車輛工程第三章2

1、主要內(nèi)容： n K2型轉(zhuǎn)向架 n K3型轉(zhuǎn)向架 n K4型轉(zhuǎn)向架 第三節(jié)第三節(jié) 提速貨車轉(zhuǎn)向架提速貨車轉(zhuǎn)向架 一、轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)K2 型轉(zhuǎn)向架是1998 年齊車公司采用美 國標準車輛轉(zhuǎn)向架公司(SCT) 的側(cè)架交叉支撐 技術(shù)開發(fā)研制而成的，屬于鑄鋼三大件式轉(zhuǎn)向 架。 相對轉(zhuǎn)8A的改動： 大直徑下心盤 心盤磨耗盤 兩級彈簧剛度 交叉支撐裝置 常接觸彈性旁承裝置 窄承載鞍 提速輪對 基礎(chǔ)制動裝置采用了奧貝球鐵襯套和45號鋼 光圓銷 （1）側(cè)架彈性交叉裝置 該轉(zhuǎn)向架在兩側(cè)架之間安裝了彈性下交叉 支撐機構(gòu)，交叉桿從搖枕下面穿過，4 個端點 用軸向橡膠墊與側(cè)架連接， 交叉支撐機構(gòu)提高了轉(zhuǎn)向架的抗菱剛

2、度，從而 提高轉(zhuǎn)向架的蛇行失穩(wěn)臨界速度、提高貨車直 線運行的穩(wěn)定性。 交叉支撐裝置可有效保持轉(zhuǎn)向架的正位狀態(tài)， 從而減小了車輛在直線和曲線運行時輪對與鋼 軌的沖角，改善轉(zhuǎn)向架的曲線通過性能，顯著 減少輪軌磨耗?？朔藗鹘y(tǒng)三大件轉(zhuǎn)向架的正 位對斜楔狀態(tài)的依賴。 原理：轉(zhuǎn) K2 型轉(zhuǎn)向架加裝交叉支撐裝置后的抗 菱剛度由兩部分組成，一是搖枕側(cè)架間的抗菱 剛度 k ，二是交叉支撐裝置的抗菱剛度。 側(cè)架彈性交叉裝置的組裝方式 上下交叉桿組成交叉狀態(tài)從搖枕下部穿過，在 端部通過軸向橡膠墊組成、端頭緊固螺栓、鎖 緊板、雙耳防松墊圈與焊接在側(cè)架上的支撐座 連接 上下夾板用螺栓緊固，并把螺栓用電焊點固 夾板間4

3、處塞焊點和2條平焊縫 （2）側(cè)架組成 主要由側(cè)架、支撐座、保持環(huán)、立柱磨耗 板、滑槽磨耗板等零件組成。 （3）搖枕組成 主要由固定杠桿支座、托架組成、搖枕、 下心盤、斜面磨耗板組成。 加裝心盤磨耗盤 為了減少上下心盤的磨損，采用了耐磨性能優(yōu) 良的心盤磨耗盤，材質(zhì)為特種含油尼龍 心盤磨耗盤介于上下心盤之間，完全避免了上 下鋼質(zhì)心盤間的直接磨耗 改善了心盤面的承載均衡性 有效提高上下心盤的使用壽命和減少檢修工作 量 （4）中央懸掛系統(tǒng) 轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的中央懸掛系統(tǒng)由10個外 圓彈簧，10個內(nèi)圓彈簧，4組雙卷減振彈簧組 成。實現(xiàn)了空重車兩級剛度。 兩級彈簧剛度由高度不等的內(nèi)外圓彈簧構(gòu)成， 空車狀態(tài)僅

4、有外圓彈簧承載；重車狀態(tài)時，內(nèi) 外圓彈簧共同承載。這種結(jié)構(gòu)由于在空車時彈 簧剛度小，靜撓度大，提高了空車運行時的平 穩(wěn)性。 斜楔減振器的內(nèi)、外圓彈簧均高于搖枕內(nèi)外圓 彈簧，有較大的預(yù)載量，使斜楔磨耗后仍能維 持必需的減振與抗菱作用 （5）減振裝置 整體式斜楔減振裝置 由側(cè)架磨耗板、斜楔、搖枕斜面磨耗板和 雙卷減振彈簧組成。 （6）雙作用彈性旁承 由彈性旁承、旁承座、滾子、調(diào)整墊板、 調(diào)整墊片等組成。 彈性旁承可提高轉(zhuǎn)向架與車體間的回轉(zhuǎn)約 束和車體側(cè)滾約束， 抑制以轉(zhuǎn)向架搖頭與車體 側(cè)滾為主的蛇行失穩(wěn)形式， 達到提高車輛運行 平穩(wěn)性和穩(wěn)定性的目的。 （7）基礎(chǔ)制動裝置 基礎(chǔ)制動裝置為鍛造中拉桿結(jié)

