转向架的组成及作用.ppt

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1、转向架结构原理转向架结构原理及基本部件及基本部件主要内容：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）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面为便于通过曲线，前后两轴中心之间距离10m10m。车辆载重量受到车辆允许轴重的限制，而且长度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满足运输发展的要求。和容积也不能满足运输发展的要求。（2 2）与二轴车结构相仿的多轴车辆

2、，虽然能增）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，车长仍加载重量，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，受到限制。而且中间轮对有较大横向游动量，使得结构复杂而没有被推广采用。使得结构复杂而没有被推广采用。（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（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上。车体与转向架可相对撑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、长度和容积都可转动。从而使车辆的载重量、长度和容积都可以增加，

3、运行品质提高。这是目前绝大多数车以增加，运行品质提高。这是目前绝大多数车辆采用的形式。辆采用的形式。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）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；运行速度，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）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；承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体平动；（3 3）支撑车体，承受并传递载荷及作用力，并）支撑车体，承受并传递载荷及作用力，并使轴重均匀分配；使轴重均匀分配；（4 4）保证

4、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）结构要便于安装弹簧减振装置，使之具有良好的减振特性；良好的减振特性；（6 6）传递牵引力和制动力，保证在规定的距离）传递牵引力和制动力，保证在规定的距离内停车；内停车；（7 7）与车体之间尽可能减少连接件，并要求结）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。构简单装拆方便，以便于单独制造和检修。二、转向架的组成 由于车辆的用途、运行条件等因素，转向架由于车辆的用途、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的类型非常多，但其基本作用和基本组成部分是相同的。一般

5、转向架可以分成以下几个部分：相同的。一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在各

6、种转向架上，采用的轮对的数目与类型是有区别的。是有区别的。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，新型客车轴，新型客车主要采用主要采用D D轴。轴。按轴数分类，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。（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，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称为轴箱定位装置，由于轴箱相对于轮对在前后、左右方向

7、的间隙很小，故约束轮对相对运后、左右方向的间隙很小，故约束轮对相对运动的动的轮对定位轮对定位通常也称为通常也称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定位适宜的弹性定位刚度刚度，其值是该装置主要参数；结构形式应能，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，结保证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。构简单可靠，无磨耗或少磨耗。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，或是轴箱轴箱与转向架侧架铸成

8、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，与侧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。轴箱与侧架之间不能产生任何相对运动。固定定位（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插入轴箱的导槽内，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，但或侧架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，在前后、左右方向仅能在允许的间隙范围内，有相对小的位移。有相对小的位移。导框式定位轴箱导框（3 3）干摩擦导柱式定位）干

9、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安装在构架上的导柱及坐落在弹簧托盘上的支持环均装配有磨耗套，车辆上下振动时磨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摩擦。它的定位作用是由于轴箱耗套之间是干摩擦。它的定位作用是由于轴箱橡胶垫产生不同方向的剪切变形，实现弹性定橡胶垫产生不同方向的剪切变形，实现弹性定位作用。位作用。（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，构架通过导柱与导筒传递纵向力定位作用是，构架通过导柱与导筒

10、传递纵向力和横向力，再通过轴箱橡胶垫传递给轴箱体，和横向力，再通过轴箱橡胶垫传递给轴箱体，使橡胶垫产生不同方向的剪切变形，实现弹性使橡胶垫产生不同方向的剪切变形，实现弹性定位作用。定位作用。（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，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一端与轴箱相连，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运动，实现弹性定位。架与轴箱的相对运动，实现弹性定位。（6 6）拉杆式定位）拉杆式定位 拉杆两端分别与构架和轴箱相连，拉杆拉杆两端分别

11、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可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位移。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。间的横向与纵向的相对位移，实现弹性定位。（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形的轴箱体固结，一端以橡胶弹性节点与焊在构架上的安装座相连接。构架上的安装座相连接。（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，橡胶弹构架与轴箱之间设有橡胶弹簧，橡胶弹簧在上

