模块4 转向架《城市轨道交通车辆构造》教学课件

《城市轨道交通车辆构造》✩精品课件合集第X章XXXX模块4

转向架单元导入转向架是与轨道直接接触的部位，在轨道和车体之间。车体坐落在转向架上，转向架承载了车体的全部重量，并传递从车体至轮轨之间，或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力。列车组要跑得快离不开转向架这个“飞毛腿”，它还直接决定了车辆的运行稳定性和乘坐舒适性。转向架是车辆最核心的部件之一。单元导入由于地铁车辆的转向架等大部分机械部件在车下，所以车辆维修员需要通过地沟和地下固定式架车机两种方式对车底转向架等机械部件进行检修维护。请查询地下固定式架车机的结构及作业特点。课题一概述课题目标（1）能说出转向架的作用。（2）能判断转向架的类型。（3）能指认转向架的结构。（4）能说出转向架的主要技术参数。一、转向架的作用转向架是城市轨道交通车辆的走行部，位于车体与轨道之间。它支承车体，引导车辆沿轨道行驶。一、转向架的作用1．承载车体轨道转向架转向架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。一、转向架的作用2．传力牵引工况：把轮周牵引力传递给车体、车钩，通过轴承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动，牵引全列车前进。制动工况：放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，保证在规定的距离内停车。一、转向架的作用3．减振转向架上的弹黄减振装置有良好的减振性能，用以缓和车辆与线路间的相互作用，减小线路不平顺等原因对车辆造成的冲击，提高车辆的运行平稳性。4．过弯转向保证车辆安全运行，能灵活、顺利地通过曲线。二、转向架的类型转向架的不同主要在于：使用车轴的类型和数目、轴箱定位的方式、弹簧装置的形式、载荷传递的方式等。城市轨道交通车辆一般都采用两轴转向架。1按轴箱定位方式分类拉板式定位拉杆式定位转臂式定位层叠橡胶弹簧定位导柱式定位等二、转向架的类型2按车体与转向架之间载荷传递方式分类（1）心盘集中承载（2）非心盘承载（3）心盘部分承载二、转向架的类型3按是否安装驱动装置分类动车转向架和拖车转向架。动车转向架上装有驱动和传动装置，拖车转向架上没有驱动和传动装置。二、转向架的类型4按弹簧悬挂系统分类（1）一系弹簧悬挂（2）两系弹簧悬挂三、转向架的组成转向架是车辆的一个独立部件，应尽可能减少连接件，简化结构，使得拆装方便，便于转向架的独立制造和维修。目前城市轨道交通车辆采用的转向架均为无摇枕结构。动车转向架和拖车转向架的主要区别是：动车转向架有驱动和传动装置（牵引电机、齿轮传动装置、联轴器），拖车转向架没有驱动和传动装置。动车车辆的转向架要便于安装牵引电机和传动装置，二者的其他结构基本相同。三、转向架的组成动车转向架拖车转向架三、转向架的组成弹簧悬挂装置构架轴箱装置轮对试一试：结构指认弹簧悬挂装置四、转向架的主要技术要求及参数1主要技术要求（1）保证最佳的粘着条件。（2）良好的动力学性能。（3）重量轻，工艺简单。（4）良好的相似性。（5）零部件标准化和统一化。四、转向架的主要技术要求及参数2主要技术参数参数参数值

参数参数值轴距

（mm）2300新车轮直径

（mm）840轨距

（mm）全磨耗车轮直径（mm）770转向架中心距（mm）12600半磨耗车轮直径

（mm）805轴重

（t）14车轮踏面磨耗型踏面车轮内侧距

（mm）1353±2二系悬挂间距

（mm）1760转向架概述看一看：我们乘坐火车时感觉很平稳，其实转向架的真实工作过程是这样滴，意不意外？地方链接请认真阅读地方链接，回答以下问题：1图为常州地铁1号线转向架，哪个是动车转向架？哪个是拖车转向架？并说明原因。2请说出转向架主要有哪些零部件组成。课题二构架课题目标（1）

