輪緣,是保持車(chē)輛沿鋼軌運(yùn)行,防止脫軌的重要部分。 車(chē)輪踏面一般做成一定的斜度,稱(chēng)為錐形踏面,如圖所示。 踏面錐形的作用: 在直線運(yùn)行時(shí)使輪對(duì)能自動(dòng)調(diào)中; 在曲線運(yùn)行時(shí),由于離心力的作用使輪對(duì)偏向外軌,由于踏面錐形,使外軌上滾動(dòng)的車(chē)輪以較大的滾動(dòng)圓滾動(dòng),在內(nèi)軌上以較小的滾動(dòng)圓滾動(dòng),從而減少了車(chē)輪在鋼軌上滑動(dòng),使輪對(duì)順利通過(guò)曲線; 車(chē)輪踏面有斜度,運(yùn)行時(shí)車(chē)輪與鋼軌接觸的滾動(dòng)直徑在不斷地變化,致使輪軌的接觸點(diǎn)也在不停地變換位置,從而使踏面磨耗
14、更為均勻。 錐形踏面有二個(gè)斜度,即1:20和1:10,前者位于輪緣內(nèi)側(cè)48mm-100mm 范圍內(nèi),是輪軌主要接觸部分,后者為離內(nèi)側(cè)100mm以外部分。踏面的最外側(cè)做成R16mm的圓弧,其作用是通過(guò)小半徑曲線,也便于通過(guò)轍叉。 滾動(dòng)圓直徑 離輪緣內(nèi)側(cè)70mm 處測(cè)量所得的直徑為名義直徑,作為車(chē)輪的滾動(dòng)圓直徑。 輪徑小,可以降低車(chē)輛重心,增大車(chē)體容積,減小車(chē)輛簧下質(zhì)量,縮小轉(zhuǎn)向架固定軸距,但阻力增加,輪軌接觸應(yīng)力增大,踏面磨耗加快。 在地鐵、輕軌車(chē)輛以及高速列車(chē)車(chē)輛上常采用彈性車(chē)輪。這種車(chē)輪在輪心輪毅與輪箍之間裝有橡膠彈性元件,使車(chē)輪在空間三維方向上具有一定的彈性。彈性車(chē)輪減小了簧下重量,減小輪
15、軌之間的作用力,緩和沖擊,減小輪軌磨耗,降低噪聲,改善車(chē)輪與車(chē)軸的運(yùn)用條件,提高列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)性。 輪對(duì)軸箱裝置 軸箱裝置作用 將輪對(duì)和構(gòu)架(或側(cè)架)聯(lián)系在一起,使輪對(duì)沿鋼軌的滾動(dòng)轉(zhuǎn)化為車(chē)體沿線路的平動(dòng) 把車(chē)輛的重量以及各種載荷傳遞給輪對(duì),保證良好的潤(rùn)滑性能,減少磨耗,降低運(yùn)行阻力,防止燃軸。 軸箱裝置按軸承工作的特性分為滾動(dòng)軸承軸箱和滑動(dòng)軸承軸箱 我國(guó)軌道交通基本實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承化 滾動(dòng)軸承優(yōu)點(diǎn) 降低了車(chē)輛的起動(dòng)阻力和運(yùn)行阻力 改善了車(chē)輛走行部分的工作條件 減少了燃軸的慣性事故 減輕了維護(hù)和檢修工作 降低了運(yùn)營(yíng)成本 軸承的要求 承載能力大、強(qiáng)度高、耐振、耐沖擊、壽命長(zhǎng)等。 滾動(dòng)軸承分類(lèi) 圓柱滾動(dòng)軸
16、承;圓錐滾動(dòng)軸承;球面滾動(dòng)軸承。 構(gòu) 架 作 用 轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ),它把轉(zhuǎn)向架的各個(gè)零、部件組成一個(gè)整體。 承受、傳遞各種載荷及作用力,而且它的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸都應(yīng)滿足各零、部件組裝的要求。 DK3型轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是由低合金鋼鑄成或采用鋼板焊接結(jié)構(gòu),在水平面呈 H 形,屬于 H 型構(gòu)架。它包括兩根橫梁和兩根側(cè)梁,各梁壁厚均為 12 mm 。在構(gòu)架上焊有電機(jī)座、齒輪箱吊座及各種制動(dòng)吊座。制動(dòng)裝置 使運(yùn)行中的車(chē)輛在規(guī)定的距離范圍內(nèi)停車(chē),裝置。 作 用 傳遞和放大制動(dòng)缸的制動(dòng)力 安裝制動(dòng)使閘瓦與輪對(duì)之間(即制動(dòng)力),產(chǎn)生制動(dòng)效果。牽引電機(jī)與齒輪變速傳動(dòng)裝置 作 用 使?fàn)恳姍C(jī)的扭矩轉(zhuǎn)化為輪對(duì)或車(chē)輪上的轉(zhuǎn)矩,
