转向架的检修与日常运用.docx
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转向架的检修与日常运用
转向架的检修与日常运用
目录
摘要..............................................................1
关键词............................................................1
第一章转向架.................................................2
1.转向架是我及各部分的作用.......................................2
2.转向架的分类...................................................3
3.弹簧装置.......................................................6
4.轮对的组成及作用...............................................8
第二章转向架的检修............................................9
1.构架及其附件的检修.............................................10
2.动力驱动系统的检修...........................................34
3.转向架的组装..................................................36
4.转向架台架实验................................................38
5.动车前检查.....................................................38
第三章转向架的运用............................................38
1.构架的日常运用与维护..........................................38
2.轮对电动机组装的日常运用与维护................................38
3.弹簧悬挂装置的日常运用与维护..................................39
4.牵引装置的日常运用与维护.......................................39
5.电动机悬挂装置的日常运用与维护.................................40
6.基础制动装置的日常运用与维护...................................40
7.检查转向架故障.................................................40
参考文献.......................................................40
结束语.........................................................41
转向架的检修与日常运用
[摘要]：
进入21世纪，我国的城市轨道交通方兴未艾。
作为世界上人口最多的国家为保证拥有一个有效，快速，便捷的交通。
轨道交通作为主要的趋向已开始平凡地出现在我们的生活中。
转向架为一个重要部件被用来承载车辆，提供牵引力（动力转向架），减震，其主要作用还是车辆的导向问题。
由于车辆过弯的作用力完全来自钢轨对于轮对的挤压，（如图1左图）车辆具有固定轴距，所以转向架前一轮对的外侧轮缘和后一轮对的内侧轮缘，对钢轨之间存在着很大的挤压力！