12、下方向刚度较小，轴箱相对构架在上下簧在上下方向刚度较小，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方向有比较大的位移，而它的纵横向具有适宜的刚度以实现良好的弹性定位。的刚度以实现良好的弹性定位。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只设有一系弹簧减振装置，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。采用枕于侧架之间，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，一系悬挂的转向架结构简单，便于检修、制

13、造，多在货车转向架上采用。多在货车转向架上采用。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，即摇枕弹簧对之间，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，使车体的振动经历减振装置和轴箱减振装置，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二次弹簧减振装置衰减。可以明显改善车辆的运行品质，多在客车转向架上采用。运行品质，多在客车转向架上采用。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，根据转向架以心盘支撑车体的转向架，根据转向架中央（摇

14、枕）弹簧的横向跨距小于、大于或等中央（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、外侧悬挂和中心悬挂。称为内侧悬挂、外侧悬挂和中心悬挂。内侧悬挂外侧悬挂中心悬挂三、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。传递给前后转向架的两个下心盘。2 2、非心盘承载、非心盘承载 这种转向架没有心盘，即使有类似的装这种转向架没有心盘，即使有

15、类似的装置，但仅作为牵引及转动中心使用，车体的全置，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部重量通过中央弹簧悬挂装置直接传递给转向架。在中央弹簧悬挂装置与构架之间安装有旁架。在中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。承时，又称为旁承承载。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，分别传递的组合，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。给心盘与旁承，使之共同承载。（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

16、挂装置的载荷传递 转向架中央悬挂装置的载荷传递，按其转向架中央悬挂装置的载荷传递，按其结构特点，分为以下二种形式。结构特点，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。过摇动台将载荷传递给构架。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，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，一般采用空气弹簧或高圆螺旋弹簧，在特性，一般

17、采用空气弹簧或高圆螺旋弹簧，在新型高速转向架上得到了应用。新型高速转向架上得到了应用。（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。还有一种心盘承载，具有轴箱弹簧悬载方式。还有一种心盘承载，具有轴箱弹簧悬挂的装置，无中央弹簧悬挂装置。挂的装置，无中央弹簧悬挂装置。（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，无轴箱弹、转向架侧架直接置于轮对轴箱上，无轴箱

18、弹簧装置簧装置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 对对一、论对组成及基本要求1 1、组成、组成 轮对由一根车轴和两个相同的车轮组成，在轮对由一根车轴和两个相同的车轮组成，在轮轴结合处采用轮轴结合处采用过盈配合过盈配合，使两者牢固地结合在，使两者牢固地结合在一起。一起。2

19、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）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；最大载荷下安全运行；（2 2）应在强度足够和保证一定寿命前提下，使）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，以减小轮轨之间重量最小，并具有一定弹性，以减小轮轨之间的相互作用力；的相互作用力；（3 3）阻力小，耐磨性好；）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）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。有必要的抗脱轨安全性。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

20、颈：安装滚动轴承，负担车辆重量，并传递各、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。方向的静、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（二）车轴轴型（二）车轴轴型 车轴轴型已标准化和系列化，根据国家车轴轴型已标准化和系列化，根据国家标准标准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

21、 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 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（三）车轴材质及要求

22、（三）车轴材质及要求 车轴采用优质碳素钢加热锻压成型，经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。过热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车轴钢的化学成分以及热材料后的机械性能要符合相关规定。性能要符合相关规定。（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轮轨之间的动作用力，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，作用，截面中心部分应力很小，制成空心后，对强度影响很

23、小。对强度影响很小。目前，我国空心车轴采用厚壁无缝钢管轴目前，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，要进行超声波颈锻缩成型方案。为确保安全，要进行超声波探伤，空心车轴结构如图。探伤，空心车轴结构如图。三、车轮（一）车轮各部位名称及作用（一）车轮各部位名称及作用 目前我国铁路车辆采用的绝大多数目前我国铁路车辆采用的绝大多数是整体辗钢轮，包括轮辋、踏面、轮缘、是整体辗钢轮，包括轮辋、踏面、轮缘、幅板和轮毂等部分。幅板和轮毂等部分。1 1、轮缘：是保持车辆沿钢轨运行，防止脱、轮缘：是保持车辆沿钢轨运行，防止脱轨的重要部分。轨的重要部分。2 2、踏面：做成一定的斜度，作用是：、踏面