17、利用輪軌之間的粘著作用,驅(qū)動(dòng)車(chē)輛沿著鋼軌運(yùn)行。轉(zhuǎn)向架支承車(chē)體裝置 作 用 安全可靠地支承車(chē)體 傳遞各種載荷和作用力 車(chē)體與轉(zhuǎn)向架之間應(yīng)能繞不變的旋轉(zhuǎn)中心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),以使車(chē)輛順利通過(guò)曲線。 轉(zhuǎn)向架支承車(chē)體的方式 心盤(pán)集中承載、非心盤(pán)承載(或旁承承載)和心盤(pán)部分承載。 彈性懸掛裝置 為減少線路不平順和輪對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)車(chē)體各種動(dòng)態(tài)的影響,轉(zhuǎn)向架在輪對(duì)與構(gòu)架或構(gòu)架與車(chē)體之間設(shè)有彈性懸掛裝置。前者稱(chēng)為軸箱懸掛裝置,后者稱(chēng)為中央懸掛裝置 也可稱(chēng)為一系懸掛裝置和二系懸掛裝置一系懸掛裝置 城市軌道車(chē)輛一系懸掛采用螺旋彈簧、人字形橡膠彈簧以起到衰減垂向震動(dòng)和軸箱定位作用二系彈簧懸掛 構(gòu)架與車(chē)體之間,設(shè)有二系彈簧減振裝置
18、單軌轉(zhuǎn)向架 跨坐式單軌列車(chē)轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特殊,走行裝置獨(dú)特,由橡膠輪胎完成穩(wěn)定、導(dǎo)向、驅(qū)動(dòng)作用。驅(qū)動(dòng)裝置為直角傳動(dòng)方式,基礎(chǔ)制動(dòng)為盤(pán)形制動(dòng)。因?yàn)椴捎昧讼鹉z輪胎,在發(fā)揮其緩沖效果的同時(shí),由于較高的粘著力,使車(chē)輛具有較高的加速、減速性能,但是不可避免地增大了走行阻力。 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)為二軸無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架,構(gòu)架為鋼板焊接結(jié)構(gòu)。以構(gòu)架為中心,轉(zhuǎn)向架由車(chē)體支承裝置、走行輪、穩(wěn)定輪、導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、高度調(diào)整裝置、牽引裝置、輪胎內(nèi)壓檢測(cè)裝置、主電動(dòng)機(jī)、集電裝置、接地裝置、速度發(fā)電機(jī)、配管及配線等組成。 無(wú)動(dòng)力轉(zhuǎn)向架 動(dòng)力轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是將驅(qū)動(dòng)裝置、走行輪、穩(wěn)定輪、導(dǎo)向輪、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、
19、車(chē)體懸掛裝置、牽引裝置、受流器及接地裝置等匯集在一起的結(jié)構(gòu)性部件。構(gòu)架是以16MnR鋼板為主要材料的焊接結(jié)構(gòu),它由側(cè)梁、橫梁、端梁、導(dǎo)向輪支架、支座及電機(jī)吊架等組成。構(gòu)架是以16MnR鋼板為主要材料的焊接結(jié)構(gòu),它由側(cè)梁、橫梁、端梁、導(dǎo)向輪支架、支座及電機(jī)吊架等組成。 走行輪組成的空心車(chē)軸壓裝在構(gòu)架側(cè)梁軸套內(nèi)側(cè),齒輪減速箱通過(guò)12枚M20螺栓固定在軸套外側(cè)。側(cè)梁四角焊有導(dǎo)向輪支架。橫梁中部焊有牽引裝置安裝座。端梁中部焊有走行安全輪安裝座。 在構(gòu)架兩側(cè)靠中心處焊有2個(gè)支座,支座上部焊有空氣彈簧安裝座;支座下部設(shè)有穩(wěn)定輪支架和受流器座安裝孔;支座內(nèi)部有密閉空腔作為空氣彈簧的附加空氣室;支座一側(cè)焊有電
