石油社《城市轨道交通车辆构造》教学课件-NO3.pptx

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,掌握城轨交通车辆转向架的作用、组成及分类。

能正确分析城轨交通车辆转向架的基本结构、作用原理。

能掌握典型城轨交通车辆转向架的结构特点。

任务三轮对与轴箱装置,03,任务一转向架的基本作用和组成,01,任务二转向架构架,02,任务六驱动装置,06,任务七典型城市的城轨交通车辆转向架,07,任务五牵引装置,05,任务四弹簧减振装置,04,任务一,转向架概述,转向架转向架是城轨交通车辆的走行装置，位于车体底架和钢轨之间，主要支承车体的垂直载荷，产生并传递牵引力和制动力，引导车辆沿着轨道运行；为了便于城轨交通车辆顺利通过曲线，在车辆车体和转向架之间设有回转装置，使转向架可以相对车体转动。

城轨交通车辆的两端一般情况下各安装一台两轴转向架，转向架的性能直接影响城轨交通车辆的运行品质、动力性能和行车安全。

城轨交通车辆的转向架一般包括轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、构架、制动装置、驱动装置和转向架中心牵引装置等六部分。

1.转向架的基本作用,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。

保证在正常运行的条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上，通过轴承装置使车轮沿着钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动运行。

支撑车体，承受并传递来自车体与轮对之间，钢轨与车体之间的各种载荷及作用力，使轴重均匀分配。

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。

一、转向架的基本作用和组成,1.转向架的基本作用,保证车辆安全运行，使车辆灵活地沿钢轨运行并顺利通过曲线轨道。

空气弹簧悬挂装置可根据客流的变化调整刚度，保证车辆客室地板面与站台高度一致，方便乘客上下车。

弹簧减振装置使转向架具有良好的减振性能，以缓和车辆与线路之间的作用，减小振动和冲击，提高城轨交通车辆运行的平稳性和舒适性。

一、转向架的基本作用和组成,1.转向架的基本作用,动力转向架上还要有便于安装牵引电机、传动装置的结构。

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要少，结构简单，装拆方便，便于转向架独立制造和维修。

一、转向架的基本作用和组成,城轨交通车辆普遍采用二轴构架式转向架，采用无摇枕结构，一般均具有以下主要特点：

一系悬挂主要有金属螺旋弹簧、人字形（或称八字形）金属橡胶弹簧和锥形金属橡胶弹簧三种结构；二系悬挂主要由空气囊加橡胶金属叠层弹簧构成。

转向架的主要组成部分不管何种形式的转向架，它们的基本组成部分和主要功能都是相同的，其主要组成部分如下：

一、转向架的基本作用和组成,2.转向架的组成,轮对直接向钢轨传递载荷，通过轮轨之间的黏着产生牵引力和制动力，并通过车轮的回转实现车辆在钢轨上的运行（平移）。

轴箱与轴承装置是连接构架和轮对的活动关节，它除了保证轮对进行回转外，还能通过轮对适应线路不平顺条件，相对于构架上下、左右和前后运动。

轮对除传递车辆的载荷外，还传递轮轨之间的各种作用力。

（1）轮对轴箱装置。

一、转向架的基本作用和组成,2.转向架的组成,为减少线路不平顺和轮对运动对车体产生的各种动态的影响，转向架在轮对与构架或构架与车体（摇枕）之间设有弹性悬挂装置。

前者称轴箱悬挂装置，后者称摇枕（或中央）悬挂装置，即一系悬挂装置和二系悬挂装置，一系悬挂装置用来保证一定的轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击，并保证车辆运行的平稳性，主要包括轴箱弹簧、垂向减振器和轴箱定位装置等。

二系悬挂装置用以传递车体与转向架间的垂向力和水平力，使转向架在车辆通过曲线轨道时能相对于车体回转，并进一步减缓车体与转向架间的冲击与振动，同时必须保证转向架安全平稳，主要包括二系弹簧、各方向减振器、抗侧滚装置和牵引装置。

（2）弹性悬挂装置。

一、转向架的基本作用和组成,2.转向架的组成,构架是转向架的基础，主要包括侧梁、横梁和悬挂座，构架将转向架的各个零部件组成一个整体，因此不仅要,承受、传递各种载荷和作用力，而且其结构、形状和尺寸都应满足基础制动、弹性减振、轴箱定位等零部件组装的要求。

