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城市軌道交通車輛構造 1 項目四轉向架 任務一轉向架概述任務二構架和輪對軸箱裝置任務三彈簧減振裝置任務四牽引連接裝置和驅動裝置任務五幾種典型城市軌道交通車輛轉向架構造 重難點 1 轉向架概述 2 構架和輪對軸箱裝置 3 彈簧減振裝置 4 牽引連接裝置和驅動裝置 5 幾種典型城市軌道交通車輛轉向架構造 項目四轉向架 城市軌道交通車輛轉向架應具有以下基本作用 1 承載 承受以上各部分的重量 包括車體 車架 動力裝置和輔助裝置等 并使軸重均勻分配 2 牽引 動力轉向架 保證必要的輪軌粘著 并把輪軌接觸處產(chǎn)生的輪周牽引力傳遞給車架 車鉤 牽引列車前進 3 緩沖 緩和線路不平順對車輛的沖擊 保證車輛具有良好的運行平穩(wěn)性和穩(wěn)定性 4 轉向 保證車輛順利通過曲線 5 制動 產(chǎn)生必要的制動力 以使車輛在規(guī)定的距離內減速或停車 一 轉向架的作用 任務一轉向架概述 轉向架是由構架 輪對軸箱裝置 彈性懸掛裝置 驅動裝置 基礎制動裝置和中央牽引裝置等部分組成 1 構架構架是轉向架的基礎和骨架 它將轉向架的各個零 部件組成一個整體 并承受和傳遞各種力 2 輪對軸箱裝置輪對直接向鋼軌傳遞重量 通過輪軌間的粘著產(chǎn)生牽引力或制動力 并通過車輪的回轉實現(xiàn)車輛在鋼軌上的運行 平移 軸箱裝置是聯(lián)系構架與輪對的活動關節(jié) 它除了保證輪對進行回轉運動外 還能使輪對適應線路不平順等條件 相對于構架上下 左右和前后運動 二 轉向架的組成及各部分的作用 任務一轉向架概述 3 彈性懸掛裝置為減少線路不平順和輪對運動對車體產(chǎn)生的各種動態(tài)的影響 轉向架在輪對與構架或構架與車體之間 設有彈性懸掛裝置 前者稱為軸箱懸掛裝置 一系懸掛裝置 后者稱為中央懸掛裝置 二系懸掛裝置 4 驅動裝置 動力轉向架 驅動裝置將牽引電機的扭矩轉化為輪對上的轉矩 利用輪軌之間的黏著作用 驅動車輛沿著鋼軌運行 任務一轉向架概述 5 基礎制動裝置其作用是傳遞和放大制動缸傳來的力 經(jīng)放大系統(tǒng)增大若干倍以后傳給閘瓦 使其壓緊車輪 對車輛施行制動 6 中央牽引裝置中央牽引裝置由中心銷系統(tǒng)和牽引拉桿組成 其功能是傳遞牽引力和制動力 完成轉向架相對于車體的回轉運動 架車時懸吊轉向架 任務一轉向架概述 1 按軸數(shù)分類城市軌道交通車輛通常只有2軸轉向架 2 轉向架按照有無動力可以分為動力轉向架和非動力轉向架 3 按軸箱定位方式分類 1 轉臂式軸箱定位 2 金屬層疊橡膠堆式軸箱定位 3 雙拉桿式 彈性節(jié)點軸箱定位 4 拉板式軸箱定位 三 轉向架的分類 任務一轉向架概述 1 垂向力傳遞路徑如下 車體 空氣彈簧 二系懸掛 構架 圓錐型彈簧 一系懸掛 軸箱 車軸 車輪 鋼軌 2 縱向力 1 動車轉向架 列車的牽引力或電制動力的傳遞路徑如下 電機 聯(lián)軸節(jié) 齒輪箱 減速箱 輪對 軸箱 圓錐疊層彈簧 構架 牽引拉桿 中心銷 車體 2 機械制動力傳遞路徑如下 單元制動機閘瓦 輪對 軸箱 圓錐疊層彈簧 一系懸掛 構架 牽引拉桿 中心銷 車體 四 轉向架作用力的傳遞 任務一轉向架概述 3 拖車轉向架的縱向力 包括牽引力和制動力 