能说出构架的作用。（2）

能区分动车转向架构架和拖车转向架构架。（3）

知道构架各梁上的托座上安装何种的零、部件。一、构架的作用与要求构架是转向架其他零部件的安装基础，承受和传递各个方向的载荷。一、构架的作用与要求基本要求:1.部分尺寸精度要求较高，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.便于各部件及附加装置的安装，包括轮对安装、传动齿轮装置的悬挂、牵引电动机的安装、制动系统的安装。3.足够高的强度，承受并传递牵引力、制动力、车体质量以及各种冲击、振动，保证列车运行安全。二、构架的结构侧梁横梁“H”型两根侧梁中间横梁二、构架的结构侧梁由四块耐候钢板焊接成中间下凹的鱼腹箱型结构。二、构架的结构横梁可采用无缝钢管，兼做空气弹簧的附加空气室。二、构架的结构就制造工艺转向架的构架主要有铸钢构架和焊接构架两种形式。城市轨道车辆中一般不采用铸钢构架。焊接构架的组成梁为中空箱形，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。就结构形式开口式、封闭式；或者为H形、日字形、目字形等。我国地铁车辆多采用开口式H形构架就转向架类型构架可分为动车转向架构架和拖车转向架构架。两者结构基本相同，动车转向架横梁设有牵引电机悬挂座和齿轮箱吊挂座等。构架主要破坏形式是裂纹和变形。构架认一认：构架中序号1至13是什么部位？地方链接请认真阅读地方链接，回答以下问题：1图为常州地铁1号线转向架构架，哪个是动车转向架构架？哪个是拖车转向架构架？并说明原因。2请简述构架的制造特点。课题三轮对轴箱装置课题目标（1）

能说出轮对的作用。（2）

理解轮对的结构特点。（3）

能够指认轴和车轮的主要部位。（4）

认识轴箱的结构。（5）能分辨轴箱定位方式。轮对轴箱装置轮对轴箱装置由轮对和滚动轴承装置两部分组成。除车轴外，动拖车轮对轴箱装置的组成各零部件均可互换。轮对轴箱装置一、轮对组成轮对的作用是保证车辆在钢轨上的运行和转向，承受车辆的全部静、动载荷，把它传递给钢轨，并将因线路不平顺产生的载荷传递给车辆各零部件。车辆的驱动和制动也是通过轮对起作用的。哪个是动车轮对？哪个是拖车轮对？一、轮对组成动车轮对拖车轮对齿轮传动装置安装座一、轮对组成两个车轮一根车轴如何组合车轴和车轮的组装压力和压装过程有严格要求。过盈配合紧配合，不允许松脱一、轮对组成轮对内侧距内侧距内侧距过大？过小？一、轮对组成一、轮对组成轮对内侧距内侧距内侧距过大磨损加剧过弯困难内侧距过小蛇形运动剧烈脱轨现象标准内侧距：1353±2mm

1）铁路：1353±3mm2）地铁：1353±2mm二、轮对的基本要求1.应有足够的强度，以保证在容许的最高速度和最大载荷下安全运行。2.应在强度足够和保证一定使用寿命的前提下，使其重量最小，并具有一定弹性，以减小轮轨之间的相互作用。3.应具备阻力小和耐磨性好的优点，这样可以在运行中只需要较小的牵引动力，同时能提高使用寿命。4.应适用于车辆直线运行，同时又能顺利通过曲线，还应具备必要的抗脱轨能力。三、车轴车轴采用优质碳素钢加热锻压成型，再经热处理（正火或正火后回火）和机械加工制成。高速客车普遍采用空心轴，可以减小轮对质量，降低车辆簧下部分质量，改善车辆运行的平稳性和减小轮轨间的动力作用。1-中心孔;2-轴端螺栓孔;3-轴颈;4-轴颈后肩;5-防尘板座;6轮座前肩;7-轮座;8-轮座后肩;9-轴身三、车轴动车车轴拖车车轴四、车轮目前我国城轨车辆上大部分采用整体辗钢车轮车轮整体车轮带箍车轮铸钢轮辗钢轮铸钢辐板铸钢辐条辗钢辐板踏面轮缘辐板轮毂锥形踏面磨耗形踏面车轴实心轴空心轴铁路车辆高速列车城轨车辆轮对四、车轮