20、機(jī)吊架,通過(guò)4枚M24螺栓固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 走行輪組成如圖所示,車(chē)軸采用壓入方式被懸臂地固定在構(gòu)架上,走行輪通過(guò)兩套圓錐滾子軸承安裝在車(chē)軸上。走行輪為充氮?dú)獾臒o(wú)內(nèi)胎鋼絲圈橡膠輪胎,萬(wàn)一走行輪漏氣,安裝在構(gòu)架端梁上的實(shí)心橡膠輪胎,可作為輔助車(chē)輪起著安全作用。 導(dǎo)向輪組成如圖所示,穩(wěn)定輪結(jié)構(gòu)與導(dǎo)向輪相似,只是輔助輪在輪胎上方。導(dǎo)向輪、穩(wěn)定輪通過(guò)圓錐滾子軸承安裝在立軸上,它們是充空氣的尼龍斜裁帶內(nèi)胎的橡膠輪胎,其組成中都安裝有輔助輪,以備輪胎漏氣時(shí)使用。 圖 走行輪組成 圖 導(dǎo)向輪組成 走行安全輪 跨坐式轉(zhuǎn)向架的走行安全輪處于經(jīng)常不使用狀態(tài)。一旦在事故狀態(tài)時(shí),為了保證走行安全輪能正常使用,在安全輪里選
21、用了雙側(cè)具有接觸式橡膠油封的單列深溝球軸承。軸承內(nèi)充填鋰基潤(rùn)滑脂。該潤(rùn)滑脂具有防銹性,適用運(yùn)行溫度為35110。這種軸承是永久潤(rùn)滑,無(wú)需保養(yǎng),安裝前不應(yīng)加熱,也不需清洗。 空氣彈簧 選擇帶橡膠堆的低橫向剛度空氣彈簧,以改善乘坐舒適性和通過(guò)曲線的性能??諝鈴椈傻南虏客L(fēng)口與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架內(nèi)部附加空氣室連接,上部進(jìn)風(fēng)口與車(chē)體的管路連接??諝鈴椈膳c附加空氣室之間設(shè)節(jié)流孔,對(duì)車(chē)體起垂直減振作用。膠囊下部的疊層橡膠堆可減小車(chē)輛通過(guò)曲線時(shí)膠囊的變形量,因而改善其受力狀況。另外,當(dāng)空氣彈簧在無(wú)空氣壓力狀態(tài)時(shí),此疊層橡膠堆還起垂直減振作用。安裝空氣彈簧時(shí),上部進(jìn)風(fēng)口和下部通風(fēng)口的外部表面需涂潤(rùn)滑脂防銹。 橫向油壓
22、減振器 降低空氣彈簧橫向剛度的同時(shí),匹配適當(dāng)?shù)臋M向阻尼力,以改善車(chē)輛的橫向性能。 橫向緩沖器 采用適應(yīng)于低橫向剛度空氣彈簧的橫向緩沖器。 中心銷(xiāo) 中心銷(xiāo)插入牽引梁內(nèi),傳遞縱向力。通過(guò)與中心銷(xiāo)配合的金屬套和與牽引梁配合的覆聚四氯乙烯襯套,中心銷(xiāo)可以自由地轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直移動(dòng)。 牽引梁 牽引梁通過(guò)牽引橡膠堆懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。 牽引橡膠堆 每臺(tái)轉(zhuǎn)向架使用4個(gè)牽引橡膠堆。其作用與普通轉(zhuǎn)向架的搖枕牽引拉桿緩沖橡膠相同。安裝牽引橡膠堆時(shí),使其預(yù)壓縮,這樣能夠延長(zhǎng)牽引橡膠堆的壽命。 高度閥調(diào)整車(chē)輛高度 高度閥的調(diào)整桿安裝在構(gòu)架與車(chē)體底架之間,要求有足夠的容許位移,所以使用球形桿端。 空氣彈簧的高度是通過(guò)測(cè)量車(chē)體
