车辆工程第三章2

1、主要内容：n K2型转向架n K3型转向架n K4型转向架第三节第三节 提速货车转向架提速货车转向架一、转K2型转向架 转K2 型转向架是1998 年齐车公司采用美国标准车辆转向架公司(SCT) 的侧架交叉支撑技术开发研制而成的，属于铸钢三大件式转向架。相对转8A的改动： 大直径下心盘 心盘磨耗盘 两级弹簧刚度 交叉支撑装置 常接触弹性旁承装置 窄承载鞍 提速轮对 基础制动装置采用了奥贝球铁衬套和45号钢光圆销（1）侧架弹性交叉装置 该转向架在两侧架之间安装了弹性下交叉支撑机构，交叉杆从摇枕下面穿过，4 个端点用轴向橡胶垫与侧架连接， 交叉支撑机构提高了转向架的抗菱刚度，从而提高转向架的蛇行失

2、稳临界速度、提高货车直线运行的稳定性。 交叉支撑装置可有效保持转向架的正位状态，从而减小了车辆在直线和曲线运行时轮对与钢轨的冲角，改善转向架的曲线通过性能，显著减少轮轨磨耗。克服了传统三大件转向架的正位对斜楔状态的依赖。原理：转 K2 型转向架加装交叉支撑装置后的抗菱刚度由两部分组成，一是摇枕侧架间的抗菱刚度 k ，二是交叉支撑装置的抗菱刚度。侧架弹性交叉装置的组装方式 上下交叉杆组成交叉状态从摇枕下部穿过，在端部通过轴向橡胶垫组成、端头紧固螺栓、锁紧板、双耳防松垫圈与焊接在侧架上的支撑座连接 上下夹板用螺栓紧固，并把螺栓用电焊点固 夹板间4处塞焊点和2条平焊缝 （2）侧架组成 主要由侧架、支

3、撑座、保持环、立柱磨耗板、滑槽磨耗板等零件组成。（3）摇枕组成 主要由固定杠杆支座、托架组成、摇枕、下心盘、斜面磨耗板组成。加装心盘磨耗盘 为了减少上下心盘的磨损，采用了耐磨性能优良的心盘磨耗盘，材质为特种含油尼龙 心盘磨耗盘介于上下心盘之间，完全避免了上下钢质心盘间的直接磨耗 改善了心盘面的承载均衡性 有效提高上下心盘的使用寿命和减少检修工作量（4）中央悬挂系统 转K2型转向架的中央悬挂系统由10个外圆弹簧，10个内圆弹簧，4组双卷减振弹簧组成。实现了空重车两级刚度。 两级弹簧刚度由高度不等的内外圆弹簧构成，空车状态仅有外圆弹簧承载；重车状态时，内外圆弹簧共同承载。这种结构由于在空车时弹簧刚

4、度小，静挠度大，提高了空车运行时的平稳性。 斜楔减振器的内、外圆弹簧均高于摇枕内外圆弹簧，有较大的预载量，使斜楔磨耗后仍能维持必需的减振与抗菱作用（5）减振装置 整体式斜楔减振装置 由侧架磨耗板、斜楔、摇枕斜面磨耗板和双卷减振弹簧组成。（6）双作用弹性旁承 由弹性旁承、旁承座、滚子、调整垫板、调整垫片等组成。 弹性旁承可提高转向架与车体间的回转约束和车体侧滚约束， 抑制以转向架摇头与车体侧滚为主的蛇行失稳形式， 达到提高车辆运行平稳性和稳定性的目的。（7）基础制动装置 基础制动装置为锻造中拉杆结构，由左右槽钢弓形制动梁、中拉杆组成、固定杠杆、移动杠杆、高磨合成（或中磷）闸瓦及各种规格的耐磨销套