24、：做成一定的斜度，作用是：（1 1）便于通过曲线）便于通过曲线（2 2）自动调中）自动调中（3 3）踏面磨耗沿宽度方向比较均匀）踏面磨耗沿宽度方向比较均匀（二）踏面形状（二）踏面形状1 1、锥形踏面、锥形踏面 锥形踏面有两个斜度，锥形踏面有两个斜度，1:201:20和和1:101:10，前，前者是轮轨的主要接触部分。各国车辆运行表明，者是轮轨的主要接触部分。各国车辆运行表明，锥形踏面车轮初始形状运行中很快磨耗。锥形踏面车轮初始形状运行中很快磨耗。磨耗磨耗成一定形状后磨耗变缓且形状相对稳定成一定形状后磨耗变缓且形状相对稳定。2 2、磨耗形踏面、磨耗形踏面 实践证明，把车轮踏面一开始做成磨耗实践证

25、明，把车轮踏面一开始做成磨耗后的稳定形状，即后的稳定形状，即磨耗型踏面磨耗型踏面，可明显减少轮，可明显减少轮轨磨耗、接触应力。如图是我国轨磨耗、接触应力。如图是我国LMLM磨耗型踏面。磨耗型踏面。LMaLMa和和UIC S1002UIC S1002型踏面也是一种磨耗型踏面，型踏面也是一种磨耗型踏面，可以适应车辆高速运行。可以适应车辆高速运行。3 3、车轮名义直径、车轮名义直径 离轮缘内侧离轮缘内侧70mm70mm处直径为名义直径，轮处直径为名义直径，轮径大小各有利弊。径大小各有利弊。客车：客车：915mm915mm货车：货车：840mm840mm（三）车轮种类（三）车轮种类 车轮按用途分为客车

26、用、货车用、机车车轮按用途分为客车用、货车用、机车用车轮；按其结构分为整体轮和轮毂轮；整体用车轮；按其结构分为整体轮和轮毂轮；整体轮分为辗钢轮和铸钢轮；还有弹性车轮、轮分为辗钢轮和铸钢轮；还有弹性车轮、S S型型幅板车轮。幅板车轮。1 1、辗钢整体轮、辗钢整体轮 简称辗钢轮，是由钢锭或轮坯经加热辗简称辗钢轮，是由钢锭或轮坯经加热辗轧而成，并经过淬火热处理。轧而成，并经过淬火热处理。优点：强度高、韧性、自重轻，能适应优点：强度高、韧性、自重轻，能适应载重大运行速度高的要求；维修费用低。载重大运行速度高的要求；维修费用低。缺点：制造技术复杂，设备投资大缺点：制造技术复杂，设备投资大 为适应高速、重

27、载，近年来研制了为适应高速、重载，近年来研制了S S型幅型幅板整体辗钢车轮。结构强度提高，应力分布合板整体辗钢车轮。结构强度提高，应力分布合理，具有较好的径向弹性特性，可显著改善轮理，具有较好的径向弹性特性，可显著改善轮轨动作用力。轨动作用力。整体辗钢轮S型幅板整体辗钢轮2 2、铸钢形式车轮、铸钢形式车轮 新型铸钢轮与整体辗钢轮相比：新型铸钢轮与整体辗钢轮相比：（1 1）铸钢车轮直接铸造成型）铸钢车轮直接铸造成型（2 2）采用石墨浇注工艺，具有尺寸精度高、几）采用石墨浇注工艺，具有尺寸精度高、几何形状好、质量分布均匀何形状好、质量分布均匀（3 3）流线型幅板结构）流线型幅板结构3 3、高速轻型