(a)整体轮(b)直辐板形轮（c）S形辐板轮（d）弹性车轮1-踏面；2-轮缘；3-轮辋；4-辐板；5-轮毂；6-轮毂孔。车轮按其结构分为整体车轮和带箍车轮两种。四、车轮踏面轮缘辐板轮毂四、车轮锥形踏面锥形踏面作用离心力外轨内轨四、车轮踏面锥形作用：（1）便于通过曲线。（2）在直线运行时使轮对能自动调中。（3）踏面磨耗沿宽度方向比较均匀。四、车轮锥形踏面四、车轮锥形踏面车辆的初始形状，运行中将很快被磨耗磨耗成一定形状后，车轮与钢轨的磨耗都变得缓慢，踏面形状趋于稳定四、车轮LM型磨耗形踏面踏面轮对组成造成以下现象的原因？五、轴箱装置轴承与轴箱的组合体称为轴箱装置。1-轴箱;2-滚动轴承五、轴箱装置滚动轴承轴箱装置，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。城市轨道交通车辆采用圆锥滚动轴承或圆柱滚动轴承。圆柱型滚子轴承圆锥型滚子轴承五、轴箱装置轴承与轴箱的组合体称为轴箱装置。1、12-外圈;2-滚子;3、14-内圈;4-保持架;5-中隔圈;6-密封罩;7、10-密封圈;8-车轴;9-防尘挡圈;11-滚柱;13-轴箱;15-内圈压板;16-螺栓;17轴箱盖六、轴箱定位装置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作用。常见的轴箱定位装置的结构形式:拉板式定位拉杆式定位干摩擦导柱定位转臂式定位层叠式橡胶弹簧定位六、轴箱定位装置1

拉板式定位用特种弹簧钢材制成的薄片形定位拉板，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。六、轴箱定位装置1

拉板式定位六、轴箱定位装置2

拉杆式定位转向架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与纵向的相对位移，实现弹性定位。六、轴箱定位装置2

拉杆式定位六、轴箱定位装置3干摩擦导柱定位坐落在轴箱弹簧托盘上的支持环装有磨耗套，安装在构架上的导柱（同样装有磨耗套）插入支持环，当构架与轴箱之间发生上、下运动时，两磨耗套产生干摩擦。1-轴箱体;2-轴箱弹簧;3-弹簧支柱;4-弹性定位套5-定位座组成;6-支持环;7-橡胶缓冲垫;8-弹簧托盘六、轴箱定位装置4

转臂式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。1-定位转臂;2-轴箱;3-底部压板;4-垂向减振器;5-止挡管;6-转臂凸台;7-弹簧套;8-轴箱弹簧组六、轴箱定位装置4

转臂式定位六、轴箱定位装置构架与轴箱之间装设压剪型层叠式橡胶弹簧，其垂向刚度较小，使轴箱相对构架有较大的上、下方向位移，而其横、纵向又有适宜的刚度，实现良好的弹性定位。从外形上看，主要分为圆锥形和八字形两种。5

