城轨交通转向架-典型城市的城轨交通转向架

任务七典型城市的城轨交通车辆转向架城轨交通车辆包括电动车组、高架轻轨等，一般均为电动车辆。城轨交通车辆的转向架可分为动力转向架和非动力转向架，也可称为动车转向架和拖车转向架。随着城市轨道的快速发展，目前城轨交通车辆的转向架形式多样，结构各异。任务七1.组成图3-64所示为北京地铁DK3型地铁车辆转向架，由图可知它主要由轮对轴箱、轴箱定位装置（一系悬挂）、构架、摇枕弹簧装置（二系悬挂）、驱动装置、基础制动装置等组成。一、北京地铁DK3型地铁车辆转向架任务七2.结构特点（1）轴箱定位装置。轴箱弹簧水平放置+金属橡胶弹性铰销定位属于转臂式轴箱定位，如图3-65所示。一、北京地铁DK3型地铁车辆转向架如图

3-65任务七（2）摇枕弹簧装置。上部通过心盘与车体相连——心盘承载，即心盘传递全部载荷（包括垂向力、横向力、纵向力）。下部通过空气弹簧和纵向拉杆与构架相连——空气弹簧传递垂向力和横向力，而纵向拉杆传递纵向力（牵引力或制动力）。具体结构如图3-66所示。一、北京地铁DK3型地铁车辆转向架如图

3-66任务七（3）驱动装置。每台转向架配置两台牵引电机。牵引电机一端通过爪形轴承支于轮轴上，另一端悬于构架横梁上。牵引电机通过齿轮传动装置将扭矩传递给轮对，齿轮传动装置由齿轮减速箱、齿式联轴节和减速箱悬吊装置三部分组成，如图3-67所示。一、北京地铁DK3型地铁车辆转向架如图

3-67任务七（1）垂向力（重力）：车体（上心盘）—下心盘—摇枕—空气弹簧—构架侧梁—轴箱定位销和水平弹簧—轴箱—车轴—车轮—钢轨。（2）横向力（离心力等）：车轮—车轴—轴箱—轴箱定位销—构架侧梁—空气弹簧和牵引拉杆座—摇枕—心盘—车体。（3）纵向力（牵引力或制动力）：车轮—车轴—轴箱—轴箱定位销—构架侧梁—牵引拉杆（即纵向拉杆）—摇枕—心盘—车体—车钩。3.转向架力的传递过程一、北京地铁DK3型地铁车辆转向架任务七ART（advancedrapidtransit）车辆是一种先进快速运输车辆，现运营于北京首都国际机场快线，由庞巴迪公司生产制造。ART转向架分A车转向架和B车转向架，具体结构如图3-68和图3-69所示。二、北京首都机场ART车辆转向架如图

3-68任务七如图

3-69任务七ART转向架为四轮内轴承型，包括预制钢构架以及提供有可转向的车轴、叉臂、第二级空气弹簧悬挂和摇枕。最大设计速度120km/h，最大运行速度110km/h，承载17000kg。通过空气弹簧悬挂，垂向负载从车身摇枕传输到转向架摇枕。这些负载通过低摩擦旁承传输到转向构架上。转向架具有可转向机构，它允许车轴在曲线段时转向。机构的几何形状是对称的，以改善转向架的动态行为。转向架也配备有推进元件、制动设备、集电装置和转速计。1.结构特点二、北京首都机场ART车辆转向架任务七通过外叉臂、转向机构、转向构架和转向架摇枕，纵向力从LIM传输到车辆。中心销提供转向构架和摇枕之间的相互旋转。牵引和制动力通过弹性安装牵引杆从转向架摇枕传输到车身。1.结构特点二、北京首都机场ART车辆转向架任务七2.主要技术参数二、北京首都机场ART车辆转向架任务七南京地铁车辆的走行部分由两台轴承外置式的无摇枕转向架组成。转向架主要由构架、轮对和轴箱、驱动装置（仅限动车转向架）、减振装置、中央牵引装置和其他辅助装置组成。在南京地铁列车的下面安装了12个转向架，包括8个动力转向架和4个拖车转向架。三、南京地铁转向架任务七这些转向架有以下标识：PBW——动车转向架，配备WSP（车轮轮缘润滑器）；PB——动车转向架，如图3-70所示；TBEX——先行拖车转向架，如图3-71所示；TBIN——中间拖车转向架，如图3-72所示。如图