28、车轮、高速轻型车轮 为减少高速运行时轮轨之间动作用力，轮为减少高速运行时轮轨之间动作用力，轮对尽可能轻量化，一般采用维持轮径不变减小对尽可能轻量化，一般采用维持轮径不变减小车轮质量。特点是采用薄轮辋、幅板、轮毂；车轮质量。特点是采用薄轮辋、幅板、轮毂；采用适用高速运行的踏面外形，如采用适用高速运行的踏面外形，如UIC S1002UIC S1002；采用设计合理的幅板外形。；采用设计合理的幅板外形。4 4、弹性车轮、弹性车轮轮心与轮箍之间安装弹性元件轮心与轮箍之间安装弹性元件-橡胶垫橡胶垫5 5、客货车车轮编号、客货车车轮编号货车：货车：HDSHDS、HDSAHDSA、HDZHDZ、HDZBHD

29、ZB、HDZCHDZC HES HES、HESAHESA、HEZBHEZB提速轮对：最大残余静不平衡值为提速轮对：最大残余静不平衡值为125gm125gm；5050车轴；提速轴承车轴；提速轴承减重轮对：减重轮对：HDZBHDZB、HDSAHDSA型车轮；型车轮；5050钢车轴；钢车轴；无轴箱滚动轴承的轮对无轴箱滚动轴承的轮对提速减重轮对：提速减重轮对：客车：客车：KDSKDS、KKDKKD 四、轮对形状尺寸与线路的相互关系（一）轮缘内侧距离与线路尺寸的关系（一）轮缘内侧距离与线路尺寸的关系1 1、保证轮缘与钢轨之间有一定游间、保证轮缘与钢轨之间有一定游间 以减少轮缘与钢轨的磨耗，并实现轮对的自

30、以减少轮缘与钢轨的磨耗，并实现轮对的自动调中作用。对于标准轨距线路，最小轨距动调中作用。对于标准轨距线路，最小轨距1433mm1433mm，最大内侧距离为，最大内侧距离为1359mm1359mm e=1433-(1359+32x2)=10mm e=1433-(1359+32x2)=10mm135914332 2、安全通过曲线、安全通过曲线 为减少磨耗，要有一定的间隙，但间隙为减少磨耗，要有一定的间隙，但间隙也不能过大，车轮在轨道上要有足够的搭载量。也不能过大，车轮在轨道上要有足够的搭载量。按按铁路技术管理规程铁路技术管理规程相关规定车轮，最小相关规定车轮，最小轮缘内侧距轮缘内侧距1350mm1

31、350mm，求得最小车轮搭载量有，求得最小车轮搭载量有17mm17mm，足以保证行车安全。，足以保证行车安全。1456135022130（3 3）安全通过辙叉）安全通过辙叉护轨翼轨叉心轮对最大内侧距+轮缘厚 1391轮对最小内侧距 1348（二）踏面斜度与曲线半径（二）踏面斜度与曲线半径1 1、径向通过曲线、径向通过曲线 车轮过曲线时，车轮与钢轨不发生滑动，车轮过曲线时，车轮与钢轨不发生滑动，外轮滚动的距离与外轨长度相适应，内轮滚动外轮滚动的距离与外轨长度相适应，内轮滚动距离与内轨长度相适应，车轴纵向中心线与曲距离与内轨长度相适应，车轴纵向中心线与曲线半径的方向总是重叠的，轮对以此状态通过线半

32、径的方向总是重叠的，轮对以此状态通过曲线，称为曲线，称为径向通过曲线径向通过曲线。r1=r0+yr2=r0-yR2b2 2、踏面锥度与曲线半径的关系、踏面锥度与曲线半径的关系 当外轮偏移当外轮偏移y y，在纯滚动条件下，在纯滚动条件下，b b、r0r0、y y与与R R比是很小的量，近似得到下式：比是很小的量，近似得到下式：例如：例如：2ro=840mm2ro=840mm，=0.05=0.05，2b=14932b=1493，y=10mmy=10mm，得到径向通过曲线的最小曲线半，得到径向通过曲线的最小曲线半径径R=630mR=630m；2r0=915mm2r0=915mm，则，则R=686mR