层叠式橡胶弹簧定位六、轴箱定位装置5

层叠式橡胶弹簧定位六、轴箱定位装置5

层叠式橡胶弹簧定位六、轴箱定位装置图示为何种轴箱定位方式？地方链接请认真阅读地方链接，回答以下问题：1图示是常州地铁1号线车辆转向架中的轮对轴箱，它是动车轮对轴箱还是拖车轮对轴箱？2车轮轮毂处钻有一个______，车轮通过______安装到轴上，通过_____退轮，避免车轮擦伤车轴。3轴箱设计有不落轮镟设备的接口，请查询什么是不落轮镟设备？课题四弹簧减振装置课题目标（1）能辨别一系悬挂装置的位置、作用和类型。（2）能指认二系悬挂装置的位置，辨别其组成。（3）能分析空气弹簧工作原理。（4）了解抗侧滚扭杆、液压减振装置和横向止挡。弹簧减振装置由于线路的不平顺轨隙、道岔、轨面的缺陷和磨耗以及车轮踏面的斜度擦伤和轮轴的偏心等原因，车辆在轨道上运行时，必将产生复杂的振动和冲击。为了提高车辆运行的平稳性，保证旅客的舒适度，必须安装弹簧减振装置。弹簧减振装置按其作用分为三类：弹簧装置主要起缓和冲击作用，如空气弹簧和轴箱弹簧。减振装置主要起衰减振动作用如垂向、横向减振器等。定位装置主要起弹性约束作用的如轴箱定位装置，心盘与构架之间的纵、横向缓冲止挡等。弹簧减振装置弹簀减振装置的悬挂方式可分为一系悬挂和两系悬挂两种。两系悬挂有轴箱悬挂装置（一系悬挂装置）和中央悬挂装置（二系悬挂装置）。采用两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。城市轨道交通车辆都采用两系悬挂。一、一系悬挂装置一系悬挂又称轴箱悬挂装置，提供________与________之间的连接、定位轴箱，位于________与________之间。一、一系悬挂装置城市轨道交通车辆转向架上常采用层叠橡胶式弹簧一系悬挂和转臂式一系悬挂。根据轴箱定位形式，说出一系悬挂装置的结构和形式。一、一系悬挂装置圆锥层叠橡胶弹簧一系悬挂主要由两个并联的圆锥形金属橡胶弹簧、轮对起吊止挡、撞击止挡及一个轴箱组成。弹簧单元安装在轴箱的两侧，轴箱在纵向、横向和垂直方向得到不同匹配的弹簧风度，既能保证一系悬挂所需要的弹簧静挠度，又能满足轴箱单性定位的要求。一、一系悬挂装置转臂式一系悬挂主要有定位转臂（含橡胶节点）、轴箱体、垂向减振器、轴箱弹簧组等。双卷螺旋钢弹簧加橡胶节点的结构，螺纹钢弹簧主要提供垂向刚度，橡胶节点主要提供纵向和横向刚度。弹性橡胶节点由弹性橡胶套、定位轴和金属外套组成，金属外套和定位轴通过橡胶硫化成一个整体。轴箱体采用一体化结构。垂向减振器安装在轴箱外侧，位于构架端部和转臂轴箱体之间。二、二系悬挂装置在________与________之间设置二系悬挂装置，用于缓和车体的横向和垂向振动、控制车体高度、提高车辆运行的平稳性和舒适性。空气弹簧位于构架的侧梁上，车体落在这两个空气弹簧上。二、二系悬挂装置二系悬挂装置由左、右两个空气弹簧、二系横向油压减振器、高度调整阀、差压阀、横向止挡、抗侧滚扭杆等组成。1-空气弹簧;2-抗侧滚扭杆;3-高度调整阀;4-差压阀;5-可变节流阀;6-横向油压减振器;7抗蛇行减振器;8-横向止挡;9-牵引拉杆;10-牵引座二、二系悬挂装置1

空气弹簧悬挂系统1-空气弹簧;2-高度调整阀;3-高度调整连杆;4-高度调整杠杆;5-列车风源;6-排气口;7-节流孔（阀）;8-附加空气室;9差压阀二、二系悬挂装置2

空气弹簧二、二系悬挂装置选用空气弹簧作为二系悬挂的弹簧装置轻量化简化转向架的结构降低车体振动频率，提高运行平稳性具有非线性特性，刚度随载荷变化，使空重车运行平稳性一致噪音低要求低横向刚度，以提高通过曲线的性能二、二系悬挂装置城市轨道交通车辆上普遍采用高柔性自由膜式空气弹簧。常用的高柔性自由膜式空气弹簧主要有大曲囊式和小曲囊式。二、二系悬挂装置请思考此橡胶堆的作用？二、二系悬挂装置二、二系悬挂装置

