列車(chē)轉(zhuǎn)向架新技術(shù)論文(2)
列車(chē)轉(zhuǎn)向架新技術(shù)論文篇二
基于地鐵列車(chē)轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)與研究
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關(guān)鍵詞:地鐵車(chē)輛;轉(zhuǎn)向架;結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
轉(zhuǎn)向架分為動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架和拖車(chē)轉(zhuǎn)向架, 兩者的主要區(qū)別是: 動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架有牽引傳動(dòng)裝置, 包括牽引電動(dòng)機(jī)、齒輪傳動(dòng)裝置、聯(lián)軸節(jié)等;拖車(chē)轉(zhuǎn)向架沒(méi)有牽引傳動(dòng)裝置。其他結(jié)構(gòu)相同可以進(jìn)行互換。無(wú)論是動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架還是拖車(chē)轉(zhuǎn)向架,裝在1位和2位都有一些差異：1位轉(zhuǎn)向架安裝了2個(gè)高度調(diào)節(jié)閥,2位轉(zhuǎn)向架安裝了1個(gè)高度調(diào)節(jié)閥;另外, 在拖車(chē)1位端安裝有ATP天線安裝座和避雷器安裝座。
1 動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)參數(shù)
軸式B0-B0、軌距1435mm、固定軸距3000mm、軸重20t、額定功率4800kW、最大設(shè)計(jì)速度350km/h、最大運(yùn)行速度300km/h、車(chē)輪滾動(dòng)圓直徑1040mm、啟動(dòng)牽引力200kN、通過(guò)最小曲線半徑150m、轉(zhuǎn)向架回轉(zhuǎn)中心距11460mm、機(jī)車(chē)限界UIC505-1。
一系懸掛參數(shù)：每軸箱彈簧垂向剛2.398kN/mm、每軸箱彈簧橫向剛度5.390kN/mm、靜撓度 36.4mm、垂向液壓減振器阻尼力(振動(dòng)速度為0.1m/s) 2943kN。二系懸掛參數(shù)：每側(cè)2個(gè)二系彈簧垂向剛度0.886kN/mm、每側(cè)2個(gè)二系彈簧橫向剛度0.37kN/mm、靜撓度 169.1mm、二系垂向液壓減振器阻尼力(振動(dòng)速度為0.1m/s) 4414.5N、二系橫向液壓減振器阻尼力(振動(dòng)速度為0.1m/s) 4905N、二系抗蛇行液壓減振器阻尼力(振動(dòng)速度為0.1m/s) 9810N、耦合減振器阻尼力(振動(dòng)速度為0.01m/s) 2943N。基礎(chǔ)制動(dòng)：制動(dòng)缸直徑254mm、制動(dòng)倍率5.04、制動(dòng)缸壓力260kPa。
2 轉(zhuǎn)向架主要部件
2.1 構(gòu)架。動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和拖車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架主體結(jié)構(gòu)基本相同，為H型鋼板焊接結(jié)構(gòu)，由側(cè)梁、橫梁以及各種吊座組成。側(cè)梁采用鋼板焊接箱型結(jié)構(gòu)，橫梁采用無(wú)縫鋼管結(jié)構(gòu)，橫梁與側(cè)梁之間采用連接座的形式進(jìn)行連接。按EN15085標(biāo)準(zhǔn)焊接體系要求進(jìn)行焊接。
2.2 輪對(duì)和軸箱裝置。輪對(duì)由車(chē)軸和車(chē)輪壓裝而成，分為動(dòng)車(chē)輪對(duì)和拖車(chē)輪對(duì)， 車(chē)輪采用全加工直輻板整體輾鋼車(chē)輪，其上安裝有制動(dòng)盤(pán)。軸箱主要包括轉(zhuǎn)臂式軸箱體，采用迷宮式防塵結(jié)構(gòu)，整體鑄造，尺寸緊湊，軸箱上平面可用做不落輪機(jī)床的定位面。在動(dòng)車(chē)的軸箱上安裝有防滑裝置，在拖車(chē)的軸箱上安裝有測(cè)速裝置和防滑裝置。軸承的型式為雙列圓柱、自密封結(jié)構(gòu)。
2.3 一二系懸掛。軸箱和構(gòu)架之間安裝有一系懸掛系統(tǒng)，一系懸掛系統(tǒng)主要包括一系圓鋼彈簧、橡膠墊、一系垂向減振器和調(diào)整墊等。二系懸掛裝置主要包括空氣彈簧、自動(dòng)高度調(diào)整閥、水平杠桿、調(diào)整桿和差壓閥等，空氣彈簧采用歐式大膠囊結(jié)構(gòu)，其低橫向剛度的特性有利于改善乘坐舒適性和通過(guò)曲線的性能，可以有效地衰減來(lái)自車(chē)體的垂向和橫向振動(dòng)。
2.4 牽引與制動(dòng)裝置。中央牽引裝置通過(guò)Z形拉桿、牽引梁、中心銷(xiāo)構(gòu)成，將構(gòu)架的牽引或制動(dòng)力傳遞給車(chē)體，中心銷(xiāo)套和中心銷(xiāo)上涂抹的二硫化鉬可減少它們之間的磨耗。中心銷(xiāo)套的復(fù)合橡膠彈簧可以滿(mǎn)足車(chē)體和轉(zhuǎn)向架之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)?；A(chǔ)制動(dòng)裝置采用輪裝盤(pán)式單元制動(dòng)，其中部分帶停放制動(dòng)功能。單元制動(dòng)缸內(nèi)均設(shè)有閘片間隙自動(dòng)調(diào)整器，可使制動(dòng)盤(pán)面及閘片之間的距離保證在1.5mm，閘片與閘片托之間采用了燕尾槽并有專(zhuān)門(mén)的鎖定機(jī)構(gòu)，便于閘片的安裝和更換，給維護(hù)帶來(lái)方便。