5、组成。 卡入式滑槽磨耗板 组合式制动梁 L-A、L-B型制动梁是为提高制动梁的疲劳强度和使用可靠性，借鉴美国 AAR 技术标准开发的新型制动梁；L-C 型制动梁是在吸取法国阿贝尔公司制动梁锻造端头和热压装工艺的优点的基础上研制而成的。 采用了模块化的组合式结构 制动梁架是特殊形状截面的异型钢材经切分、拉制而形成的弓形梁 支柱与夹扣是成对使用的部件，两者共同夹持在制动梁架的后杆部位 闸瓦托装在制动梁架两端，闸瓦托后部带有与制动梁架截面形状相适应的止孔，制动梁架采用压力装配方式装人闸瓦托的止孔内 制动梁为滑块式结构，滑块在闸瓦托上铸出 采用非金属滑块磨耗板 制动梁为无焊缝结构二、转K3型转向架 转

6、K3型转向架属轴箱一系悬挂构架式转向架，是在吸取欧洲Y25型转向架的优点并结合我国的具体情况加以改进设计而成。 整体焊接构架 轴箱弹簧悬挂装置 弹性常接触旁承 球面新盘 基础制动装置组成。1、构架组成 转K3型转向架构架由2根侧梁、1根横梁、4个导框座、4个斜楔座等组焊而成，侧梁采用工字形单腹板结构，横梁箱形双腹板结构。 整体焊接构架，使转向架具有大的抗菱刚度。2、轴箱弹簧悬挂装置 轴箱悬挂减振装置主要由轴箱、外簧、中簧、内簧、纵向定位橡胶块、主磨耗块、吊杆、斜楔、副磨耗板等组成。 轮对的纵向弹性定位 三级刚度弹簧组 高分子合成材料的主磨耗块，保持了减振性能的稳定性和可靠性，同时延长了摩擦副的

7、使用寿命3、弹性旁承 弹性旁承主要由下旁承体、弹簧、旁承弹性挡、下旁承摩擦板、调整垫板、磨耗板等组成。4、基础制动装置 基础制动装置主要由右滚动制动梁、下拉杆、左滚动制动梁、制动梁吊、制动杠杆、高摩合成闸瓦、制动梁安全托等组成。 制动梁设计中采用了整体锻造式端头，并将制动梁安全链改为安全托，使制动梁的可靠性、安全性大为提高。5、主要特点 转向架抗菱刚度大，轴箱弹簧一系悬挂，簧下质量轻，采用弹性常接触式旁承。该转向架具有较高临界速度和低的轮轨动作用力。 轴箱的纵向定位由 Y25 型转向架的一侧刚性定位，改为有适当刚度的弹性定位，便于曲线通过，降低了轮轨横向动作用力和轮轨磨耗。 心盘、旁承、减振器

8、的主副磨耗板等采用了耐磨材料制作的耐磨件，提高了免检走行公里数，降低了维护检修费用。 制动梁采用整体锻造式端头，并将制动梁安全链改为安全托，使制动梁的可靠性、安全性大为提高。 三、转K4型转向架 转K4 型转向架是2001年株洲车辆厂引进美国原ABC-NACO 公司的摆式转向架技术研制开发的。1、摆动式转向架的特点 摆动式转向架是由原ABC-NACO公司根据美国铁路货运发展的需要，为了从根本上解决传统三大件式转向架存在的“先天不足”而研制开发的一种新型三大件式转向架。转向架左右侧架通过装于导框顶部的导框摇动座分别支承在前后两凹形承载鞍上，成为横向可同步摆动的吊杆。摆动式转向架具有如下特点：（1

9、）结构上属于铸钢三大件式转向架，具有结构简单、车轮均载性好、制造成本低、检修维护方便等优点。（2）具有类似于客车转向架的摇动台摆式机构，使转向架横向具有两级刚度特性，大大增加了车辆的横向柔性，提高了车辆的横向动力学性能，降低了轮轨间的磨耗，提高了车辆的运行品质。（3）由于摆动式转向架摇枕挡位置下移，使侧滚转动中心降低，对侧滚振动控制加强，有效地减小爬轨和脱轨的可能性，尤其是对高重心的货车，大大提高了其脱轨安全性。（4）采用斜楔减振装置，弹性常接触式旁承和新型制动梁，具有耐久性和可靠性。2、转K4的主要结构（图） 转K4主要由侧架、摇枕、弹簧托板、摇动座、摇动座支承、承载弹簧、减振装置、轮对和轴