33、=686m。而实。而实际的最小曲线半径为际的最小曲线半径为250m250m，为顺利通过曲线，为顺利通过曲线，应允许轮对横移量应允许轮对横移量y y增大。增大。R+bRr0r1=r0+yro+yro=R+bRR=br0y从上述分析可以看出：从上述分析可以看出：（1 1）车轮踏面必须有斜度，增大踏面斜度，可）车轮踏面必须有斜度，增大踏面斜度，可以通过更小的半径曲线；以通过更小的半径曲线；（2 2）为顺利通过曲线曲线区段（）为顺利通过曲线曲线区段（R650mR650m）的）的轨距要加宽。轨距要加宽。主要内容：主要内容：n n轴箱装置的作用轴箱装置的作用n n滚动轴承轴箱装置滚动轴承轴箱装置n n高速

34、车辆对滚动轴承的要求高速车辆对滚动轴承的要求第四节第四节 轴箱装置轴箱装置一、轴箱装置的作用轴箱装置的作用轴箱装置的作用1 1、将轮对和侧架或构架联系在一起，使轮对沿钢轨、将轮对和侧架或构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为车体的平动的滚动转化为车体的平动2 2、承受车辆的重量，传递作用力、承受车辆的重量，传递作用力3 3、良好的润滑性能，减少磨耗，降低运行阻力、良好的润滑性能，减少磨耗，降低运行阻力4 4、良好的密封性。、良好的密封性。采用滚动轴承显著降低运行阻力，所以现在新采用滚动轴承显著降低运行阻力，所以现在新造的客货车都采用了滚动轴承，只有早期的货车造的客货车都采用了滚动轴承，只有早

35、期的货车采用过滑动轴承。采用过滑动轴承。二、滚动轴承轴箱装置（一）车辆滚动轴承轴箱装置的形式（一）车辆滚动轴承轴箱装置的形式 由于铁路车辆允许轴重比较大，故采用承载由于铁路车辆允许轴重比较大，故采用承载能力比较大的滚子滚动轴承，按滚子形状分为圆能力比较大的滚子滚动轴承，按滚子形状分为圆柱滚动轴承、圆锥滚动轴承和球面滚动轴承。柱滚动轴承、圆锥滚动轴承和球面滚动轴承。n n我国铁道客车上应用的滚动轴承，我国铁道客车上应用的滚动轴承，42724QT42724QT、152724QT152724QT型和型和42726Q42726Q、152726QT 152726QT；SKFSKF、FAGFAG等进口轴承

36、。等进口轴承。n n我国铁道货车的主型轴承是圆锥滚子轴承我国铁道货车的主型轴承是圆锥滚子轴承197726T197726T，提速轴承如，提速轴承如SKF197726SKF197726、352226X2-352226X2-2RZ2RZ、353130A(B,C)353130A(B,C)等等铁路客车轴承42726QT铁路货车轴承1 1、圆柱滚动轴承与轴箱、圆柱滚动轴承与轴箱 如图所示是如图所示是RD3RD3型滚型滚动轴承轴箱装置，由两个单动轴承轴箱装置，由两个单列向心短圆柱滚子轴承、轴列向心短圆柱滚子轴承、轴箱体箱体1 1、防尘挡圈、防尘挡圈2 2、迷宫式、迷宫式密封密封3 3、轴箱后盖、轴箱后盖4