图1
转向架是机车车辆嘴重要的组成部件之一，其结构是否合理直接影响机车车辆的运行品质﹑动力性能和行车安全。
高速列车在全世界各地的疾速奔驰，现代城轨车辆的飞速发展，无一不与转向架技术的进步发展息息相关。
可以毫不夸张地说，转向架技术是”靠轮轨接触驱动运行的现代机车车辆”得以生存发展的核心技术之一。
由于各国铁路发展的历史和背景的不同，以及技术条件上的差异，致使各国研制的高速转向架结构类型也相差较多。
然而在设计原则上的共识和实践经验却导致告诉转向架形式上的众多相同之处，如采用空气弹簧悬挂系统、无磨耗轴箱弹性定位、盘形制动为主的复合制动系统，等等。
根据国内高速转向架的设计经验，建议采用以下设计原则：
1、采用高柔性的弹簧悬挂系统，以获得良好的振动性能。
这种高柔性空气弹簧在速度300km/h一下能表现出其优越性。
2、采用高强度、轻量化的转向架结构，以降低轮轨间动力作用。
3、采用能有效地抑制转向架蛇形运动，提高转向架蛇形运动临界速度的各种措施。
4、驱动装置采用简单、使用、可靠、成熟的结构，尽量减小簧下质量和簧间质量，以改善轮轨间的动作用力，提高告诉运行稳定性。
5、基础制动装置采用复合制动系统。
[关键词]：
电力机车转向架运用检修
第一章转向架
一、转向架的组成及作用
转向架构架是转向架的主体，用以联系（安装）转向架组成部分和传递各方向的力。
并用来保持车轴在转向架内的位置。
是连接转向架其他组成部分的骨架。
它不仅承受机车上部所有设备的重量，而且承受传递机车在运行中产生的各种不同方向和随机运行中经常变化的动作用力。
因此，构架时一个受力复杂的部件。
为了保证轮对、牵引装置、悬挂装置及制动装置可靠工作，要求构架不仅有足够的强度和刚度，同时应具有满足尺寸的精度要求。
以保证转向架其他组成部分在构架上的正确安装。
转向架的作用：
转向架构架一般由左、右两侧梁和一个或几个横梁（或端梁）等组成。
侧梁的作用：
不仅是向轮对（或轮组）传递垂向力、横向力和纵向力的主要构件，还用来规定轮对的位置。
横梁的作用：
保证构架在水平面内的刚度，保持各轴的平行及承托牵引电动机等部件。
其主要组成部分及其作用叙述如下：
1、轮对。
轮对直接向钢轨传递重量，通过轮轨间的黏着产生牵引力或制动力，并通过车轮的回转实现车辆在钢轨上的运行（平移）。
2、轴箱。
轴箱是联系构架与轮对的活动关节，它除了保证轮对进行回转运动外，还能使轮对适应线路不平顺等条件，相对于构架上、下、左、右和前、后运动。
3、一系悬挂（弹簧悬挂装置）。
用来保证一定的轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击，并保证车辆运行平稳。
它包括轴箱弹簧、垂向减振器和轴箱定位装置等。
4、构架。
转向架的骨架，它将转向架的各个零、部件组成一个整体，并承受和传递各种力。
它包括侧梁、横梁或端梁，以及各种相关设备的安装或悬挂支座等。
5、二系悬挂（车架与转向架间的连接装置）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振动，同时必须保证转向架安定。
它包括二系弹簧、各方向减振器、抗侧滚装置和牵引装置等。
6、驱动装置（动力转向架）。
将动力装置的扭矩最后有效地传递给车轮。
包括牵引电机、车轴齿轮箱、联轴节或万向轴和各种悬吊机构等。
7、基础制动装置。
由制动缸传来的力，经放大系统（一般为杠杠机构）增大若干倍以后传给闸瓦（或闸片）,使其压紧车轮（或制动盘），对车辆施行制动。
包括制动缸（气缸或油缸）、放大系统（杠杠机构或空-油转换装置）、制动闸瓦（或闸片）和制动盘等。
一般动车组的非动力转向架与动力转向架的最主要区别是：
非动力转向架没有驱动装置。
二、转向架的分类
一般铁道机车车辆有：
两轴转向架、三轴转向架和四轴转向架（极少数）等。