（3）构架。

一、转向架的基本作用和组成,2.转向架的组成,这里的制动装置指的是安装在转向架上的基础制动装置，主要包括制动缸、放大系统、制动闸片和制动盘，其作用是传递并放大制动缸的制动力，并将其传递给闸瓦或闸片，使其与车轮或制动盘摩擦而产生制动力。

（4）制动装置。

一、转向架的基本作用和组成,2.转向架的组成,驱动装置只安装在动车的转向架上，驱动装置主要包括：

牵引电机、车轴齿轮箱、联轴节或万向轮和各种悬,吊机构等，它主要是使牵引电机的扭矩转化为轮对或车轮上的转矩，利用轮轨间的黏着作用，驱动车辆沿钢轨运行，牵引电机在列车运行中还起着产生牵引力和电制动力的作用。

（5）驱动装置。

一、转向架的基本作用和组成,2.转向架的组成,转向架中心牵引装置由中心销系统和牵引拉杆组成，包括中心销、牵引拉杆系统，其主要作用是传递牵引力和制动力，完成转向架相对于车体的回转运动。

（6）转向架中心牵引装置。

一、转向架的基本作用和组成,2.转向架的组成,1.主要技术要求,保证最佳的黏着条件。

轴重转移应尽量少，且轮轨间不产生黏滑振动。

良好的力学性能，尽量减少轮轨间的动作用力，减少轮轨间的应力和磨耗。

质量轻且工艺简单。

尽量减轻自重，且制造和修理工艺简单容易。

良好的可接近性。

易于接近，便于检修。

二、转向架的主要技术要求和基本原则,零部件标准化和统一化。

结构和材质尽可能统一化。

2.设计的基本原则,应采用高柔性空气弹簧悬挂系统，以获得良好的振动性能。

采用高强度、轻量化的转向架结构，以降低轮轨间的动力作用。

采用有效抑制蛇行运动的措施，提高转向架的动力学性能。

采用复合制动模式，除采用空气制动装置外，还可考虑采用黏着和非黏着制动方式。

二、转向架的主要技术要求和基本原则,由于轨道交通车辆转向架的用途不同，运行条件各异，加之各城市对轨道交通车辆转向架的性能、结构、参数和采用的材料、工艺等有不同的要求，因此出现了不同类型的转向架。

归纳起来，各种不同类型的转向架主要区别表现在：

轴数和类型、轴箱的定位方式、弹性减振装置的形式、载荷的传递方式。

三、转向架的分类,按轨道交通车辆的轴数分类，主要有2轴、3轴和多轴转向架，城轨交通车辆一般是2轴转向架，也有个别采用单轮对（轮组）转,向架的，铁路客、货车一般也采用2轴转向架，特殊情况下有3轴和多轴转向架。

按轨道交通车辆的轴重，我国轨道交通车辆主要有B、C、D、E、F等类型，城轨交通车辆由于受线路和桥梁标准的限制，一般选用B、C、D轴。

1.按车辆的轴数和轴重分类,三、转向架的分类,2.按轴箱的定位方式分类,转臂式定位的转向架。

层叠式橡胶轴箱定位的转向架。

干摩擦导柱式定位的转向架。

三、转向架的分类拉板式轴箱定位的转向架。

拉杆式定位的转向架。

如图3-1（a）所示，用特种弹簧钢材制成的薄片形式定位拉板，其一端与轴箱连接，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架与轴箱的相对运动，以实现弹性定位。

拉板上下弯曲刚度小，对轴箱构架上下方向的相对位移约束很小。

如,图,3-1,如图3-1（b）所示，拉杆的两端分别与构架轴箱销接，拉杆两端的橡胶垫、套分别限制轴箱与构架之间的横向和纵向的相对位移，实现弹性定位。

拉杆允许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移。

如,图,3-1,如图3-2（a）所示，转臂式定位又称弹性铰定位，定位转臂的一端与圆筒形轴箱体固接，另一端以橡胶弹性节点与构架上的安装座相连接。

弹性节点允许轴箱与构架在上下方向有较大的位移，弹性节点内的橡胶件设计成使轴箱在纵向和横向具有适宜的、不同的定位刚度要求。

如,图,3-2,如图3-2（b）所示，在构架与轴箱之间装设压剪型层叠式橡胶，其垂向刚度较小，使轴箱相对构架有较大的上下方向位移，而它的纵、横向有适宜的刚度，以实现良好的弹性定位。