10、承、基础制动装置及常接触弹性旁承等组成。 该转向架采用了两级刚度弹簧及变摩擦减振器，斜楔主摩擦面采用合成材料，基础制动装置采用高磷铸铁闸瓦或高摩合成闸瓦、L-C 型组合制动梁。（1）摇枕 摇枕下部铸出2块三角形挡，与弹簧托板上的挡块配合，限定摇枕的最大横向位移。（2）侧架组成及承载鞍（图） 侧架中央方框是一腔形结构，用以安装摇动台支承及摇动台座。导框处也是腔形结构，用以安装导框摇动座。导框摇动座底面和承载鞍顶面均为圆弧形，形成滚动副，使侧架具有摆动的功能，提高车辆的横向性能。（3）摇动座、摇动座支承及弹簧托板 摇动座与摇动座支承的接触面为圆弧形，形成滚动副，使侧架具有滚动的功能。 （4）弹性悬

11、挂系统及减振装置 由2个斜楔组成、2组减振双卷弹簧，4组承载双卷弹簧组成，均为两级刚度弹簧。（5）常接触弹簧旁承 该型旁承可消除旁承纵向间隙，保持稳定的回转摩擦阻力矩，有效抑制转向架蛇形运动、提高临界速度。（6）基础制动装置 采用由K3型转向架制动梁改进，并采用球形销套有利于侧架、摇枕的摆动。3、使用情况 2002年4月转K4型转向架开始批量生产，C64H型敞车、G70H 型罐车、NX17BH型平车等。主要内容：n 转K5型转向架n 转K6型转向架n 转K7型转向架第四节第四节 重载货车转向架重载货车转向架一、我国2E轴货车转向架发展过程 2E轴货车转向架的研究始于20世纪50年代，主要用于自

12、翻车和长大平车等特种车辆上 “八五”期间铁道部立项由齐齐哈尔车辆厂研究2E轴转向架 1998年齐齐哈尔、株洲、眉山三厂3家工厂分别研制了焊接构架式、三大件式25 t 轴重转向架，运用表明性能有待进一步提高 因大秦线将开行2 万t 重载列车，2003 年，株洲车辆厂采用摆式转向架技术、齐车公司采用交叉支撑技术分别研制出25t 轴重的转K5 、转K6 型转向架二、转K5型转向架主要特点 K5转向架是在转K4基础上研制的25t轴重摆动式转向架，属于铸钢三大件式摆动转向架。 承袭了转K4的主要结构形式，其主要部件与转K4 型转向架相，其弹簧托板由转K4的平直型改为下凹型 强度按25 t 轴重设计 20

13、04 年开始用于双层集装箱平车、C80型铝合金运煤敞车上装用了该转向架，目前用于70t级以上货车。三、转K6型转向架1、主要特点 转K6 型转向架是采用下交叉支撑装置的铸钢三大件式转向架 一系悬挂采用轴箱弹性剪切垫 二系悬挂采用带变摩擦减振装置的中央枕簧悬挂系统，摇枕弹簧为二级刚度 两侧架之间加装侧架弹性下交叉支撑装置 采用直径为375 mm 的下心盘，安装含油尼龙心盘磨耗盘 采用双作用弹性旁承 基础制动装置为中拉杆式单侧闸瓦制动，采用L-B 型组合式制动梁、新型高摩合成闸瓦 转K6 型转向架具有侧架交叉支撑转向架所具有的技术优点，同时一系悬挂采用轴箱弹性剪切垫实现轮对的弹性约束，车辆在直线运

14、行时轮对始终保持正位。 通过曲线时轮对有径向趋势，改善了车辆的曲线通过性能，有效地减轻了轮缘磨耗； 减小转向架簧下质量。实现了轮轨之间的低动力作用。有效地减少了重载列车轮轨之间的磨耗，降低了重载运输的运营成本； 隔离轮轨间高频振动； 改善了车辆的垂向动力学性能。提高了车辆的运行平稳性。2、使用情况 2004年开始装配X2K型双层集装箱、C80型铝合金运煤敞车，目前用于新造70t级以上货车。主要内容：n 多轴转向架 n 径向转向架第五节第五节 其它货车转向架其它货车转向架一、多轴货车转向架1、采用多轴转向架增加载重量的办法之一 增加承载能力的办法有2个： 提高转向架的允许轴重 增加转向架的轴数2