37、4、压板、压板5 5和轴箱盖和轴箱盖6 6等组成。等组成。在车辆运行中，可以在车辆运行中，可以承受并传递垂向、纵向和横承受并传递垂向、纵向和横向三个方向的力。向三个方向的力。为改善密封性能，采用为改善密封性能，采用橡胶迷宫式密封装置。橡胶迷宫式密封装置。42726QT152726QT1234652 2、圆锥滚动轴承、圆锥滚动轴承 右图为无轴箱式，用右图为无轴箱式，用于货车转向架，由轴承于货车转向架，由轴承1 1、油封组成油封组成2 2、前盖、前盖3 3、防松、防松片片4 4、通气拴、通气拴5 5、后盖、后盖6 6等组等组成。成。轴承为双列圆锥滚子轴承为双列圆锥滚子轴承，滚子与轴承转动轴轴承，滚

38、子与轴承转动轴线成一定倾角，既能承受线成一定倾角，既能承受径向力，又能承受较大的径向力，又能承受较大的轴向力。轴向力。123654三、高速车辆对滚动轴承的要求 对于高速车辆使用的轴承，应着重解决的问对于高速车辆使用的轴承，应着重解决的问题是尽力降低轴承运转温度和实现小型轻量化。题是尽力降低轴承运转温度和实现小型轻量化。1 1、轴承选型、精度等级、材质及热处理、轴承选型、精度等级、材质及热处理 目前世界高速铁路所采用的轮对轴承主要是目前世界高速铁路所采用的轮对轴承主要是圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承，时速超过圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承，时速超过240km240km，一般采用圆锥滚子轴承。，一般采用圆

39、锥滚子轴承。轴承精度提高，我国铁路一般车辆采用的轴承精度提高，我国铁路一般车辆采用的是是G G级，我国引进的准高速级，我国引进的准高速SKFSKF轴承精度相当于我轴承精度相当于我国的国的E E级。级。为提高轴承寿命，采用优质轴承钢，并为提高轴承寿命，采用优质轴承钢，并经过适当的热处理，其硬度在经过适当的热处理，其硬度在HRC62HRC62左右。左右。2 2、轴承润滑脂及填充量、轴承润滑脂及填充量 由于密封装置简单，铁路车辆多采用润由于密封装置简单，铁路车辆多采用润滑脂，基本要求是粘度低，如果轴承计算寿命滑脂，基本要求是粘度低，如果轴承计算寿命高于润滑脂的工作寿命，必须补充润滑脂。高于润滑脂的工

40、作寿命，必须补充润滑脂。3 3、轴承密封、轴承密封 防止外部污染物进入和润滑脂溢出，提防止外部污染物进入和润滑脂溢出，提高轴承使用寿命。高轴承使用寿命。4 4、轴承游间的影响、轴承游间的影响 选取合适的径向游隙，尽可能减小轴向选取合适的径向游隙，尽可能减小轴向间隙。间隙。5 5、降低轴承的运转温度、降低轴承的运转温度 降低轴温的措施：轴承材质要好，提高降低轴温的措施：轴承材质要好，提高精度，良好润滑，适宜的润滑脂粘度，填充量精度，良好润滑，适宜的润滑脂粘度，填充量要少，连续不停运行时间要有限制，改善振动要少，连续不停运行时间要有限制，改善振动性能等。性能等。主要内容：主要内容：n n弹性悬挂元

41、件的作用弹性悬挂元件的作用n n钢弹簧结构及计算钢弹簧结构及计算n n空气弹簧结构空气弹簧结构第五节第五节 弹性悬挂元件弹性悬挂元件一、弹性悬挂元件的作用及特性1 1、弹性悬挂装置的作用、弹性悬挂装置的作用 为了减少有害的车辆冲动，车辆上必须设有为了减少有害的车辆冲动，车辆上必须设有缓和冲动和衰减振动的装置，即弹簧减振装置，缓和冲动和衰减振动的装置，即弹簧减振装置，又称为又称为弹性悬挂装置弹性悬挂装置。按其作用大体分为三类：。按其作用大体分为三类：（1 1）主要起缓和冲动的弹簧装置）主要起缓和冲动的弹簧装置（2 2）主要起衰减振动的减振装置）主要起衰减振动的减振装置（3 3）主要起定位作用的定