3-70三、南京地铁转向架任务七如图

3-71三、南京地铁转向架任务七如图

3-72三、南京地铁转向架任务七如图

3-2三、南京地铁转向架任务七1.构架构架是转向架的主体，由压制成型的钢板P275NL1（NFEN100283）焊接成H形全封闭的箱形结构，包括两个对称的“S形弯管”侧构架，通过横向构件在它们的中央连接，如图3-73、图3-74所示。构架的主要作用是承受和传递载荷，并焊有牵引电机、齿轮箱和减振器的吊座、弹簧悬挂装置的接口以及空气制动管道的支架等。如图

3-73三、南京地铁转向架任务七图3-74拖车转向架构架1—管道支架;2—空气弹簧接口;3—侧构架;4—扭接连杆托架;5—制动装置连接件；6—横向缓冲器托架如图

3-74三、南京地铁转向架任务七①车轮。车轮是采用R9T优质钢的整体辗钢轮，按照UIC812第三部分制造。新轮的直径是840mm，磨损后的车轮直径限值是770mm；车轮磨损极限通过轮缘外表面的槽示出。车轮采用压力配合装配在车轴上。每个车轮都配备有注油口，这样可利用液压从车轴上拆卸车轮。2.轮对和轴箱三、南京地铁转向架(1)轮对。任务七②车轴。车轴采用锻造机加工的整体车轴，材料是AIN钢。由于负载和受力不同，所以有动车轴和拖车轴之分。新的车轴轮座拥有198mm的标称直径，提供了5mm的余量，这样如果在更换车轮期间发生损坏，还可以进行加工。车轴两端伸进轴箱的部分叫轴颈，安装轴承和承受车辆载荷；压装车轮的部分叫轮座；车轴中部是轴身。动车转向架的轴身上安装有齿轮箱，传递电机产生的转矩驱动轮对，再通过构架和中央牵引装置带动车辆前后运行。2.轮对和轴箱三、南京地铁转向架(1)轮对。任务七装配在轴颈上的部件是迷宫式轴箱，采用的是滑脂润滑的滚柱轴承，它不需要加满轴承滑脂。轴箱的主要作用是连接轮对与转向架构架，承受垂向和侧向载荷，保持轴颈与轴承的正常位置。采用滚柱轴承降低了轴箱摩擦因数，减小了车辆启动和运行阻力，可以适应地铁车辆高速运行、停车频繁、行车密度大的要求。轴箱外侧是轴箱盖，可使轴承免受灰尘、雨水的侵害，还用于安装传感器和接地回流装置。2.轮对和轴箱三、南京地铁转向架(1)轴箱。任务七每个动力转向架都配备有两个ALstom4LCA2138型牵引电机，这两个电机横向安装在转向架构架横向构件上。如果连接件发生故障，连接转向架横向构件的两根安全索和电机上的安全凸缘则可防止电机下落到轨道上。电机配备了传感器将电机速度数据传输到车身内的控制和监视系统。3.驱动装置三、南京地铁转向架(1)电机。任务七动力通过EscoFTRN70挠性联轴器从电机传输给齿轮箱。联轴器包括两个半联轴器，每个半联轴器都通过压力安装在电机或齿轮箱的锥轴上。联轴器的设计允许电机和齿轮箱在所有方向进行相对移动。两个半联轴器用环螺栓连接，可以轻易地分开。3.驱动装置三、南京地铁转向架(2)联轴器。任务七齿轮箱如图375所示，其中的3是WatteeuwSHA910两级减速齿轮箱，一个输入轴装有一级小齿轮（27齿），另一个中间轴装有一级齿轮（78齿）、二级小齿轮（27齿），输出轴装有一、二级齿轮（65齿）。传动比为（65×78）/（27×27）=6.9547。3.驱动装置三、南京地铁转向架(3)齿轮箱。任务七图3-75齿轮箱1—扭接连杆;2、5—连接构架;3—Watteeuw齿轮箱;4—安全锁;6—牵引电机;7—电机速度传感器;8—Esco联轴器;9—安全凸缘（安装在构架）如图

3-75三、南京地铁转向架任务七齿轮由调质钢制成，并采用圆柱形螺旋齿形结构以减小齿轮箱的噪声。齿轮箱安装在车轴上，它通过配备两个弹性末端轴承的扭接连杆连接转向架横向构件。齿轮和轴承由齿轮箱中的油进行喷溅润滑，齿轮箱中的油通过油井和油槽系统输送给轴承。齿轮箱配备了磁性放油塞、有油位表的加油塞和通气器。如果扭接连杆发生故障，齿轮箱则接触固定在转向架构架的安全凸缘，从而防止了绕车轴旋转。3.驱动装置三、南京地铁转向架(3)齿轮箱。任务七（1）一系悬挂。一系悬挂如图3-76所示。一系悬挂位于轴箱和转向架构架之间，由带橡胶止挡的螺旋弹簧组成，橡胶止挡在高载荷下起作用。一系悬挂包括一个垂向减振器。一系悬挂在轮组与转向架之间传输驱动和牵引力，使轨道上转向架稳定并允许将直线运行转换成曲线运行。4.减振装置三、南京地铁转向架任务七图3-76一系悬挂减振装置1—同轴螺旋弹簧;2—止动销;3—一系缓冲器;4—支撑板;5—转臂;6—弹性衬套如图