15、、 多轴转向架的要求 尽量使每根车轴均匀承载 降低簧下质量 灵活通过曲线，减少轮缘磨耗3、三轴货车转向架H形构架式三轴货车转向架4、四轴货车转向架Z10、Z21包板式5、五轴货车转向架五轴构架一体式包板式Z21型二、径向转向架1、径向转向架是解决稳定性和曲线通过能力的有效措施横向稳定性要求：曲线通过能力要求：2、径向转向架的分类 自导向转向架 迫导向转向架二、转K7转向架 为了满足大秦线开行2万吨运煤专列的运输需求，2004年南车集团眉山车辆厂引进了南非成熟、先进的Scheffel转向架技术基础上研制了25t轴重副构架转向架，2007年9月定型为转K7型转向架。设计原理 转K7型转向架是在原三

16、大件转向架的基础上将一个轮对的左右两个承载鞍相连，形成U形副构架。通过连接杆与把U形副构架销接在一起，从而形成自导向机构。副构架自导向转向架 自导向机构提高蛇行运动稳定性的同时改善了曲线通过能力 一系悬挂采用多层橡胶-金属剪切垫，实现轮对地弹性定位，减轻了簧下质量，降低了轮轨之间的动作用力，从而提高了车辆运行品质。主要内容：n 提速货车转向架的可靠性研究n 重载货车转向架的开发研制n 快速货车转向架的开发研制第六节第六节 我国货车转向架发展方向我国货车转向架发展方向一、转提速货车转向架的可靠性研究 在一段时间内，提速货车转向架仍然是我国铁路货物运输的主型转向架。因此加强提速转向架摇枕、侧架、焊

17、接构架、交叉支撑装置、弹簧托板、摇动座、制动梁等关键零部件的可靠性研究非常必要。 同时还应对弹簧、斜楔、磨耗板、橡胶件等小部件进行可靠性研究，提高其使用寿命，保证提速转向架长期运行中动力学性能的稳定性，确保铁路货物运输的安全。二、重载货车转向架的开发研制 在重载运输方面，增加车辆单车载重是提高运输效率的重要途径之一。 美国铁路约65 %的货车采用F 轴(轴重29.8 t) ,部分采用G轴(轴重35.7 t ) 澳大利亚BHP 重载线路的轴重已经提高到35 t 巴西卡拉齐斯重载铁路的轴重已经达到30 t 南非重载铁路轴重已经达到26 t (窄轨) 瑞典重载铁路已将轴重由25 t 提高到30 t

18、俄罗斯已普遍采用了23.5 t 轴重，并正在将货车轴重提高到27 t 要根本解决我国铁路货运紧张的局面，开发研制大轴重货车转向架以全面实现铁路的重载运输是解决问题的有效办法。就我国现有货车转向架技术而言，已经具备了推广25 t 轴重转向架应用范围的条件。 新造全部为25 t 轴重货车 同时研制开发30 t35 t 轴重的低轮轨作用力货车转向架，以满足货运专线开行万吨列车的需要三、快速货车转向架的开发研制 在货车快运方面，欧洲的铁路快运货车积极借鉴高速列车的成功经验， 快运货车的速度一般在120km/ h160 km/ h ，以集装箱运输、小汽车运输、家用电器、鲜活物品等附加值高的货物为主。 欧洲典型的高速货车转向架有法国的Y37、德国的DRRS、意大利Fiat 等。 其中Y37 和DRRS 可以满足160 km/ h 及以上速度的运用要求,也被称为高速货车转向架,所采用的技术发展趋势越来越客车化 就发展我国的快速货车转向架而言在设计结构和性能上已经有了突破，但还应进一步结合高速客车转向架的成熟技术，参考国外高速货车转向架的成功经验： 进一步优化和完善液压减振技术、盘形制动技术、防滑技术等的设计方案，保证配套技术的可靠性。 结合高速客车转向架的运用经验，优化构架、摇枕、轴箱悬挂装置、中央悬挂装置等的结构设计，提高部件的疲劳可靠性，使160km/ h高速货车转向