2023年城市轨道交通车辆转向架组成分析朱远翔.doc

南京铁道职业技术学院 毕 业 论 文 题 目： 城市轨道交通车辆转向架组成分析 作 者： 朱远翔 学 号： 1531020237 二级学院： 机车车辆学院 系 ： 城市轨道交通车辆系 专 业： 城市轨道交通车辆 班 级： 1501 指导者： 王华 评阅者： 年 月 毕业设计（论文）中文 城市轨道交通车辆转向架组成分析 ：转向架是城市轨道交通车辆的走行局部，是城市轨道交通车辆的重要的组成局部。起着支撑车体，担负走行任务，承受和传递与车体、轨道间各种力的作用。转向架的结构性能直接影响车辆的运行可靠性、动力性能和行车平安，所以转向架各部件的检修组装和试验的质量将直接影响城市轨道交通车辆运行的平安性和可靠性。 目前城市轨道车辆主要采用二轴构架式转向架。具体结构形式是通过构架把两个轮对连接在一起，组成一个“小车〞，车体就坐落在两个“小车〞之上。转向架的主要作用是引导车辆沿轨道行驶、支撑车体传递车体与轨道之间的各种载荷并缓和其动力作用。转向架相对于车体可以适当的转动和平移，以便缓解车辆的震动，并利用通过曲线。在转向架上设有缓冲减震装置、制动装置和驱动装置以满足车辆的运行要求和改善车辆的运行品质。接下来将对城市轨道交通车辆转向架的组成进行分析。 关键词：构架 轮对轴箱装置 弹性悬挂装置 制动装置 牵引电机 传动装置 目 次 1.绪论 1 城市轨道交通车辆转向架的作用 1 城市轨道交通车辆转向架的要求 1 2.转向架的各组成局部及其作用 1 构架 1 轮对轴箱装置 2 弹性悬挂装置 4 根底制动装置 5 牵引电机与齿轮变传动装置 5 3.典型地铁及轻轨车辆转向架 7 型转向架 7 广州、上海地铁车辆转向架 7 结论 8 致谢 9 参考文献 10 1.绪论 城市轨道交通车辆转向架的根本作用与要求 城市轨道交通车辆转向架的作用 (1)采用转向架可以增加车辆的载重、长度和容积，提高列车运行速度。 (2)保证在正常运行条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上。并通过轴承装置使车轮沿着钢轨的滚动转化为车体沿线路运动的平动。 (3) 支承车体，承受并传递来自车体与轮对之间或钢轨与车体之间的各种载荷和作用力，并使轴重均匀分配。 (4)适应轮轨接触状态的变化，充分利用轮轨之间的黏着，传递牵引力和制动力。 城市轨道交通车辆转向架的要求 (1)保证车辆平安运行，能灵活地沿线路运行及顺利地通过曲线。 (2)悬挂装置可以根据客流的变化调整其刚度，以保证车辆客室地板面与站台面的高度相协调，方便旅客的乘降，这对城轨车辆尤为重要。 (3)转向架的结构便于弹簧减振装置的安装。以使其具有良好的减振特性，缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，提高车辆运行的平稳性和平安性。 (4)对动力转向架来说，转向架的整体布局要便于安装牵引电机及传动装置，以提供驱动车辆的动力。 (5 )转向架是车辆的一个独立部件。在转向架与车体之间的连接件尽可能要少，结构简单，装拆方便，便于转向架独立制造和维修。 2.转向架的各组成局部及其作用 构架 构架是转向架的根底，它把转向架的零、部件组成一个整体。故它不仅承受、传递载荷和作用力，而且它的结构、形状和尺寸都应满足零、部件组装的要求(如制动装置、弹簧减振装置、轴箱定位装置等的安装)。 构架是转向架各组成局部的骨架或安装根底，通过构架把转向架的组成部件组合成一个整体，构架也是转向架承载的主要部件。对其根本要求如下。 (1) 局部尺寸精度要求较高，使一些部件安装具有较高的定位精度，如轮对定位，使转向架具有较好的运行性能。 (2)便于各部件和附加装置的安装，包括轮对安装、传动齿轮装置的悬挂、牵引电机的安装、制动系统的安装等。 (3)结构经过设计，具有足够高的强度，承受并传递牵引力、制动力、车体重量以及各种冲击、振动，保证列车运行平安。 就制造工艺而言，转向架的构架主要有铸钢构架和焊接构架两种形式。由于铸钢构架重最大、铸造工艺复杂、使用中受到一定程度的限制，所以城轨车辆中一般不采用铸钢构架。 焊接构架的组成梁件为中空箱形，重量轻，节省材料，又能满足强度和刚度的要求，所以应用比较广泛。尤其是压型钢板的焊接构架，其梁件可以按等强度设计，箱形截面尺寸可以依据各部位受力情况而大小不等，使各截面的应力接近，并可合理地分布媒线、减少焊缝数量，这样不但具有足够的强度，而且重量轻，材料利用率更高，只是对制造设此软口限开彻使线的买用、，服可构，也可以使关其他分类来校高、以本备要求较高，本钱形式有开口式、封闭式，或H形、日字形、目字形等。 构架主要由左、右侧梁，一根或几根模梁及前后端梁组焊而成。没有端梁的构架，称开口式构架: 有端柔的构架，称封闭式构架。 轮对轴箱装置 轴箱与轴承装置是连接构架和轮对的活动关节，使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的直线运动。轮对沿钢轨滚动的同时，除承受车辆的重量外，还传递轮轨之间的其他作用力，包括牵引力和制动力。 城轨车辆的轮对分为动力轮对和非动力轮对。非动力轮对是由相车轴和两个同型号车称理过过颜配合组装而成，轮对组装过程通管采用冷医的工艺，使车轮 与车轴牢固地结合在一起，使用过程中也不允许有松脱现象。动力轮对在非动力轮对的根底上增加了牵引齿轮。轮对是转向架中重要的部件之一，又是影响车辆运行平安的关键部件，其作用是引导车辆沿钢轨运动，同时还承受着车辆与钢轨之间的载荷。因此，轮对应具有足够的强度，以保证车辆的平安运行。在保证强度和使用寿命的前提下，应减轻轮对的重量，并使其具有一定的弹性，以减少车轮与钢轨之间的动作用力和磨耗。轮对的结构形状应能适应车辆直线运行，同时又能顺利通过曲线，还应具备必要的抵抗脱轨的平安性。 车轮的结构、形状、尺寸、材质是多种多样的。按其结构分为整体轮和轮箍轮两种。整体车轮按其材质可分为辗钢轮和铸钢轮等。轮箍轮又可分铸钢辐板轮心、辗钢辐板轮心以及铸钢辐条轮心的车轮。为降低噪声、减小簧下质量，还有橡胶弹性车轮、消声轮等。目前我国城轨车辆普遍采用整体辗钢轮。整体辗钢轮由踏面、轮缘、轮辋、辐板和轮毂等局部组成。 车轮与钢轨的接触面称为踏面。一个突出的圆弧局部称为轮缘，是保持城市轨道车辆沿钢轨运行、防止脱轨的重要局部。轮辋是车轮上踏面下最外的一圈。轮毂是车轮与车轴相互配合的局部，辐板是连接轮辋与轮毂的局部。踏面及轮缘的几何形状和尺寸参数对城市轨道车辆的运行平安有重要影响，必须严格满足相关技术规定。目前，我国城市轨道车辆的车轮踏面及轮缘执行与铁道车辆相同的技术标准(TB/T 449--2022 机车车辆车轮轮缘踏面外形)。根据这一标准，有两种踏面、轮缘几何形状和尺寸可供选择: 锥形标准踏面和磨耗形标准踏面。 城市轨道车辆在市区地面或高架桥上运行时产生的噪声已成为城市交通的突出问题。使用弹性车轮是解决这一问题的有效方法。弹性车轮的轮心和轮箍之间装有一个弹性单元，轮箍弹性地支承在车轮上，从而能有效地降低曲线噪声、减小轨道冲击、降低轮轨磨耗和提高线路车辆使用寿命。弹性车轮的弹性元件多为橡胶件。按橡胶元件的主要受力状况，弹性车轮的结构形式可分为3 种类型: 压缩型、剪切型和剪压复合型。现代城市轨道车辆上用得最多的是剪压复合型橡胶弹性车轮。 轴箱是实现轮对与构架既相互连接又相互运动的关键部件，它起着承上启下的重要作用。具体来说，它必须具有以下作用(或称功用)。 (1)活动关节。