5、構(gòu)，由左右槽 鋼弓形制動梁、中拉桿組成、固定杠桿、移動 杠桿、高磨合成（或中磷）閘瓦及各種規(guī)格的 耐磨銷套組成。 卡入式滑槽磨耗板 組合式制動梁 L-A、L-B型制動梁是為提高制動梁的疲勞 強度和使用可靠性，借鑒美國 AAR 技術(shù)標準 開發(fā)的新型制動梁；L-C 型制動梁是在吸取法 國阿貝爾公司制動梁鍛造端頭和熱壓裝工藝的 優(yōu)點的基礎(chǔ)上研制而成的。 采用了模塊化的組合式結(jié)構(gòu) 制動梁架是特殊形狀截面的異型鋼材經(jīng)切分、 拉制而形成的弓形梁 支柱與夾扣是成對使用的部件，兩者共同夾持 在制動梁架的后桿部位 閘瓦托裝在制動梁架兩端，閘瓦托后部帶有與 制動梁架截面形狀相適應(yīng)的止孔，制動梁架采 用壓力裝配方式

6、裝人閘瓦托的止孔內(nèi) 制動梁為滑塊式結(jié)構(gòu)，滑塊在閘瓦托上鑄出 采用非金屬滑塊磨耗板 制動梁為無焊縫結(jié)構(gòu) 二、轉(zhuǎn)K3型轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)K3型轉(zhuǎn)向架屬軸箱 一系懸掛構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架， 是在吸取歐洲Y25型轉(zhuǎn)向架 的優(yōu)點并結(jié)合我國的具體 情況加以改進設(shè)計而成。 整體焊接構(gòu)架 軸箱彈簧懸掛裝置 彈性常接觸旁承 球面新盤 基礎(chǔ)制動裝置組成。 1、構(gòu)架組成 轉(zhuǎn)K3型轉(zhuǎn)向架構(gòu)架由 2根側(cè)梁、1根橫梁、4個 導(dǎo)框座、4個斜楔座等組 焊而成，側(cè)梁采用工字形 單腹板結(jié)構(gòu)，橫梁箱形雙 腹板結(jié)構(gòu)。 整體焊接構(gòu)架，使轉(zhuǎn) 向架具有大的抗菱剛度。 2、軸箱彈簧懸掛裝置 軸箱懸掛減振裝置主 要由軸箱、外簧、中簧、 內(nèi)簧、縱向定位橡膠塊、

7、 主磨耗塊、吊桿、斜楔、 副磨耗板等組成。 輪對的縱向彈性定位 三級剛度彈簧組 高分子合成材料的主磨耗 塊，保持了減振性能的穩(wěn) 定性和可靠性，同時延長 了摩擦副的使用壽命 3、彈性旁承 彈性旁承主要由下旁承體、彈簧、旁承彈 性擋、下旁承摩擦板、調(diào)整墊板、磨耗板等組 成。 4、基礎(chǔ)制動裝置 基礎(chǔ)制動裝置主要由右 滾動制動梁、下拉桿、左滾 動制動梁、制動梁吊、制動 杠桿、高摩合成閘瓦、制動 梁安全托等組成。 制動梁設(shè)計中采用了整 體鍛造式端頭，并將制動梁 安全鏈改為安全托，使制動 梁的可靠性、安全性大為提 高。 5、主要特點 轉(zhuǎn)向架抗菱剛度大，軸箱彈簧一系懸掛，簧下 質(zhì)量輕，采用彈性常接觸式旁承。