而对高速动车组车辆来说，通常只采用两轴转向架，但在比较特殊的轻轨车辆上有时可见单轮对（或轮组）转向架。
1、转向架的悬挂有一系悬挂和两系悬挂转向架之分
（1）一系悬挂。
仅在轮对轴箱与构架间或者仅在构架与车体间有弹簧，适用于中、低速车辆。
（2）两系悬挂。
除了在轮对轴箱与构架间有弹簧外，还在构架与车体间设置第二系悬挂弹簧，一般适用于中、高速机车车辆。
高速动车组车辆通常采用两系悬挂转向架。
2、按轴箱定位形式分类
轴箱定位装置是指约束轮对轴箱与构架之间相对运动的机构。
它对转向架的横向动力性能、曲线通过性能和抑制蛇行运动具有决定性的作用。
轴箱定位装置的纵向和横向定位刚度选择合适，可以避免车辆在运行速度范围内蛇形运动失稳，保证曲线通过时具有良好的导向性能，减轻轮缘与钢轨见的磨耗和噪声，确保运行安全和平稳。
常见的轴箱定位装置的结构形式有：
（1）拉板式定位（如日本0系和100系转向架）。
（2）拉杆式定位（如CRH
转向架）。
（3）转臂式定位（如CRH
、CRH
和日本500系转向架）。
（4）层叠式橡胶弹簧定位（又称八字形或人字形橡胶定位，上海地铁转向架）。
干摩擦式导向定位。
（5）导框式定位（佷少使用）。
由于转臂式定位轴箱结构简单、拆装方便，因此在高速动车组转向架上得到了越来越广泛的使用。
3、按车架（体）与转向架间的连接装置形式分类
按车架（体）与转向架间的连接装置形式来分，可分为有心盘（或牵引销）转向架、无心盘（或牵引销）转向架和铰接式转向架（亦称雅可比转向架）。
铰接式转向架又可分为如下三种：
（1）具有双排球形转盘的铰接转向架
（2）具有球心盘的铰接转向架
（3）TGV高速列车式铰接转向架
带心盘（或牵引销）式结构由于很难实现转向架相对于车体的横向弹性运动要求，且结构比较复杂，因此在现代高速动车组转向架中几乎不被采用。
CRH
和CRH
动车组转向架均采用无牵引销（无心盘）转向架，且CRH
和CRH
采用非常简单的单拉杆结构，而CRH
采用“Z”字形布置的双拉杆配合中央牵引销结构。
而法国TGV高速列车往往采用铰接式转向架。
几种典型的动车组转向架简介
CRH
动车组转向架简介
CRH
动车组采用4M4T的编制形式，其动车（以下简称M车）和拖车（以下简称T车）分别装用了动力转向架（以下简称M转向架）和拖车转向架（以下简称T转向架）。
两转向架型号分别为SKMB-200和SKTB-200，其中S,K分别代表南车四方和川崎重工，M和T分别表示动车和拖车，B表示转向架，200代表运行速度级。
CRH
动车组由川崎重工负责方案选型和技术设计，转向架以川崎重工为东日本铁路公司提供的E2-1000系动车组转向架为原型，其M转向架的型号为DT206，T转向架为TR7004。
为适用于中国铁路，对原型车转向架进行了部分变更设计。
动车组中所有M转向架的结构形式是相同的，T转向架的结构形式除两辆端部头车因安装排障装置和LKJ2000型速度传感器略有差异外，其他结构均相同。
CRH
动车组基本结构特征
（1）无摇枕H形结构之转向架
（2）采用轻量、小型、简洁的结构
（3）采用小齿轮（Φ860mm）的车轮以减少簧下重量。
（4）采用内孔为Φ60mm的空心车轴，该内孔同时具有利于对车轴进行超声波探伤。
（5）轴箱采用转臂式定位，轴箱弹簧采用双圈钢圆簧。
（6）二系采用具有高度自动调节装置的空气弹簧，且其辅助风缸由无缝钢管制成的横梁内腔承担。
（7）采用抗蛇行减振器兼顾高速稳定性和曲线通过性能。
（8）采用单拉杆式中央牵引装置传递纵向力。
（9）动车转向架上装有轻型交流异步牵引电机。
（10）采用桡性浮动齿式联轴式牵引电动机架悬式驱动装置。
（11）基础制动装置采用液压油缸卡钳式盘型制动。
（12）全部车轮装有机械制动盘（轮盘）。
（13）拖车转向架车轴上装有机械制动盘（轴盘）。
（14）利用他面清扫装置改善轮轨间运行噪声和黏着状态。
与转向架有关主要技术参数表