橡胶堆的作用通过曲线时减小空气弹簧的载荷当空气弹簧内无空气压力时，起到一定的垂直减振作用，也能保证车辆安全行驶（需要限速）二、二系悬挂装置3

高度调整阀、高度调整连杆、高度调整杠杆高度调整阀高度调整连杆高度调整杠杆高度调整杆座二、二系悬挂装置3

高度调整阀、高度调整连杆、高度调整杠杆二、二系悬挂装置3高度调整阀、高度调整连杆、高度调整杠杆车体高度是通过高度调整阀控制空气弹簧充、放气来控制的。载荷变化时车辆地板高度调整的时间不超过车站停车时间，地板面高度的变化范围为±10mm。只能用来补偿乘客质量的变化，不能用于补偿车轮和转向架零件的磨损。二、二系悬挂装置4

差压阀在曲线上，两个空气弹簧必须保持一定压力差，否则车体将发生倾斜。车体左右摇摆时也必须保持一定压差，否则会加剧摇摆。安装在同一转向架左右空气弹簧的连接管路中间，保证两侧空气弹簧的内压之差，若超出时行车安全规定的某一定值，差压阀自动连通两侧空气弹簧，使压差维持在该规定值以下，防止车体过大倾斜。为什么要有一定压力差？

二系悬挂系统的安全阀二、二系悬挂装置4

差压阀二、二系悬挂装置5

抗侧滚扭杆空气弹簧的采用，提高垂向静挠度的增加，降低了车辆系统的抗侧滚刚度，使车辆在通过道岔和曲线时的侧滚角增大。抗侧滚扭杆在不增加车辆的垂向和横向悬挂刚度的前提下，提高车辆的抗侧滚刚度。抗侧滚扭杆实质上就是一个扭力弹簧，它不约束车体的浮沉和横摆运动，但在车体发生侧滚时可产生较大的复原力矩，提高车辆抗倾覆稳定性。二、二系悬挂装置5抗侧滚扭杆二、二系悬挂装置5抗侧滚扭杆常州轨道交通1号线电客车抗侧滚扭杆二、二系悬挂装置6横向止挡多安装在构架横梁上，使用弹性橡胶堆，用来限制二系悬挂装置横向变形，设有自由间隙和弹性间隙。平直轨道上，横向止挡左右间隙为10mm。三、液压减振器城市轨道交通车辆一般采用液压减振器（又称油压减振器）。液压减振器主要利用液体粘滞阻力所作的负功来吸收振动能量。按照液压减振器的安装部位的不同：一系液压减振器和二系液压减振器按衰减振动的方向不同：横向液压减振器、垂向液压减振器、抗蛇行减振器。城市轨道交通车辆一般采用横向液压减振器、垂向液压减振器两种。三、液压减振器一系垂向减振器二系垂向减振器二系横向减振器安装部位三、液压减振器1垂向压减振器上联结环下联结环油缸

里面装有活塞、油液和节流阀三、液压减振器1垂向压减振器活塞杆向上运动时，减振器处于拉伸状态，油缸上部油液的压力增大，这样，上下两部分油液的压差迫使上部部分油液经过芯阀的节流孔流入油缸下部。油液通过节流孔时产生阻力。活塞杆向下运动时，减振器为压缩状态，受到活塞压力的下部油液通过芯阀的节流孔流入油缸上部，也产生阻力。车辆振动时液压减振器起减振作用。三、液压减振器2横向压减振器弹簧减振装置认一认：常州轨道1号线电客车的一系悬挂装置、二系悬挂装置地方链接请认真阅读地方链接，回答以下问题：1常州地铁1号线一系悬挂装置的结构形式是哪种？地方链接请认真阅读地方链接，回答以下问题：2常州地铁1号线二系悬挂装置有哪些零部件构成？3空气弹簧选用什么的是类型？设置附加气室了吗？4选用了几种液压减振器，一台转向架共有几个液压减振器？课题五牵引传动装置课题目标（1）能指认牵引装置的结构。（2）了解传动装置的组成及作用。（3）能分析列车牵引力的传递路径。牵引传动装置