8、該轉(zhuǎn)向架具 有較高臨界速度和低的輪軌動作用力。 軸箱的縱向定位由 Y25 型轉(zhuǎn)向架的一側(cè)剛性定 位，改為有適當剛度的彈性定位，便于曲線通 過，降低了輪軌橫向動作用力和輪軌磨耗。 心盤、旁承、減振器的主副磨耗板等采用了耐 磨材料制作的耐磨件，提高了免檢走行公里數(shù)， 降低了維護檢修費用。 制動梁采用整體鍛造式端頭，并將制動梁安全 鏈改為安全托，使制動梁的可靠性、安全性大 為提高。 三、轉(zhuǎn)K4型轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)K4 型轉(zhuǎn)向架是2001年株洲車輛廠引進美 國原ABC-NACO 公司的擺式轉(zhuǎn)向架技術(shù)研制開發(fā) 的。 1、擺動式轉(zhuǎn)向架的特點 擺動式轉(zhuǎn)向架是由原ABC-NACO公司根據(jù) 美國鐵路貨運發(fā)展的需要，為了

9、從根本上解決 傳統(tǒng)三大件式轉(zhuǎn)向架存在的“先天不足”而研 制開發(fā)的一種新型三大件式轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架左 右側(cè)架通過裝于導(dǎo)框頂部的導(dǎo)框搖動座分別支 承在前后兩凹形承載鞍上，成為橫向可同步擺 動的吊桿。擺動式轉(zhuǎn)向架具有如下特點： （1）結(jié)構(gòu)上屬于鑄鋼三大件式轉(zhuǎn)向架，具有結(jié) 構(gòu)簡單、車輪均載性好、制造成本低、檢修維 護方便等優(yōu)點。 （2）具有類似于客車轉(zhuǎn)向架的搖動臺擺式機構(gòu)， 使轉(zhuǎn)向架橫向具有兩級剛度特性，大大增加了 車輛的橫向柔性，提高了車輛的橫向動力學(xué)性 能，降低了輪軌間的磨耗，提高了車輛的運行 品質(zhì)。 （3）由于擺動式轉(zhuǎn)向架搖枕擋位置下移，使側(cè) 滾轉(zhuǎn)動中心降低，對側(cè)滾振動控制加強，有效 地減小爬軌和

10、脫軌的可能性，尤其是對高重心 的貨車，大大提高了其脫軌安全性。 （4）采用斜楔減振裝置，彈性常接觸式旁承和 新型制動梁，具有耐久性和可靠性。 2、轉(zhuǎn)K4的主要結(jié)構(gòu)（圖） 轉(zhuǎn)K4主要由側(cè)架、搖枕、彈簧托板、搖動 座、搖動座支承、承載彈簧、減振裝置、輪對 和軸承、基礎(chǔ)制動裝置及常接觸彈性旁承等組 成。 該轉(zhuǎn)向架采用了兩級剛度彈簧及變摩擦減 振器，斜楔主摩擦面采用合成材料，基礎(chǔ)制動 裝置采用高磷鑄鐵閘瓦或高摩合成閘瓦、L-C 型組合制動梁。 （1）搖枕 搖枕下部鑄出2塊三角形擋，與彈簧托板 上的擋塊配合，限定搖枕的最大橫向位移。 （2）側(cè)架組成及承載鞍（圖） 側(cè)架中央方框是一腔形結(jié)構(gòu)，用以安裝搖 動

11、臺支承及搖動臺座。導(dǎo)框處也是腔形結(jié)構(gòu)， 用以安裝導(dǎo)框搖動座。導(dǎo)框搖動座底面和承載 鞍頂面均為圓弧形，形成滾動副，使側(cè)架具有 擺動的功能，提高車輛的橫向性能。 （3）搖動座、搖動座支承及彈簧托板 搖動座與搖動座支承的接觸面為圓弧形， 形成滾動副，使側(cè)架具有滾動的功能。 （4）彈性懸掛系統(tǒng)及減振裝置 由2個斜楔組成、2組減振雙卷彈簧，4組 承載雙卷彈簧組成，均為兩級剛度彈簧。 （5）常接觸彈簧旁承 該型旁承可消除旁承縱向間隙，保持穩(wěn)定 的回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩，有效抑制轉(zhuǎn)向架蛇形運動、 提高臨界速度。 （6）基礎(chǔ)制動裝置 采用由K3型轉(zhuǎn)向架制動梁改進，并采用球 形銷套有利于側(cè)架、搖枕的擺動。 3、使用情況