23、底架的空氣彈簧上平面至構(gòu)架的空氣彈簧安裝面之間的距離來(lái)進(jìn)行調(diào)整,此距離為(200t) 3mm,此處t為調(diào)整墊的厚度。 車(chē)輪踏面磨耗時(shí)車(chē)體高度的調(diào)整 通過(guò)在空氣彈簧座處加調(diào)整墊來(lái)調(diào)整車(chē)體高度。為了使空氣彈簧被抬起后很容易將調(diào)整墊插入,在空氣彈簧座上設(shè)2個(gè)M16螺紋孔,以便用2個(gè)M16的螺栓頂起空氣彈簧。安裝調(diào)整墊后, 在其四周縫隙處填滿密封膠,以防雨水滲入空氣彈簧座而生銹。 聯(lián)軸節(jié) 聯(lián)軸節(jié)用在驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速箱之間,傳遞驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的力矩。要求聯(lián)軸節(jié)不僅要能傳遞動(dòng)力,同時(shí)還能彌補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速箱輸入法蘭之間因制造誤差引起的裝配偏差,以及衰減因啟動(dòng)或制動(dòng)工況中產(chǎn)生的部分或全部沖擊。故在設(shè)計(jì)中采用彈性
24、聯(lián)軸節(jié)。 針對(duì)傳動(dòng)軸的工作特點(diǎn)及要求,采用了牙嵌式彈性聯(lián)軸節(jié)。該聯(lián)軸節(jié)允許線速度為30 m/s40 m/s;允許扭轉(zhuǎn)角3.25.0;額定扭矩大于或等于1700 Nm;扭轉(zhuǎn)角剛度為98.35 103 Nmrad289.28 103 Nmrad。 在額定扭矩且轉(zhuǎn)速為1500 r/min時(shí),該聯(lián)軸節(jié)允許的軸向偏移量大于或等于5 mm,徑向偏移量大于或等于3.4 mm,角偏移量大于或等于4.3 mm。聯(lián)軸節(jié)的材料為球墨鑄鐵或鑄鋼。 齒輪減速箱 單軌列車(chē)轉(zhuǎn)向架傳動(dòng)裝置所用減速箱的特點(diǎn)是其減速箱正反向行駛的概率相等。也就是說(shuō),列車(chē)在正向行駛時(shí)如果圓錐齒輪所受的軸向力使兩齒輪斥立的話,反之則使兩齒輪楔緊并有
25、導(dǎo)致卡死造成傳動(dòng)失效的可能。對(duì)此,在方案設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)綜合考慮后,采取適當(dāng)增大軸承的接觸角、提高殼體強(qiáng)度、加大軸承等辦法加以解決。此外,設(shè)計(jì)時(shí)力求利用國(guó)內(nèi)重型汽車(chē)成熟的技術(shù)及零部件資源,以最大限度的降低制造成本。 該單軌列車(chē)減速箱為兩級(jí)齒輪傳動(dòng),第一級(jí)為螺旋圓錐齒輪直角傳動(dòng),傳動(dòng)比2.118;第二級(jí)為圓柱斜齒輪,傳動(dòng)比3.063。主動(dòng)圓錐齒輪的支承方式為圓錐滾子軸承、“O”型支承,這是汽車(chē)上廣泛應(yīng)用的一種支承方式。在該支承結(jié)構(gòu)中,圓錐滾子軸承既承受軸向力,又承受徑向力。減速箱內(nèi)部齒輪及支承軸承的潤(rùn)滑均采用飛濺潤(rùn)滑。輸入軸的油封應(yīng)滿足往復(fù)運(yùn)動(dòng)的要求。 走行輪及其驅(qū)動(dòng)裝置 通過(guò)對(duì)國(guó)外跨坐式單軌列車(chē)走行
26、輪及其驅(qū)動(dòng)裝置的分析研究,并參照我國(guó)重型載貨汽車(chē)驅(qū)動(dòng)后橋的成熟結(jié)構(gòu),此次設(shè)計(jì)的走行輪采取了三件式、無(wú)輪輻的平底寬輪輞結(jié)構(gòu),采用“O”形橡膠密封圈。輪輞與驅(qū)動(dòng)輪轂的連接是楔塊式。驅(qū)動(dòng)輪輪轂通過(guò)軸承支承在軸殼上,驅(qū)動(dòng)輪輪轂與驅(qū)動(dòng)軸(半軸)法蘭通過(guò)螺栓連接。驅(qū)動(dòng)軸采用全浮式支承,通過(guò)端部的花鍵與減速箱從動(dòng)圓柱齒輪連接,從而將經(jīng)減速箱傳來(lái)的扭矩傳遞到走行輪上,實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的目的。 水平輪(導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪)輪輞形式是兩件式、有輪輻的平底寬輪輞。水平輪輪輞通過(guò)螺栓與輪轂連接并支承在2個(gè)圓錐滾子軸承上,為可轉(zhuǎn)動(dòng)部分,輪軸(立式車(chē)軸)與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架通過(guò)螺栓相聯(lián),為不可轉(zhuǎn)動(dòng)部分。輔助鋼輪(安全輪)與水平輪輪輞通過(guò)螺栓