中央牵引装置的作用？牵引传动装置城市轨道车辆普遍采用无结构的转向架。车体直接坐落于空气弹簧上，必须靠转向架牵引装置（也称中央牵引装置）来实现摇枕所具有的传递纵向力和转向功能。摇枕侧架牵引装置构架牵引传动装置牵引装置功能：1．能够传递纵向的驱动力和制动力，同时允许二系弹簧在垂向和横向上柔软地动作；2．纵向有适当的弹性，以缓和由于转向架点头、车轮重量不平衡等引起的纵向振动；3．结构上应便于车体与转向架的分离和连接；4．需安装横向油压减振器、横向缓冲橡胶、空气弹簧异常上升止挡等；5．使转向架能够相对于车体旋转，使列车自由通过曲线。牵引传动装置一、牵引装置1-中心销;2-牵引梁;3-防尘罩;4-衬套;5-中心销套;6-横向油压减振器;7-空气弹簧异常上升止挡;8-安装板;9-牵引叠层橡胶;10横向缓冲橡胶一、牵引装置牵引装置的中心销下部连有空气弹簧异常上升止挡。牵引梁与构架横梁之间设有牵引叠层橡胶。一、牵引装置牵引层叠橡胶侧梁侧梁横梁牵引梁牵引层叠橡胶从弹性元件的特性角度来看，牵引层叠橡胶的横向较___(软/硬)，纵向较___(软/硬)减少牵引中心销牵引和制动时的冲击。一、牵引装置中心销上端固定在车体枕梁上，下部插在牵引梁孔中。一、牵引装置车体牵引梁示意图中心销垂向止挡中心销上端用螺栓固定在车体枕梁上中心销下端插在牵引梁孔中中心销能够自如地垂向运动和回转保证二系弹簧在垂向上可以动作止挡有什么作用？一、牵引装置车体中心销垂向止挡牵引梁整车起吊功能限制车体的异常上升能使转向架与车体一起吊起一、牵引装置转向架不同，牵引装置的结构也各有特点。图示牵引装置转向架通过带有橡胶关节的牵引杆连接到与车体连接的车体中心销上。。1-牵引座;2-轴;3牵引杆图示牵引装置采用中心销式低位“Z”形双拉杆结构一、牵引装置一、牵引装置1-螺栓;2-牵引座;3-隔座;4-中心销;5-中心销座;6-复合弹簧;7-调整垫板;8-圆柱销;9-开槽螺母;10-压座;11-连杆体;12-套管;13-止挡;14-连杆销一、牵引装置牵引梁可以视为摇枕的小型化传递牵引力和制动力的中间载体通过两根牵引拉杆悬挂在转向架构架上一、牵引装置牵引拉杆每套牵引装置使用两个呈“Z”字形布置的牵引拉杆两端为弹性橡胶节点，实现车体和构架间的相对运动一端与构架横梁相连，另一端与牵引梁相连一、牵引装置认一认：这是何种结构的牵引装置？二、传动装置传动装置主要包括牵引电机、齿轮箱、联轴器等。二、传动装置1

牵引电机的布置根据牵引电机在转向架上（或车体上）配置的特征，分为轴悬式、架悬式、体悬式三大类。目前城市轨道车辆上采用比较多的是架悬式。二、传动装置轴悬式直接利用牵引电机驱动轴上的齿轮带动轮对轴传递扭矩。电机驱动轴与轮对轴呈平行配置，牵引电机的一部分质量通过两个爪形轴承支承于轮对轴上，另一部分质量通过弹簧支于构架梁上，也称抱轴式。1-牵引电机;2-电机弹性悬挂;3-驱动小齿轮;4-车轴大齿轮;5-减速齿轮箱;6-爪形轴承;7制动盘