42、位装置）主要起定位作用的定位装置 常见的弹性元件有钢弹簧，橡胶元件，空气常见的弹性元件有钢弹簧，橡胶元件，空气弹簧等。弹簧等。2 2、弹簧的主要特性、弹簧的主要特性 弹簧的主要特性有挠度、刚度和柔度。弹簧的主要特性有挠度、刚度和柔度。挠度是指弹簧在外力作用下产生的弹性变形的挠度是指弹簧在外力作用下产生的弹性变形的大小，而弹簧产生单位挠度所需力的大小，称大小，而弹簧产生单位挠度所需力的大小，称为弹簧的刚度。弹簧特性可用弹簧挠力图表示。为弹簧的刚度。弹簧特性可用弹簧挠力图表示。载荷P挠度fP0f00线性弹簧特性0Pf非线性弹簧特性3 3、弹簧串并联刚度的计算、弹簧串并联刚度的计算 为了改善弹簧的特

43、性，适应安装位置，为了改善弹簧的特性，适应安装位置，车辆上常采用组合弹簧，即弹簧串并联。车辆上常采用组合弹簧，即弹簧串并联。（1 1）并联）并联 P P1 1=K=K1 1f;Pf;P2 2=K=K2 2f;Pf;P3 3=K=K3 3f f P Pn n=K=Kn nf f P=P P=P1 1+P+P2 2+.+P+.+Pn n=K=K f f K K =K=K1 1+K+K2 2+.+K+.+Kn n 并联布置得弹簧系统的总刚度等于各个并联布置得弹簧系统的总刚度等于各个弹簧刚度的和弹簧刚度的和。Pfk1fk2fk3（2 2）串联）串联有：有：f f =f=f1 1+f+f2 2+.+f+

44、.+fn nf f =（i i1 1+i+i2 2+.+i+.+in n）P P =i =i P P K K =1/i=1/i =1/=1/（1/k1/k1 1+1/k+1/kn n ）串联布置得弹簧系统的总柔度等于各弹串联布置得弹簧系统的总柔度等于各弹簧柔度的代数和簧柔度的代数和。f1，k1f2，k2f2，k2二、钢弹簧结构及计算1 1、螺旋弹簧结构及主要参数、螺旋弹簧结构及主要参数 通常采用簧条截面为圆型的圆柱压缩螺旋弹通常采用簧条截面为圆型的圆柱压缩螺旋弹簧，故又称为圆簧。弹簧材质有簧，故又称为圆簧。弹簧材质有55Si2Mn55Si2Mn和和60Si2Mn60Si2Mn、60Si2CrV

45、AT60Si2CrVAT等等 。制造时还要将簧条每。制造时还要将簧条每端端3/43/4圈制成斜面，弹簧卷成后，两端作为支持平圈制成斜面，弹簧卷成后，两端作为支持平面，称为弹簧支持圈。面，称为弹簧支持圈。主要参数：主要参数：d d、D D、n n、N N、H Hminmin、H H0 0、m=D/dm=D/d、f fv v、K Kv v等。等。2 2、单卷弹簧垂向特性计算、单卷弹簧垂向特性计算由材料力学有关公式如下：由材料力学有关公式如下：3 3、双卷螺旋弹簧的垂向特性计算、双卷螺旋弹簧的垂向特性计算 在转向架弹簧装置中，常采用双卷弹簧，在转向架弹簧装置中，常采用双卷弹簧，在承载与弹性特性相同的