則通過車鉤自上而下傳遞 傳遞路徑如下 車鉤 車體 中心銷 牽引拉桿 構架 圓錐疊層彈簧 一系懸掛 軸箱 輪對 3 橫向力橫向力 鋼軌 輪對 軸箱 圓錐疊層彈簧 任務一轉向架概述 1 構架的作用與要求構架是轉向架的骨架 用以聯(lián)系 安裝 轉向架各組成部分和傳遞各方向的力 并用來保持車軸在轉向架內的位置 對其設計的要求是 1 構架部分尺寸精度要求高 以保證一些部件的高精度安裝定位 2 要便于各部件與附加裝置的安裝 3 要具有足夠的強度和剛度 任務二構架和輪對軸箱裝置 一 構架 2 構架的分類按制造工藝的類型構架分為鑄鋼構架和焊接構架 城市軌道交通車輛一般采用焊接構架 焊接構架的組成梁是中空箱型 重量輕 節(jié)省材料 且能滿足強度和剛度的要求 按結構形式來分 通常又分為開口式 封閉式 或者H型 日字型等 目前國內城市軌道交通車輛轉向架普遍采用H型輕量化低合金高強度鋼板焊接構架 在額定載荷下 構架使用壽命一般為30年 任務二構架和輪對軸箱裝置 3 構架的組成構架主要由左 右側梁 一根或幾根橫梁及前后端梁組焊而成 沒有端梁的構架 稱開口式構架 有端梁的構架 稱封閉式構架 1 側梁側梁是構架的主要承載梁 是傳遞垂向力 縱向力和橫向力的主要構件 側梁還用來確定輪對位置 2 橫梁和端梁構架兩邊是側梁 中間用兩根橫梁連接 橫梁上焊有齒輪箱吊座 電機安裝座以及牽引桿安裝座 這種結構可提供適當?shù)膹姸?提高構架強度可以減少車輛簧下質量 提高車輛運行品質 運行平穩(wěn)性和安全性 任務二構架和輪對軸箱裝置 4 南京地鐵1號線車輛轉向架構架簡介動力轉向架構架與拖車轉向架構架的結構如圖4 5與圖4 6所示 任務二構架和輪對軸箱裝置 圖4 5動力轉向架構架1 空氣彈簧接口 2 管道支架 3 電動機連接件 4 橫向緩沖器托架 5 制動裝置連接件 6 橫向構件 7 扭接連桿托架 8 側構架 任務二構架和輪對軸箱裝置 圖4 6拖車轉向架構架1 空氣彈簧接口 2 管道支架 3 橫向緩沖器托架 4 制動裝置連接件 5 扭接連桿托架 6 側構架 車輛輪對的要求是 1 在保證足夠強度和一定使用壽命的前提下 使其重量最小 并具有一定彈性 以減少輪軌之間的作用力 2 應具備運行阻力小 耐磨性好的優(yōu)點 3 應能適應車輛直線運行 又能順利通過曲線 還應具備必要的抵抗脫軌的安全性 任務二構架和輪對軸箱裝置 二 輪對 任務二構架和輪對軸箱裝置 圖4 7輪對和整體輾鋼輪1 輪輞 2 踏面 3 輻板 4 輪轂 5 輪緣 6 工藝孔 7 輪轂孔 8 車軸 L2 L1 輪位差 一 車軸1 車軸的材質車軸采用優(yōu)質碳素鋼加熱鍛壓成型 經(jīng)過熱處理 正火或正火后再回火 和機械加工制成 2 車軸的組成根據(jù)車軸使用軸承形式的不同 車軸可分為滾動軸承車軸和滑動軸承車軸 車軸兩端伸進軸箱的部分叫軸頸 安裝軸承和承受車輛載荷 壓裝車輪的部分叫輪座 車軸中部是軸身 結構如圖4 8所示 任務二構架和輪對軸箱裝置 任務二構架和輪對軸箱裝置 圖4 8動軸承車軸結構1 軸頸 2 防塵板座 3 輪座 4 軸身 5 軸端螺栓孔 6 制動盤安裝座 L1 車軸長度 L2 兩軸頸中點間距離 L3 防塵座外側距 Ld 防塵座寬度 Lw 輪座寬度 二 車輪1 車輪各部名稱及功用踏面 車輪與鋼軌面相接觸的外圓周面踏面與軌面在一定的摩擦力下完成滾動運行 