12、 2002年4月轉(zhuǎn)K4型轉(zhuǎn)向架開始批量生產(chǎn)， C64H型敞車、G70H 型罐車、NX17BH型平車等。 主要內(nèi)容： n 轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架 n 轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架 n 轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架 第四節(jié)第四節(jié) 重載貨車轉(zhuǎn)向架重載貨車轉(zhuǎn)向架 一、我國2E軸貨車轉(zhuǎn)向架發(fā)展過程 2E軸貨車轉(zhuǎn)向架的研究始于20世紀50年代， 主要用于自翻車和長大平車等特種車輛上 “八五”期間鐵道部立項由齊齊哈爾車輛廠研 究2E軸轉(zhuǎn)向架 1998年齊齊哈爾、株洲、眉山三廠3家工廠分 別研制了焊接構(gòu)架式、三大件式25 t 軸重轉(zhuǎn)向 架，運用表明性能有待進一步提高 因大秦線將開行2 萬t 重載列車，2003 年，株 洲車輛廠采用擺式轉(zhuǎn)向架技術(shù)

13、、齊車公司采用 交叉支撐技術(shù)分別研制出25t 軸重的轉(zhuǎn)K5 、轉(zhuǎn) K6 型轉(zhuǎn)向架 二、轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架 主要特點 K5轉(zhuǎn)向架是在轉(zhuǎn)K4基礎(chǔ)上研制的25t軸重擺動 式轉(zhuǎn)向架，屬于鑄鋼三大件式擺動轉(zhuǎn)向架。 承襲了轉(zhuǎn)K4的主要結(jié)構(gòu)形式，其主要部件與轉(zhuǎn) K4 型轉(zhuǎn)向架相，其彈簧托板由轉(zhuǎn)K4的平直型 改為下凹型 強度按25 t 軸重設(shè)計 2004 年開始用于雙層集裝箱平車、C80型 鋁合金運煤敞車上裝用了該轉(zhuǎn)向架，目前用于 70t級以上貨車。 三、轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架 1、主要特點 轉(zhuǎn)K6 型轉(zhuǎn)向架是采用下交叉支撐裝置的鑄鋼 三大件式轉(zhuǎn)向架 一系懸掛采用軸箱彈性剪切墊 二系懸掛采用帶變摩擦減振裝置的中央枕簧懸

14、掛系統(tǒng)，搖枕彈簧為二級剛度 兩側(cè)架之間加裝側(cè)架彈性下交叉支撐裝置 采用直徑為375 mm 的下心盤，安裝含油尼龍 心盤磨耗盤 采用雙作用彈性旁承 基礎(chǔ)制動裝置為中拉桿式單側(cè)閘瓦制動，采用 L-B 型組合式制動梁、新型高摩合成閘瓦 轉(zhuǎn)K6 型轉(zhuǎn)向架具有側(cè)架交叉支撐轉(zhuǎn)向架 所具有的技術(shù)優(yōu)點，同時一系懸掛采用軸箱彈 性剪切墊實現(xiàn)輪對的彈性約束，車輛在直線運 行時輪對始終保持正位。 通過曲線時輪對有徑向趨勢，改善了車輛的曲 線通過性能，有效地減輕了輪緣磨耗； 減小轉(zhuǎn)向架簧下質(zhì)量。實現(xiàn)了輪軌之間的低動 力作用。有效地減少了重載列車輪軌之間的磨 耗，降低了重載運輸?shù)倪\營成本； 隔離輪軌間高頻振動； 改善了

15、車輛的垂向動力學(xué)性能。提高了車輛的 運行平穩(wěn)性。 2、使用情況 2004年開始裝配X2K型雙層集裝箱、C80型 鋁合金運煤敞車，目前用于新造70t級以上貨 車。 主要內(nèi)容： n 多軸轉(zhuǎn)向架 n 徑向轉(zhuǎn)向架 第五節(jié)第五節(jié) 其它貨車轉(zhuǎn)向架其它貨車轉(zhuǎn)向架 一、多軸貨車轉(zhuǎn)向架 1、采用多軸轉(zhuǎn)向架增加載重量的辦法之一 增加承載能力的辦法有2個： 提高轉(zhuǎn)向架的允許軸重 增加轉(zhuǎn)向架的軸數(shù) 2、 多軸轉(zhuǎn)向架的要求 盡量使每根車軸均勻承載 降低簧下質(zhì)量 靈活通過曲線，減少輪緣磨耗 3、三軸貨車轉(zhuǎn)向架 H形構(gòu)架式三軸貨車轉(zhuǎn)向架 4、四軸貨車轉(zhuǎn)向架 Z10、Z21 包板式 5、五軸貨車轉(zhuǎn)向架 五軸構(gòu)架一體式 包板式