项目
参数
设计最高速度（Km/h）
250
营业最高速度（Km/h）
200
额定轴重（KN）
137.2（14t）
满员时最大轴重（200%定员）（KN）
156.8（16t）
编组能通过的最小曲线半径（m）
180
单车调车能通过的最小曲线半径（m）
130
转向架转角（o）
4.0
轴距（mm）
2500
车轮直径新/磨耗到限（mm）
Φ860/790
轮对内侧距（mm）
1353
适用轨距（mm）
1435
自重下空气弹簧上平面轨距面高度（mm）
1000
三、弹簧装置
铁路机车车辆通常采用的弹簧种类有:
圆弹簧、板弹簧、橡胶簧及空气弹簧。
但在现代机车车辆上，板弹簧由于结构复杂且笨重，已很少使用；而圆弹簧和橡胶簧经常被用作第一系悬挂，空气弹簧则被广泛用于第二系悬挂（即代替旁承）。
铁路机车车辆通常采用的减振器种类有：
液压减震器、摩擦减震器、但在现代机车车辆上很少采用摩擦减震器，基本上全部采用液压减震器。
通常，所谓一系悬挂是指仅在构架与轴箱间设有一系弹簧悬挂，一般用于抵、中速机车车辆；而所谓的两系悬挂是指既有第一系悬挂，还在构架与车体间设有第二系弹簧的弹簧悬挂，用于中、高速机车车辆。
采用两系悬挂的目的：
可减少弹簧装置的合成刚度，增大其总静挠度，以改善机车铅垂方向的运行平稳性和减少机车车辆对线路的运作力。
1、弹簧装置的作用
弹簧装置的作用可以概括为如下三点：
（1）分配给各轴一定的载荷，并使所分配的重量在车轮行径不平顺线路时不致发生显著变化。
（2）缓和冲击，使运行平稳。
（3）改善机车横向运动性能和曲线通过性能。
空气弹簧就是将压缩空气密封在橡胶膜内（或囊）中形成具有一定刚度的弹性体。
2、空气弹簧的特点
（1）刚度小，当量静挠度大。
空气弹簧能大幅度地增加当量静挠度，可使弹簧悬挂装置设计得柔软，这样可降低车辆的自振频率。
（2）具有非线性特性。
空气弹簧具有非线性特征，可以根据车辆振动性能的需要，设计成具有比较理想的弹性特性（曲线）。
在平衡位置振动幅度较小时（即正常运行时的振动），刚度较低；若位移过大，刚度显著增加，可限制车体的振幅。
（3）刚度随载荷变化。
空气弹簧的刚度随载荷而变化，从而可基本保持空、重车时，车体自振频率几乎相等，使空、重车不同状态的运行平稳性几乎相同。
（4）高度可调节。
空气弹簧和高度控制阀并用时，可使车体在不同静载荷下，保持地板面距轨面的高度基本不变。
（5）可充分利用其横向弹性。
同一空气弹簧可以同时承受三维方向的载荷，利用空气弹簧的横向弹性特性，可以代替传统转向架的摇动台装置，从而简化结构，减轻自重。
（6）能产生适宜阻尼。
在空气弹簧本体与附加空气室之间设有适宜的节流孔，可以产生适宜阻尼，以代替垂向液压减振器。
（7）具有吸振和隔音性能。
空气弹簧具有良好的吸收高频振动和隔音的性能。
（8）空气弹簧的缺点：
结构复杂，附件多，制造成本高，维护检修复杂
四、轮对的组成及作用
1、组成
轮对一般由车轴、轮心、和轮箍等组成。
高速动车组车辆一般采用整体车轮，所以不再有轮心和轮箍之分。
另外，高速动车组轮对还有动力轮对和非动力轮对的区别，其中动力轮对上通常装有牵引大齿轮（或齿轮箱）如图所示
2、作用
轮对的作用包括以下三个方面：
①承受全部载荷及冲击。
②与钢轨黏着产生牵引力或制动力。
③轮对滚动使机车车辆前进。
轮缘及踏面几个关键名称和尺寸如图所示
①踏面：
1:
20斜面的作用：
在直线上自动对中，在曲线上使外轮滑动量小。
1:
20斜面的作用：
通过宵曲线时，接触于1:
10斜面上，可进一步减小外轮滑动量。
②滚动圆：
名义直径Φ840～1000mm。
第2章、转向架的检修
【项目任务】
（1）了解转向架及各组成部分的作用、结构、组成及类型；了解相关的检测设备及检修过程中需要使用的工具、工装设备等。
（2）熟知构架、弹性悬挂装置、轮对及轴箱装置、中央牵引装置、驱动系统等部件的结构、损坏形式。