（1）一系弹簧悬挂的转向架。

（2）二系弹簧悬挂的转向架。

3.按弹簧装置的悬挂方式分类,三、转向架的分类,如图3-3（a）所示，在车体与轮对之间，只设有一系弹簧减振装置。

它可以设在车体与构架之间，也可以设在构架与轮对之间。

如,图,3-3,如图3-3（b）所示，在车体与轮对之间设有二系弹簧减振装置，即在车体与构架同设弹簧减振装置，在构架与轮对间设轴箱弹簧减振装置，两者相互串联，使车体的振动经历两次弹簧减振的衰减。

Step1内侧悬挂的转向架。

Step2外侧悬挂的转向架。

Step3中央悬挂的转向架。

4.按摇枕弹簧的横向跨距分类,三、转向架的分类,如图3-4（a）所示，摇枕弹簧横向跨距小于构架两侧梁纵向中心线距离。

如图3-4（b）所示，转向架摇枕弹簧横向跨距大于构架,两侧梁纵向中心线距离。

如,图,3-4,如图3-4（c）所示，摇枕弹簧横向跨距与构架两侧梁纵向中心线距离相等。

二、转向架的主要技术要求和基本原则,Step1心盘集中承载的转向架。

Step2非心盘承载的转向架。

Step3心盘部分承载的转向架。

5.按转向架与车体之间的载荷传递方式分类,如图3-5（a）所示，车体的全部质量通过前后两个心盘分别传递给转向架的两个下心盘。

如图3-5（c）所示，车体部分质量按一定比例，分别传递给心盘和旁承，使它们共同承载。

如,图,3-5,如图3-5（b）所示，车体的全部质量通过弹簧减振装置直接传递给转向架的构架，或者通过弹簧悬挂装置与构架之间设的旁承装置传递，这种转向架虽还设有心盘回转装置，但它的作用是牵引和转动。

6.按转向架与车体之间的连接方式分类,按城轨交通车辆车体与转向架之间连接方式的不同，可将转向架分为有心盘（或有牵引销）转向架、无心盘（或无牵引销）转向架和铰接式转向架（雅克比转向架）。

城轨交通地铁车辆转向架通常采用有心盘（或有牵引销）转向架，而轻轨车辆常常采用铰接式转向架。

铰接式转向架与车体的连接，既要保证相邻两车体端部彼此连接传递垂直、纵向和横向载荷，又能保证车体两端在通过曲线时彼此相对转动（垂向和横向）。

三、转向架的分类,任务二,转向架构架,构架是转向架的骨架，有连接安装转向架各组成部分和传递各方向力的作用。

一、转向架构架的组成,图3-9所示为转向架构架的组成，由图可知构架主要由左、右侧梁，一根或几根横梁及前后端梁组焊而成。

侧梁是构架的主要承载梁，是传递垂向力、纵向力和横向力的主要构件，侧梁还用来确定轮对位置。

横梁和端梁用来保证构架在水平面内的刚度，使两轴平行并承托牵引电机等。

构架上还设有空气弹簧座、中心座安装座、轴箱吊框、电机安装座、齿轮箱吊座、制动吊座、牵引拉杆安装座、高度控制阀座、抗侧滚扭杆座、减振器座和止挡等，用于安装相关设备。

构架的强度和刚度对转向架的性能很重要，其主要破坏形式是裂纹和变形。

如,图,3-9,1.按制造工艺分类,按制造工艺分类，城轨交通车辆转向架的构架主要有铸钢构架和焊接构架两种形式。

铸钢构架质量大，铸造工艺复杂，在使用中受到一定程度的限制，城轨交通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，质量轻，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，并可合理地分布焊缝，减少焊缝数量，不但具有足够的强度，而且质量轻，材料利用率更高，只是对制造设备要求较高，成本也较高，比如我国的上海、广州地铁均采用了压型钢板焊接构架。

二、转向架构架的分类,如,图,3-10,2.按结构形式分类如图3-10所示，城轨交通车辆转向架的构架按结构形式的不同可分为开口式、封闭式，或H形、日字形、目字形等，其判断依据主要横梁的数目与位置。

开口式、H形、日字形形式最常见。

城轨交通车辆转向架构架与铁路车辆转向架构架在设计时均须遵守以下原则：

必须全面考虑构架与各有关零部件的相互位置关系，合理布置结构。

构架各梁尽可能设计成