輪緣 車輪內側面的徑向圓周凸起部分 為保持車輪在軌道上正常運行不脫軌 輪輞 車輪具有完整踏面的徑向厚度部分 以保證踏面具有足夠的強度和便于加修踏面 輻板 連結輪輞與輪轂的部分 起支撐作用 輪轂 輪與軸互相配合的部分 固定在車軸輪座上 為車輪整個結構的主干與支承 輪轂孔 安裝車軸用的孔 與輪座過盈配合 任務二構架和輪對軸箱裝置 2 車輪的種類城市軌道交通車輛上常采用輾鋼整體車輪和彈性車輪 1 輾鋼整體輪城市軌道交通車輛上主要采用輾鋼整體車輪 簡稱輾鋼輪 2 彈性車輪 任務二構架和輪對軸箱裝置 3 磨耗型踏面磨耗型踏面具有以下優(yōu)點 可增大輪軌接觸面積 減少輪軌接觸應力 明顯減少輪與軌的磨耗 發(fā)生磨耗后外形變化小 鏇輪時無益消耗小 減少車輪修復成原形時鏇切掉的材料 延長車輪使用壽命 減少車輪檢修工作量 磨耗形踏面既能保證車輛直線運行的橫向穩(wěn)定 又有利于曲線通過 任務二構架和輪對軸箱裝置 一般地鐵車輛用的滾動軸承按滾動體形狀可分為 圓柱滾動軸承 圓錐滾動軸承和球面滾動軸承 一 圓柱滾動軸承城軌車輛圓柱滾動軸承軸箱裝置按密封形式不同可分為橡膠油封密封式軸箱裝置和金屬迷宮密封式軸箱裝置 任務二構架和輪對軸箱裝置 三 軸箱裝置 圖4 13橡膠油封密封式軸箱裝置1 車軸 2 防塵擋圈 3 油封 4 后蓋 5 42726T NP3226X1 軸承 6 152726T NJP3226X1 軸承 7 壓板 8 防松片 9 螺栓 10 前蓋 11 軸箱體 任務二構架和輪對軸箱裝置 圖4 20金屬迷宮式軸箱裝置a 帶彈簧托盤軸箱剖視圖b 分體轉臂軸箱裝置組裝圖1 防塵擋圈 2 軸箱體 3 圓柱滾子軸承 4 軸溫報警器安裝孔 5 密封圈 6 軸箱前蓋 7 壓板 8 壓板螺栓 9 防松片 任務二構架和輪對軸箱裝置 二 圓錐型滾子軸承與軸箱 圖4 26無軸箱圓錐滾子軸承裝置1 防松片 2 密封座 3 油封 4 密封罩 5 外圈 6 內圈 7 滾子 8 保持架 9 中隔圈 10 承載鞍 11 后擋 12 通氣螺栓 13 螺栓 14 前蓋 任務二構架和輪對軸箱裝置 1 一系懸掛裝置一系懸掛裝置由螺旋鋼彈簧 橡膠墊 轉臂橡膠關節(jié)和一系垂向減振器等主要部件組成 一系懸掛裝置主要功能 1 懸掛在構架與輪對之間 2 傳遞牽引力和制動力 3 緩沖牽引力及制動力的沖擊 4 支撐構架與車體重量 任務三彈簧減振裝置 一 車輛懸掛系統(tǒng) 2 二系懸掛裝置二系懸掛裝置裝配兩個空氣彈簧 左右兩側各一個 二系懸掛裝置主要功能 1 支撐車體重量 2 減小振動 避免共振 提高車輛的運行平穩(wěn)性 3 通過高度閥調節(jié)確保車輛高度 任務三彈簧減振裝置 彈簧根據(jù)材質的不同 可以分為普通鋼彈簧 橡膠彈簧和空氣彈簧 1 鋼彈簧車用普通鋼彈簧主要有螺旋彈簧和扭桿彈簧 1 螺旋彈簧 2 扭桿彈簧 任務三彈簧減振裝置 二 彈簧結構及特征 任務三彈簧減振裝置 圖4 31扭桿彈簧 2 橡膠彈簧一般情況下 橡膠彈簧只做壓簧和扭轉簧 不作拉簧 因為拉伸時 橡膠對局部缺陷和表面拉傷非常敏感 如圖4 32所示 橡膠元件主要特性 1 橡膠具有特殊的蠕變特性 2 橡膠元件的性能 彈性 強度 受溫度影響較大 3 橡膠具有體積基本不變的特性 4 散熱性不好 5 橡膠元件的疲勞損壞 6 橡膠變形受載荷形式影響較大 任務三彈簧減振裝置