（3）掌握转向架各部件的检测、检修方法。
（4）掌握转向架的组装及台架试验。
【项目准备】
（1）所需工具：
数字压力计、金属直尺、尖嘴压杆式油枪、第四种测量仪、轮对内侧距尺、轮径尺、轮缘形状专用测量尺（测量“倾斜度”值）、轮缘高度／厚度测量尺、车轮轮辋侧面鼓起专用测量仪等。
（2）所需设备：
移动式架车机、不落轮镟床、移动式磁粉探伤机、超声波探伤仪
（3）所需物品：
清洁剂（水基）、压缩空气、干净抹布、钙基脂和冷冻机油、清漆、压差阀调整垫、O形圈、电机进风口滤网、齿轮箱油、联轴节润滑脂、开口销。
【项目实施】
一、构架及其附件的检修
1、构架的检修
（1）构架清洗
用抹布和清洁剂彻底清洗构架表面污垢，并晾干或烘干，便于构架的进一步检修。
（2）构架检查
①转向架分解后首先进行目测检查，检查各悬挂点、焊接点和焊缝有无裂纹、变形，焊接是否良好。
重点检查构架电动机悬挂座、牵引拉杆座、一系簧座等受力部位，要求无裂纹、无腐蚀、无变形、无冲击损伤。
②采用内视镜聚光灯检查横梁是否腐蚀和有无裂纹。
③堵塞器（孔塞）检查：
a、目视检查所有转向架构架的开口是否堵塞。
b、如果塞子损坏，在重新封堵之前，应该排出所有残留水。
c、在安装时，如果怀疑任何塞子有问题，应该更新塞子。
注：
由于设计和制造的原因，转向架构架存在一些孔洞。
为尽量减少水和灰尘的进入和
腐蚀，应在孔洞处安装各种尺寸的堵塞器。
（3）构架探伤
对构架进行无损探伤，检查构架重点受力部位和关键焊缝。
这对地铁构架的检修至关重要。
（4）尺寸检查
检查构架变形，测量构架一系簧座与测试台支座间的间隙。
检查测量转向架构架对角线尺寸应满足有关标准。
（5）油漆与涂油
对构架进行重新油漆或对脱漆部位进行补漆，不能油漆的部位应涂符合要求的防锈油。
（6）记录
对检修好的构架记录有关信息，包括检修内容、检查数据，一般有登记入档和做数据库两种方式。
2、构架附件的检修
构架的附件视转向架的不同而有所区别，如轴箱拉杆、轴箱转臂、起吊装置、调整垫片、紧固件等。
检修原则：
主要受力部件检修内容与构架相同；垫片进行清洗、矫正、油漆后继续使用（下面述及的部件检修原则相同）；紧固件全部更新（下面述及的部件检修原则相同）。
3、弹性悬挂装置检修
弹性悬挂装置通常包括一系悬挂和二系悬挂，其作用是减少线路的不平顺和轮对运动对车体的动态影响（如垂向振动、横向振动和通过曲线等）。
（1）一系悬挂的检修
一系悬挂与转向架的轴箱定位方式有关，如上所述，第一类转向架采用人字形橡胶弹簧定位，其一系悬挂为人字形橡胶弹簧；第二类转向架采用转臂式轴箱定位，其一系悬挂为内、外圈螺旋钢弹簧，附加垂向减振器；第三类转向架采用锥形橡胶套定位方式，一系为锥形橡胶套。
下面以人字弹簧为例，介绍一系悬挂的检修。
（2）人字弹簧寿命
人字弹簧寿命一般为8—10年，根据国内外的使用经验，人字弹簧如果使用前存放时间不超过1年，其寿命一般能满足一个大修期（10年）的要求。
所以在5年架修时，需对人字弹簧重新进行选配，使用10年后全部作报废处理。
人字弹簧由四层钢板、四层橡胶和一层铝合金（最内一层）组成。
（3）人字弹簧编号及检查
要求橡胶与金属件之间无严重剥离。
在5年架修时，首先将分解下来的人字弹簧进行编号并检查，若无脱胶、变形、裂纹，或有裂纹但符合如下条件，人字弹簧可继续使用。
①一条深度小于16mm的裂纹。
②多条深度小于8mm的裂纹。
③一条深度小于8mm的整个周向裂纹。
（4）人字形弹簧刚度试验
由于动车与拖车转向架人字弹簧的刚度不同，应根据人字弹簧的性能进行抽检试验，试验前需将人字形弹簧放置在恒定温度下一定的时间，测量人字形弹簧垂向刚度时一般成对进行。
超出刚度范围的人字弹簧作报废处理。
（5）人字形弹簧选配
根据人字形弹簧的性能逐件进行试验，试验前也需将人字弹簧放置在恒定温度下一定的时间，测量人字形弹簧的变形量。
