19.動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)知識《高速鐵路動(dòng)車組機(jī)械設(shè)備維護(hù)與檢修》教學(xué)課件

動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)知識Page2轉(zhuǎn)向架是機(jī)車車輛最重要的組成部件之一，其結(jié)構(gòu)是否合理直接影響機(jī)車車輛的運(yùn)行品質(zhì)、動(dòng)力性能和行車安全。由于各國鐵路發(fā)展歷史和背景的不同，以及技術(shù)條件上的差異，致使各國研制的高速轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)類型也相差較多。然而在設(shè)計(jì)原則上的共識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)卻導(dǎo)致高速轉(zhuǎn)向架形式上的眾多相同之處，如采用空氣彈簧懸掛系統(tǒng)、無磨耗軸箱彈性定位、盤形制動(dòng)為主的復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)等。Page3根據(jù)國外高速轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，建議采用以下設(shè)計(jì)原則：（1）采用高柔性的彈簧懸掛系統(tǒng)，以獲得良好的振動(dòng)性能。這種高柔性空氣彈簧在速度380km/h以下能表現(xiàn)出其優(yōu)越性。（2）采用高強(qiáng)度、輕量化的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，以降低輪軌間動(dòng)力作用。（3）采用能有效地抑制轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)，提高轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)臨界速度的各種措施。（4）驅(qū)動(dòng)裝置采用簡單、實(shí)用、可靠、成熟的結(jié)構(gòu)，盡量減小簧下質(zhì)量和簧間質(zhì)量，以改善輪軌間的動(dòng)作用力，提高高速運(yùn)行穩(wěn)定性。（5）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)。（一）轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)原則Page4（1）承載（或傳力）：承受車架以上各部分的重量（包括車體、車架、動(dòng)力裝置和輔助裝置等），并使軸重均勻分配。（2）驅(qū)動(dòng)（或牽引，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架）：保證必要的輪軌黏著，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(jìn)。（3）緩沖（或減振）：緩和線路不平順對車輛的沖擊，保證車輛具有良好的運(yùn)行平穩(wěn)性和穩(wěn)定性。（4）導(dǎo)向（或轉(zhuǎn)向）：保證輪對在鋼軌上對中運(yùn)行，并使車輛順利通過曲線。（5）制動(dòng)：產(chǎn)生必要的制動(dòng)力，以使車輛在規(guī)定的距離內(nèi)減速或停車。當(dāng)然，非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架并不產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，它是被動(dòng)車?yán)叩模虼怂梢詻]有驅(qū)動(dòng)作用（任務(wù)）。（二）作用Page5一般動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架可分為動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架，兩者最主要區(qū)別是：動(dòng)力轉(zhuǎn)向架有驅(qū)動(dòng)裝置可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)作用，非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架沒有驅(qū)動(dòng)裝置沒有驅(qū)動(dòng)作用。常見的轉(zhuǎn)向架主要由：輪對、軸箱、一系懸掛、構(gòu)架、二系懸掛、驅(qū)動(dòng)裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等部分組成。（三）組成及各部分的作用Page6（1）輪對。輪對直接向鋼軌傳遞重量，通過輪軌間的黏著產(chǎn)生牽引力或制動(dòng)力，并通過車輪的回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車輛在鋼軌上的運(yùn)行（平移）。（2）軸箱。軸箱是連接構(gòu)架與輪對的活動(dòng)關(guān)節(jié)，它除了保證輪對進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，還能使輪對適應(yīng)線路不平順等條件，相對于構(gòu)架上、下，左、右和前、后運(yùn)動(dòng)。（3）一系懸掛（彈簧懸掛裝置）。用來保證一定的軸重分配，緩和線路不平順對車輛的沖擊，并保證車輛運(yùn)行平穩(wěn)。