46、条件下，占有更小的在承载与弹性特性相同的条件下，占有更小的空间。双卷弹簧完全代替单卷弹簧必须满足以空间。双卷弹簧完全代替单卷弹簧必须满足以下条件：下条件：（1 1）弹簧指数相等）弹簧指数相等2-1（2 2）应力相等）应力相等设单卷弹簧载荷设单卷弹簧载荷P P，双卷弹簧内外卷载荷分布为，双卷弹簧内外卷载荷分布为P1P1和和P2P2，则：，则：代入：代入：得：得：代入代入2-12-1，得：，得：2-2（3 3）挠度相等）挠度相等经整理得到：经整理得到：内外卷保持一定间隙内外卷保持一定间隙2-3D/2D2/2D1/2dd1d2S d1,d2选定mD1,D2dn1,n24 4、两级弹簧刚度的垂向特性、

47、两级弹簧刚度的垂向特性 随着货车载重量增加，空重车簧上质量随着货车载重量增加，空重车簧上质量相差悬殊，可能使空车静挠度过小。为此采用相差悬殊，可能使空车静挠度过小。为此采用两级刚度弹簧，可兼顾空、重车两种状态，选两级刚度弹簧，可兼顾空、重车两种状态，选择适宜的弹性特性曲线。择适宜的弹性特性曲线。AOBPfPkPzh三、橡胶元件1 1、橡胶元件的优点、橡胶元件的优点（1 1）橡胶的三维特性）橡胶的三维特性（2 2）避免金属件之间的磨耗）避免金属件之间的磨耗（3 3）减轻自重）减轻自重（4 4）高频减振及隔音效果好）高频减振及隔音效果好（5 5）弹性变形大，易实现良好的非线性特性）弹性变形大，易实

48、现良好的非线性特性 缺点是耐高温、耐低温和耐油性能比金属弹簧差，缺点是耐高温、耐低温和耐油性能比金属弹簧差，易老化，性能离散度大易老化，性能离散度大。2 2、橡胶元件在车辆上的应用、橡胶元件在车辆上的应用（1 1）弹簧装置与定位装置）弹簧装置与定位装置 如橡胶弹簧，止挡，横向缓冲器等如橡胶弹簧，止挡，横向缓冲器等（2 2）金属磨擦部位）金属磨擦部位 ，利用橡胶元件减少磨耗，利用橡胶元件减少磨耗 如衬垫、衬套、旁承如衬垫、衬套、旁承四、空气弹簧 （一）、空气弹簧的应用及特点（一）、空气弹簧的应用及特点 我国我国19581958年开始轨道车辆用空气弹簧的研究，年开始轨道车辆用空气弹簧的研究，606

49、0年代后期实现了设计上的突破，达到了实用化年代后期实现了设计上的突破，达到了实用化水平。水平。9090年代以后，我国铁路进入了高速化和全面年代以后，我国铁路进入了高速化和全面提速的新时期，空气弹簧广泛应用于国内各型准提速的新时期，空气弹簧广泛应用于国内各型准高速、提速、高速铁路客车和动车组上，并且随高速、提速、高速铁路客车和动车组上，并且随着近几年我国城市轨道交通发展需求的日益增加，着近几年我国城市轨道交通发展需求的日益增加，空气弹簧在地铁、轻轨亦获得了更广泛的应用。空气弹簧在地铁、轻轨亦获得了更广泛的应用。空气弹簧的特点：空气弹簧的特点：n n空气弹簧的刚度可选择低值，以降低车辆的自空气弹簧

50、的刚度可选择低值，以降低车辆的自振频率振频率n n空气弹簧具有非线性特性空气弹簧具有非线性特性n n与高度控制阀并用时，可使车体在不同静载荷与高度控制阀并用时，可使车体在不同静载荷下，保持车辆地板面距轨面的高度不变下，保持车辆地板面距轨面的高度不变n n可以承受三维方向的载荷可以承受三维方向的载荷n n在空气弹簧本体和附加空气室之间设有适宜的在空气弹簧本体和附加空气室之间设有适宜的节流孔，具有垂向减振性能节流孔，具有垂向减振性能n n具有良好的吸收高频振动和隔音性能具有良好的吸收高频振动和隔音性能（二）、空气弹簧装置系统的组成（二）、空气弹簧装置系统的组成 系统由空气弹簧本体、附加空气室、高系