27、固定在一起。水平輪與軌道兩側(cè)的壓緊負(fù)荷通過(guò)調(diào)整墊片調(diào)節(jié)。 制動(dòng)器 通過(guò)調(diào)研和初步計(jì)算分析,選擇了KNORR公司用于汽車(chē)的鉗盤(pán)式制動(dòng)器。該制動(dòng)盤(pán)的直徑為430 mm,厚度為45 mm??刂品绞綖闅饪刂?,帶強(qiáng)力彈簧停車(chē)制動(dòng)器,杠桿比為15.6左右,單個(gè)制動(dòng)器摩檫面積為400 cm2。制動(dòng)器裝在減速器第一級(jí)從動(dòng)齒輪軸上,制動(dòng)鉗裝在減速箱殼體上。 測(cè)速裝置 測(cè)速裝置是系統(tǒng)設(shè)置的速度檢測(cè)元件,它將傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電信號(hào),輸出的電壓與相應(yīng)的轉(zhuǎn)速成正比。 輪胎氣壓檢測(cè)裝置 本設(shè)計(jì)采取的是集流滑環(huán)式輪胎氣壓檢測(cè)裝置。第三節(jié) DK型地鐵電動(dòng)客車(chē)轉(zhuǎn)向架 長(zhǎng)春客車(chē)廠設(shè)計(jì)制造的用于北京地鐵、天津地鐵、朝鮮平壤
28、地鐵客車(chē)的轉(zhuǎn)向架為無(wú)搖動(dòng)臺(tái)式DK型轉(zhuǎn)向架,屬于該系列、數(shù)量較多的有DK3、DK4、DK8、DK16、DK20等多種型號(hào)。 圖4-10為平壤地鐵客車(chē)轉(zhuǎn)向架外觀。圖4-11為它由構(gòu)架1、輪對(duì)軸箱彈簧裝置2、搖枕彈簧裝置3、齒輪減速箱5、齒式聯(lián)軸節(jié)6、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置7和受 流器等組成。 圖4-10 平壤地鐵客車(chē)轉(zhuǎn)向架外觀北京地鐵DK3型轉(zhuǎn)向架 1構(gòu)架;2軸箱彈簧;3搖枕彈簧;4尼龍墊;5齒輪減速箱;6齒式聯(lián)軸器;7基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。北京地鐵DK3型轉(zhuǎn)向架 1構(gòu)架組成;2輪對(duì)組成;3軸箱組成;4軸箱定位裝置;5中央懸掛裝置;6基礎(chǔ)制動(dòng)裝置;7牽引電動(dòng)機(jī);8齒輪減速箱;9齒式聯(lián)軸器。構(gòu)架上海地鐵動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架 1構(gòu)架;2軸箱裝置;3輪對(duì);4疊層橡膠彈簧;5空氣彈簧和彈性元件;6垂向液壓減振器;7橫向液壓減振器;8抗側(cè)滾扭桿;9橫向橡膠緩沖擋;10中心銷(xiāo);11Z形拉桿;12牽引電機(jī);13齒輪減速箱;14基礎(chǔ)制動(dòng)裝置;15速度傳感器;16接地裝置。 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 1軸彈簧座;2構(gòu)架;3節(jié)點(diǎn)座;4齒輪箱吊座;5牽引拉桿座;7受流器座;8制動(dòng)吊座。 1構(gòu)架;2軸箱彈簧;3搖枕彈簧;4尼龍墊;5齒輪減速箱;6齒式聯(lián)軸器;7基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。
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