它包括軸箱彈簧、垂向減振器和軸箱定位裝置等。（4）構(gòu)架。轉(zhuǎn)向架的骨架，它將轉(zhuǎn)向架的各個(gè)零部件組成一個(gè)整體，并承受和傳遞各種力。它包括側(cè)梁、橫梁或端梁，以及各種相關(guān)設(shè)備的安裝或懸掛支座等。（5）二系懸掛[車架（體）與轉(zhuǎn)向架間的連接裝置]。用以傳遞車體與轉(zhuǎn)向架間的垂向力和水平力，使轉(zhuǎn)向架在車輛通過曲線時(shí)能相對于車體回轉(zhuǎn)，并進(jìn)一步減緩車體與轉(zhuǎn)向架間的沖擊振動(dòng)，同時(shí)必須保證轉(zhuǎn)向架安定。它包括二系彈簧、各方向減振器、抗側(cè)滾裝置和牽引裝置等。（6）驅(qū)動(dòng)裝置（僅動(dòng)力轉(zhuǎn)向架有）。將動(dòng)力裝置的扭矩最后有效地傳遞給車輪。包括牽引電機(jī)、車軸齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)或萬向軸和各種懸吊機(jī)構(gòu)等。（7）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。由制動(dòng)缸傳來的力，經(jīng)放大系統(tǒng)（一般為杠桿機(jī)構(gòu)）增大若干倍以后傳給閘瓦（或閘片），使其壓緊車輪（或制動(dòng)盤），對車輛施行制動(dòng)。包括制動(dòng)缸（氣缸或油缸）、放大系統(tǒng)（杠桿機(jī)構(gòu)或空-油轉(zhuǎn)換裝置）、制動(dòng)閘瓦（或閘片）和制動(dòng)盤等。一般動(dòng)車組的非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架與動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的最主要區(qū)別是：非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架沒有驅(qū)動(dòng)裝置。（三）組成及各部分的作用Page7對鐵路機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)要求包括：（1）保證最佳的黏著條件。軸重轉(zhuǎn)移應(yīng)盡量小，且輪軌間不產(chǎn)生黏-滑振動(dòng)。（2）良好的動(dòng)力學(xué)性能。盡量減小輪軌間的動(dòng)作用力，減少輪軌間的應(yīng)力和磨耗。（3）質(zhì)量輕，工藝簡單。盡可能減輕自重，且制造和修理工藝簡易。（4）良好的可接近性。易于接近，便于檢修。（5）零部件標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化。結(jié)構(gòu)和材質(zhì)盡可能統(tǒng)一化。（四）轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)要求Page81.按彈簧裝置形式（懸掛方式）分類按彈簧裝置形式有一系懸掛和兩系懸掛轉(zhuǎn)向架之分。一系懸掛：僅在輪對軸箱與構(gòu)架間或者僅在構(gòu)架與車體間有彈簧，如圖3-2所示。適用于中、低速車輛。（五）轉(zhuǎn)向架分類（a）僅有第一系彈簧（b）僅有第二系彈簧Page9二系懸掛：除了在輪對軸箱與構(gòu)架間有彈簧外，還在構(gòu)架與車體問設(shè)置第二系懸掛彈簧，如圖3-3所示。一般適用于中、高速機(jī)車車輛。高速動(dòng)車組車輛通常采用兩系懸掛轉(zhuǎn)向架。（五）轉(zhuǎn)向架分類圖3-3二系彈簧懸掛轉(zhuǎn)向架示意圖Page102.按軸箱定位形式分類軸箱定位裝置是指約束輪對軸箱與構(gòu)架之間相對運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它對轉(zhuǎn)向架的橫向動(dòng)力性能、曲線通過性能和抑制蛇行運(yùn)動(dòng)具有決定性的作用。軸箱定位裝置的縱向和橫向定位剛度選擇合適，可以避免車輛在運(yùn)行速度范圍內(nèi)蛇行運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)，保證曲線通過時(shí)具有良好的導(dǎo)向性能，減輕輪緣與鋼軌間的磨耗和噪聲，確保運(yùn)行安全和平穩(wěn)。常見的軸箱定位裝置的結(jié)構(gòu)形式有：拉板式定位；拉桿式定位；轉(zhuǎn)臂式定位；層疊式橡膠彈簧定位；干摩擦式導(dǎo)柱定位等.由于轉(zhuǎn)臂式定位軸箱結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便，因此在高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架上得到了越來越廣泛的使用。（五）轉(zhuǎn)向架分類拉板式拉桿式Page11（五）轉(zhuǎn)向架分類轉(zhuǎn)臂式層疊式橡膠彈簧式Page123.按車體與轉(zhuǎn)向架間的連接裝置形式分類按車體與轉(zhuǎn)向架間的連接裝置形式來分，可分為有心盤（或牽引銷）轉(zhuǎn)向架、無心盤（或牽引銷）轉(zhuǎn)向架和鉸接式轉(zhuǎn)向架（亦稱雅可比轉(zhuǎn)向架）。帶心盤（或牽引銷）式結(jié)構(gòu)由于很難實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架相對于車體的橫向彈性運(yùn)動(dòng)的要求，且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