16、 Z21型 二、徑向轉(zhuǎn)向架 1、徑向轉(zhuǎn)向架是解決穩(wěn)定性和曲線通過能力的 有效措施 橫向穩(wěn)定性要求： 曲線通過能力要求： 2、徑向轉(zhuǎn)向架的分類 自導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架 迫導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架 二、轉(zhuǎn)K7轉(zhuǎn)向架 為了滿足大秦線開行2萬噸運煤專列的運輸 需求，2004年南車集團眉山車輛廠引進了南非 成熟、先進的Scheffel轉(zhuǎn)向架技術(shù)基礎(chǔ)上研制 了25t軸重副構(gòu)架轉(zhuǎn)向架，2007年9月定型為轉(zhuǎn) K7型轉(zhuǎn)向架。 設(shè)計原理 轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架是在原三大件轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ) 上將一個輪對的左右兩個承載鞍相連，形成U 形副構(gòu)架。通過連接桿與把U形副構(gòu)架銷接在 一起，從而形成自導(dǎo)向機構(gòu)。 副構(gòu)架自導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架 自導(dǎo)向機構(gòu)提高蛇行運動穩(wěn)定性

17、的同時改善了 曲線通過能力 一系懸掛采用多層橡膠-金屬剪切墊，實現(xiàn)輪對 地彈性定位，減輕了簧下質(zhì)量，降低了輪軌之 間的動作用力，從而提高了車輛運行品質(zhì)。 主要內(nèi)容： n 提速貨車轉(zhuǎn)向架的可靠性研究 n 重載貨車轉(zhuǎn)向架的開發(fā)研制 n 快速貨車轉(zhuǎn)向架的開發(fā)研制 第六節(jié)第六節(jié) 我國貨車轉(zhuǎn)向架發(fā)展方向我國貨車轉(zhuǎn)向架發(fā)展方向 一、轉(zhuǎn)提速貨車轉(zhuǎn)向架的可靠性研究 在一段時間內(nèi)，提速貨車轉(zhuǎn)向架仍然是我 國鐵路貨物運輸?shù)闹餍娃D(zhuǎn)向架。因此加強提速 轉(zhuǎn)向架搖枕、側(cè)架、焊接構(gòu)架、交叉支撐裝置、 彈簧托板、搖動座、制動梁等關(guān)鍵零部件的可 靠性研究非常必要。 同時還應(yīng)對彈簧、斜楔、磨耗板、橡膠件 等小部件進行可靠性研究，

18、提高其使用壽命， 保證提速轉(zhuǎn)向架長期運行中動力學(xué)性能的穩(wěn)定 性，確保鐵路貨物運輸?shù)陌踩?二、重載貨車轉(zhuǎn)向架的開發(fā)研制 在重載運輸方面，增加車輛單車載重是提 高運輸效率的重要途徑之一。 美國鐵路約65 %的貨車采用F 軸(軸重29.8 t) , 部分采用G軸(軸重35.7 t ) 澳大利亞BHP 重載線路的軸重已經(jīng)提高到35 t 巴西卡拉齊斯重載鐵路的軸重已經(jīng)達到30 t 南非重載鐵路軸重已經(jīng)達到26 t (窄軌) 瑞典重載鐵路已將軸重由25 t 提高到30 t 俄羅斯已普遍采用了23.5 t 軸重，并正在將貨 車軸重提高到27 t 要根本解決我國鐵路貨運緊張的局面，開 發(fā)研制大軸重貨車轉(zhuǎn)向架以全面實現(xiàn)鐵路的重 載運輸是解決問題的有效辦法。就我國現(xiàn)有貨 車轉(zhuǎn)向架技術(shù)而言，已經(jīng)具備了推廣25 t 軸重 轉(zhuǎn)向架應(yīng)用范圍的條件。 新造全部為25 t 軸重貨車 同時研制開發(fā)30 t35 t 軸重的低輪軌作用力 貨車轉(zhuǎn)向架，以滿足貨運專線開行萬噸列車的 需要 三、快速貨車轉(zhuǎn)向架的開發(fā)研制 在貨車快運方面，歐洲的鐵路快運貨車積 極借鑒高速列車的成功經(jīng)驗， 快運貨車的速度 一般在120km/ h160 km/ h ，以集裝箱運輸、 小汽車運輸、家用電器、鮮