3-76三、南京地铁转向架任务七该悬挂是个转臂型悬挂。轮对的导向由径向臂来完成，转臂通过弹性衬套与构架连接。在车轴中心线上方的两个同轴螺旋弹簧提供了垂直方向的刚性，横向和纵向刚性则由安装在转臂端部并连接转向架构架中扼架的弹性衬套提供。4.减振装置三、南京地铁转向架任务七转臂在车轴轴承箱顶部，轴承箱用支撑板固定在悬挂中。安装在支撑板尖端和转向架构架端部的液压缓冲器提供缓冲功能。位于螺旋弹簧内部的弹簧动弯曲限制器限制转向架向下移动。接触转臂尖端的止动销限制转向架向上移动，所以当转向架提起时，悬挂使轮组与轮架保持相对位置。4.减振装置三、南京地铁转向架任务七填隙片安装在弹簧上座下面用于补偿不同的车轴质量和重心，这样可保证转向架保持水平。优化一系悬挂的特性，可以降低轮轨间的磨耗、转向架摆动和滚动角。4.减振装置三、南京地铁转向架任务七（2）二系悬挂。二系悬挂如图377所示。二系悬挂的主要功能是使乘客感到舒适。该悬挂对车身进行挠性支撑，使得车身相对于转向架移动并且与此同时提供横向重新定心功能。4.减振装置三、南京地铁转向架任务七图3-77二系悬挂减振装置1—二系垂直缓冲器;2—空气弹簧;3—车身接口;4—抗侧滚扭杆轴承;5—抗侧滚扭杆力臂;6—抗侧滚扭杆;7—纵向地冲器如图

3-77三、南京地铁转向架任务七5.中央牵引装置转向架和车身之间的接头传输转向架与车身之间的牵引力和制动力。该接头由在车身下面用螺栓连接的中心销构成，该中心销与位于转向架横向构件中央的弹性牵引中心咬合。转向架纵向和横向载荷通过中心销传到车体上。车体和转向架接触处（在中心销处）与运行轨道顶面之间平均高度大约为432mm。中央牵引装置包括一套预加应力的弹性材料块，该弹性块安装在中央平衡器上，如图3-78所示。中心销安装在平衡器中央的弹性轴承中。中央牵引装置在转向架与车身之间传输纵向力。弹性块在纵向预加了应力，它们的行程受到了硬限制器的限制。中央牵引装置有足够的弹性使得车身可以相对于转向架旋转、滚动和垂直及横向移动。横向移动受到固定于中心销的两个弹性限制器限制。三、南京地铁转向架任务七图3-78中央牵引装置1—横向限制器;2—中心销;3—平衡器;4—预加应力的弹性块南京地铁转向架中央牵引装置的牵引中心允许车身提起转向架。为了补偿车轮的磨损，当车轮半径磨损量达到12mm时，在提吊止动螺钉与牵引中心之间安装了填隙片。如图

3-78三、南京地铁转向架任务七6.基础制动装置每个转向架的制动是由四个踏面制动单元（每个车轮一个）来提供的，如图3-79所示。对于四种转向架类型，它们的制动器设备都相同。拴接在转向架侧构架上的四个单元制动器保证了制动。两个对角的单元制动器装置也配备了停车制动器，也可通过拉出紧急缓解锁闭销人工松开停车制动器。如图

3-79三、南京地铁转向架任务七7.其他辅助装置（1）WSP系统。所有转向架车轴的一端都配备了WSP（车轮防滑传感器）系统，该系统防止制动期间车轮打滑。该系统包括固定于车轴端部并在探头前面安装旋转的齿轮。每次轮齿通过探头（见图3-80）前面时就会发出信号。信号的频率与车轮速度成正比。在探头与齿轮之间没有任何接触。三、南京地铁转向架如图