2.5 驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置主要包括：牽引電動(dòng)機(jī)、齒輪箱和聯(lián)軸節(jié)等組成。牽引電動(dòng)機(jī)采用架懸式，通過(guò)定位鍵和4個(gè)安裝螺栓安裝在構(gòu)架的電機(jī)吊座上。齒輪箱采用防振緩沖橡膠關(guān)節(jié)懸掛在轉(zhuǎn)向架上?？箓?cè)滾扭桿裝置主要包括扭桿軸、扭桿臂、垂向連桿、錐銷(xiāo)、球鉸、關(guān)節(jié)軸承和安裝座等，當(dāng)車(chē)體發(fā)生側(cè)滾時(shí)，扭桿軸在自身扭轉(zhuǎn)剛度的作用下，對(duì)車(chē)體的側(cè)滾運(yùn)動(dòng)起到抑制作用，使車(chē)體恢復(fù)正常位置。此外，在車(chē)輛頭車(chē)還裝有排障器和A T P天線安裝裝置，在動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架中裝有受流器裝置。排障器和A T P天線安裝裝置安裝在端梁上，端梁與構(gòu)架之間進(jìn)行彈性連接，以緩和端梁上各座所受到的沖擊。受流器通過(guò)托架固定在構(gòu)架側(cè)梁下的受流器座上。
3 計(jì)算分析和試驗(yàn)
對(duì)構(gòu)架、車(chē)輪、車(chē)軸、軸箱體、牽引裝置等，按G B5599-85《鐵道車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能評(píng)定和試驗(yàn)鑒定規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算和動(dòng)力學(xué)仿真，結(jié)果表明，車(chē)輛的各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.1 構(gòu)架靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)。鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心機(jī)車(chē)車(chē)輛檢驗(yàn)站對(duì)首件構(gòu)架進(jìn)行了靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)。靜強(qiáng)度試驗(yàn)分為超常載荷試驗(yàn)和模擬運(yùn)用載荷試驗(yàn)。疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)中分為兩部分：第一部分對(duì)構(gòu)架的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行1000萬(wàn)次的疲勞試驗(yàn);第二部分對(duì)構(gòu)架的各支吊座進(jìn)行600萬(wàn)次的疲勞試驗(yàn)。超常載荷試驗(yàn)中構(gòu)架的最大應(yīng)力為182.2MPa，小于構(gòu)架所用材料的屈服極限345MPa。模擬運(yùn)用載荷試驗(yàn)中各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，構(gòu)架所有測(cè)點(diǎn)都在a2包絡(luò)線內(nèi)，即在焊縫疲勞極限的范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)1600萬(wàn)次的疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證，該構(gòu)架疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.2 動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)。 鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心機(jī)車(chē)車(chē)輛檢驗(yàn)站依據(jù)GB5599-85《鐵道車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能評(píng)定和試驗(yàn)鑒定規(guī)范》和GB/T7928-2003地鐵車(chē)輛通用技術(shù)條件》進(jìn)行了最高試驗(yàn)速度為100km/h動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)，分為空車(chē)工況下和重車(chē)工況下，運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上分析與運(yùn)行考核，轉(zhuǎn)向架中大量采用了橡膠彈性結(jié)構(gòu)，使得維護(hù)工作量小，檢修周期長(zhǎng)?；A(chǔ)制動(dòng)裝置采用輪盤(pán)式制動(dòng)，使用高磨耗制動(dòng)閘片，輪盤(pán)和閘片之間的磨耗間隙可自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，制動(dòng)熱容量大。構(gòu)架為低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板焊接結(jié)構(gòu)，H型構(gòu)架的橫梁與側(cè)梁的連接采用箱型結(jié)構(gòu)，軸箱采用雙列圓柱、自密封軸承。
參考文獻(xiàn)
[1] 沈鋼,上海國(guó)產(chǎn)化A 型地鐵車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能計(jì)算報(bào)告[R].上海: 同濟(jì)大學(xué), 2006.
[2] 池茂儒.上海國(guó)產(chǎn)化A 型地鐵車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能計(jì)算報(bào)告[R].成都: 西南交通大學(xué), 2006.
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