变形量的测量需逐件进行，并根据变形量进行分组、配对、标识。
超出变形量范围的人字形弹簧作报废处理。
记录
对选配好的人字形弹簧记录有关信息。
4、其余一系悬挂系统部件的检修
其余一系悬挂系统部件，如锥形橡胶套、钢弹簧、减振器等。
锥形橡胶套的检修内容与人字形弹簧基本一致；钢弹簧需进行检查、探伤、高度测量和刚度测量等内容，也可参照铁路标准进行检修；一系减振器的检修参考后面的二系减振器的检修。
5、二系悬挂系统的检修
二系悬挂系统基本都是空气簧，结构上主要区别是应急弹簧的形式不同。
空气簧有较低的纵向、横向、垂向刚度，能较好提高列车的舒适性。
空气簧一般与高度阀、差压阀等同时使用，在不同载荷作用下，保持列车地板面在一定的高度和保证两侧空气簧压差在安全范围内。
（1）空气簧寿命
进口空气簧寿命能达到10年大修的要求，在5年架修时，需对空气簧进行检修；使用10年后橡胶件全部作报废处理，部分结构件可继续使用。
（2）空气簧结构件检修
检修时需对空气簧结构件清洗、检查、探伤、补漆。
（3）应急弹簧与磨耗板检修
检修时对应急弹簧进行外观检查、尺寸检查及性能试验。
要求外观无脱胶、裂纹深度不超标、无老化破损；尺寸不超出范围；垂向、水平刚度不超出技术要求，则应急弹簧可继续使用。
如果在两层之间出现任何粘着松动，橡胶和金属之间出现分离、疲劳或变形，应更换应急用弹簧。
磨耗板要求无偏磨，尺寸符合要求，否则需更换。
（4）空气簧系统附件检修
①检查高度调节阀，要求完好，无松动、无损伤。
②检查高度调节阀联动装置，要求完好，无损伤。
高度阀调节杆应垂直，不准倾斜。
③检查垂向及横向止挡、止挡间隙、螺栓、衬垫，应完好，无损伤。
（5）空气簧检修
①空气簧外观检查：
检查紧固件，要求连接紧固无松动。
清洗并检查空气簧胶囊内、外表面，要求无严重损伤、裂纹和刀痕，无金属丝暴露在外的现象，叠层弹簧表面不得有深度大于2mm的疲劳裂纹，或大于5mm深的橡胶与金属松弛现象。
注：
不能使用锐角的工具检查气囊，不能采用溶剂进行清洗。
②空气簧更换条件：
a、胶囊的裂纹：
深度超过1mm不得使用。
b、胶囊的磨损：
深度超过1mm（帘布外露）不得使用。
c、橡胶堆的裂纹：
深度超过1mm不得使用。
d、底座的锈蚀：
锈蚀超过2mm不得使用。
e、鼓包：
局部表面的鼓包，用针扎破鼓包部位，作500kPa持续20min的保压试验，如果没有空气泄漏，则可以继续使用。
f、橡胶堆的更换条件：
橡胶堆的橡胶和金属件的粘接部裂纹超过6mm；橡胶的裂纹圆周超过30%、深度超过6mm。
g、密封性与刚度
（6）检查空气簧胶囊与应急弹簧之间的密封，空气簧密封无泄漏。
（7）测试组装后空气簧的水平、垂向刚度须符合要求。
（8）记录
对检修好的空气簧记录有关信息。
6、抗侧滚扭杆的检修
抗侧滚扭杆虽然形式多样，但其结构基本相同，一般由扭杆、支撑座、扭臂、连杆组成。
抗侧滚扭杆的作用是抑制车体相对于转向架的侧滚，提高车辆的稳定性和舒适性。
（1）扭杆检修
抗侧滚扭杆分解后，对扭杆进行清洗，然后进行扭转变形（弹性变形）测量，扭转变形超标则报废。
扭杆是重要的受力部件，最后需进行探伤检查。
（2）支撑座检修
支撑座包括座体、关节轴承、轴承盖、密封圈、垫片、紧固件等。
对座体进行外观检查、内孔测量、补漆等检修。
关节轴承10年大修更换。
对轴承盖进行外观检查、补漆处理。
密封圈在5年架修时即更新。
（3）扭臂检修
扭臂也是重要的受力部件，除清洗、油漆外还需进行探伤检查。
（4）连杆检修
连杆主要由球铰和调节套筒组成。
对球铰每5年彻底进行密封和性能检查，对与调节套筒连接的螺纹部分进行检查。
对调节套筒进行螺纹检查。
（5）组装与记录
对部件进行预组装，并记录。
7、减振器的检修
（1）减振器为免检修部件，而有些部件又有寿命限制，因此
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