3-80任务七（2）接地回线装置。车轴的另一端配备接地回线装置(除去各个拖车转向架车轴中配备车速表的车轴)。接地回线装置保证了固定元件（转向架构架）与旋转元件(车轴、车轮)之间的电气连续性。通过将回流直接传输给车轴，接地回线装置对车轴箱轴承进行简单而又有效的保护。接地回线装置通过接地回线连接转向架或直接连接车身。拖车转向架接地回线装置有单独的电刷，动车转向架装置则有两个电刷，如图3-80所示。三、南京地铁转向架任务七（3）车速表。如图381所示，各个拖车转向架车轴中都有一个车轴配备车速表。车速表由与固定在车轴端部驱动板咬合的销驱动，该车速表提供ATC系统列车速度信息。（4）PTI天线。如图381所示，PTI天线安装在各个先行拖车转向架（TBEX）的横向构件外侧，它为列车外侧控制和监视系统提供车站停车的列车位置信息。（5）ATC天线。如图381所示，先行拖车转向架（TBEX）的外侧端有ATC天线。该天线固定在臂部，而臂部固定在侧构架的前面。ATC天线向列车内侧控制和监视系统提供列车在轨道上的位置信息。三、南京地铁转向架任务七图3-81拖车转向架1—车速表;2、6—WSP探头;3—双电刷接地回线装置;4—ATC天线（仅TBEX);5—PTI天线（仅TBEX)三、南京地铁转向架如图

3-81任务七（6）车轮轮缘润滑器WSP。如图3-82所示，车轮轮缘润滑器WSP是在车轮上涂一层薄薄的润滑材料，然后该材料沉积到轨道上可以减少车轮的磨损。三、南京地铁转向架如图

3-82任务七天津滨海快速轨道交通车辆动车转向架如图3-83所示。图3-83动车转向架1—ATP安装梁;2—基础制动装置；3—二系悬挂装置;4—牵引装置;5—转向架构架;6—一系悬挂装置;7—齿轮减速箱;8—齿式联轴器;9—牵引电机；10—轮对四、天津滨海快速轨道交通车辆动车转向架如图

3-83任务七构架分为动车转向架构架和拖车转向架构架，如图3-84所示，动车转向架构架和拖车转向架构架的主要结构相同，都属于H型构架，由钢板焊接结构的箱形侧梁与相贯通的无缝钢管横梁构成，且尺寸一致。两者的主要区别在于所安装的设备不同，如动车构架带有电机吊座、齿轮箱吊台等。1.构架四、天津滨海快速轨道交通车辆动车转向架任务七为减轻构架质量，简化结构，转向架构架采取如下措施：①横梁用无缝钢管制成。②侧梁做空气弹簧附加气室。③侧梁和无缝钢管焊接处用环形加强板。四、天津滨海快速轨道交通车辆动车转向架如图

3-84任务七如图

3-852.二系悬挂装置如图3-85所示，二系悬挂装置主要包括空气弹簧、高度调整阀、水平杠杆、调整杆、差压阀、抗侧滚扭杆等。任务七牵引装置包括横向止挡、中心销、复合弹簧、牵引梁、牵引拉杆、横向减振器等。中心销的上端通过定位脐和4个螺栓固定在车体的枕梁中心，下端插入牵引梁内，通过复合弹簧将中心销和牵引梁结合在一起，牵引梁和构架之间通过两个呈“Z”字形布置的牵引拉杆连接。复合弹簧由钢圆弹簧和橡胶硫化在一起，通过挤压复合弹簧，消除中心销、复合弹簧、牵引梁之间的间隙，实现无间隙牵引，复合弹簧的橡胶变形还可以满足车体和转向架之间的相对转动，从而消除磨耗。3.牵引装置四、天津滨海快速轨道交通车辆动车转向架任务七如图

3-884.一系悬挂装置一系悬挂装置主要部件有：转臂节点装置、轴箱弹簧、垂向减振器、安全吊等，如图3-88所示。一系悬挂采用双圈螺旋弹簧、转臂式轴箱定位，加装垂向减振器。安全吊在转向架整车起吊时，连接一系簧下部分，将转向架整体起落，保护垂向减振器不受损坏。任务七如图

3-895.轴箱和轴承如图3-89所示，轴箱主要由箱体、前盖、轴箱压板、防尘挡圈和密封垫等组成，圆柱滚子轴承安装在轴箱内。轴箱结构组成根据所安装的设备不同有四种：普通轴箱（普通）、安装ATP测速电机的轴箱组成（ATP）、安装防滑测速装置的轴箱组成（防滑）、安装接地回流的轴箱组成（接地）。任务七车轮采用整体辗钢车轮，LM磨耗型踏面，踏面硬度256～310HB，车轮直径是840+100mm，保证车轮具