连接轮对与构架的活动关节。 (2) 传力。传递牵引力、横向力和垂向力。 (3) 运动。实现轮对与构架间的垂向运动和横动。 轨道交通车辆的轴箱有多种形式，如前所述，城市轨道车辆均采用滚动轴承轴箱，按滚动轴承的类型可分为圆柱滚动轴承轴箱、圆锥滚动轴承轴箱和球面滚动轴承(即调心轴承)轴箱3 种。上海地铁和北京地铁车辆的轴箱轴承均采用圆柱滚动轴承轴箱。 其次，按轴箱定位装置的不同又可分为拉杆式定位、拉板杆式定位、转臂式定位、八字形橡胶定位、层叠圆锥橡胶定位等类型。所谓轴箱定位装置是指约束轮对与轴箱之间相对运动的机构的结构形式。轴箱定位装置决定了轴箱与构架之间作用力的传递路径，它对转向架的横向动力性能、抑制蛇行运动具有决定性作用。轴箱定位装置在纵向和横向具有适当的弹性定位刚度值，从而可防止车辆在运行速度范围内蛇行运动失稳，保证在曲线运行时具有良好的导向性能，减轻轮缘与钢轨的磨耗和噪声，确保运行平安和平稳性。 现代城市轨道车辆上使用最普遍的是转臂式定位、八字形橡胶定位和层叠圆锥橡胶定位轴箱。例如，北京地铁DK3 型车辆和天津轻轨车辆采用转臂式定位轴箱上海地铁SMC车辆采用八宇形橡胶定位轴箱，北京大局部的地铁车辆采用层叠圆锥橡胶定位轴箱。 轴承与轴箱的组合体称为轴承轴箱装置。轴承轴箱装置的作用是将轮对和构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿轨道的直线运动，并把车辆的重量以及各种载荷传递给轮对。轨道车辆用轴承主要有滑动轴承和滚动轴承两种，它们的轴箱结构也有所不同。城市轨道车辆通常采用滚动轴承。与滑动轴承相比较，采用滚动轴承可显著降低车辆的启动阻力和运行阻力，改善车辆走行局部的工作条件，减少燃轴(轴箱轴承烧损) 的惯性事故，并大量地减少了轴承的维护和检修工作量，降低了运营本钱。滚动轴承按滚动体形状分类主要有圆柱滚动轴承、圆锥滚动轴承、球面滚动轴承等几种。由于轴承在车辆运行中承受着巨大的静、动载荷的作用，因此，要求轴承的承载能力大、强度高、耐振、耐冲击、寿命长等。一般城轨车辆都采用了圆柱滚动轴承或圆锥滚动轴承。例如，广州地铁1号线车辆采用双列圆柱滚动轴承，2 号线车辆那么采用双列圆锥滚动轴承。 弹性悬挂装置 为了保证轮对与构架、转向架与车体之间的连接，同时减少线路不平顺和轮对运动对车体的影响，在轮对与构架、转向架与车体之间装设有弹性悬挂装置，前者称为轴箱悬挂装置，后者称为中央悬挂装置，也可称一系悬挂装置和二系悬挂装置。弹性悬挂装置包括弹簧、减振器和定位装置等。 弹簧减振装置也称弹性悬挂装置，包括弹性元件及减振器。弹簧减振装置的作用主要表达在两个方面:一是使载荷比较均衡地传递给各轮对，并使车辆在静载状况下(包括空、重车)，两端车钩距离轨面高度应满足规定的要求，以保证车辆的正常联挂; 二是缓和及减少因线路的不平顺、轨缝、道岔、钢轨的磨耗和不均匀下沉，以及因车轮擦伤、车轮不圆、轴径偏心等引起车辆的振动和冲击。弹簧减振装置使车辆的簧上局部与簧下局部既有联系，又有区别，簧上、篑下的作用力既相互传递，而运动状态(位移、速度、加速度) 又不完全相同。车辆动力性能的好坏，与弹簧减振装置的结构形式及参数选择密切相关。良好的弹簧减振装置，能使车辆运行平稳，振动小，噪声低，乘坐舒适性好，车辆结构及设备的松动及损坏少，同时对线路的冲击破坏少，对行车平安有积极意义。 车辆的悬挂方式可分为一系悬挂和系悬挂两种，其中二系悬挂有轴箱悬挂装置(或一系悬挂装置)和中央悬挂装置(或二系悬挂装置)，轴箱悬挂装置设置在转向架构架与轴箱之间，中央悬挂装置设置在车体底架与转向架构架之间。采用二系悬挂可以减小整个车辆悬挂装置的总刚度，增大静挠度，改善车辆垂向运动平稳性，减小车辆与线路之间的动作用力。地铁、轻