列車轉向架新技術論文(2)
列車轉向架新技術論文篇二
基于地鐵列車轉向架的設計與研究
看了“列車轉向架新技術論文”的人還看：摘要:文章重點分析了地鐵列車轉向架的主要零部件結構和性能。對構架、車軸、車輪、軸箱體、牽引裝置等重要部件進行了結構強度計算分析，對整車進行了動力學仿真，此外，還對構架進行了靜強度、疲勞強度試驗，對整車進行了動力學試驗，各項結果表明轉向架均滿足標準要求。
關鍵詞:地鐵車輛;轉向架;結構強度
轉向架分為動車轉向架和拖車轉向架, 兩者的主要區別是: 動車轉向架有牽引傳動裝置, 包括牽引電動機、齒輪傳動裝置、聯軸節等;拖車轉向架沒有牽引傳動裝置。其他結構相同可以進行互換。無論是動車轉向架還是拖車轉向架,裝在1位和2位都有一些差異：1位轉向架安裝了2個高度調節閥,2位轉向架安裝了1個高度調節閥;另外, 在拖車1位端安裝有ATP天線安裝座和避雷器安裝座。
1 動力轉向架的主要技術參數
軸式B0-B0、軌距1435mm、固定軸距3000mm、軸重20t、額定功率4800kW、最大設計速度350km/h、最大運行速度300km/h、車輪滾動圓直徑1040mm、啟動牽引力200kN、通過最小曲線半徑150m、轉向架回轉中心距11460mm、機車限界UIC505-1。
一系懸掛參數：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(振動速度為0.1m/s) 2943kN。二系懸掛參數：每側2個二系彈簧垂向剛度0.886kN/mm、每側2個二系彈簧橫向剛度0.37kN/mm、靜撓度 169.1mm、二系垂向液壓減振器阻尼力(振動速度為0.1m/s) 4414.5N、二系橫向液壓減振器阻尼力(振動速度為0.1m/s) 4905N、二系抗蛇行液壓減振器阻尼力(振動速度為0.1m/s) 9810N、耦合減振器阻尼力(振動速度為0.01m/s) 2943N。基礎制動：制動缸直徑254mm、制動倍率5.04、制動缸壓力260kPa。
2 轉向架主要部件
2.1 構架。動車轉向架構架和拖車轉向架構架主體結構基本相同，為H型鋼板焊接結構，由側梁、橫梁以及各種吊座組成。側梁采用鋼板焊接箱型結構，橫梁采用無縫鋼管結構，橫梁與側梁之間采用連接座的形式進行連接。按EN15085標準焊接體系要求進行焊接。
2.2 輪對和軸箱裝置。輪對由車軸和車輪壓裝而成，分為動車輪對和拖車輪對， 車輪采用全加工直輻板整體輾鋼車輪，其上安裝有制動盤。軸箱主要包括轉臂式軸箱體，采用迷宮式防塵結構，整體鑄造，尺寸緊湊，軸箱上平面可用做不落輪機床的定位面。在動車的軸箱上安裝有防滑裝置，在拖車的軸箱上安裝有測速裝置和防滑裝置。軸承的型式為雙列圓柱、自密封結構。
2.3 一二系懸掛。軸箱和構架之間安裝有一系懸掛系統，一系懸掛系統主要包括一系圓鋼彈簧、橡膠墊、一系垂向減振器和調整墊等。二系懸掛裝置主要包括空氣彈簧、自動高度調整閥、水平杠桿、調整桿和差壓閥等，空氣彈簧采用歐式大膠囊結構，其低橫向剛度的特性有利于改善乘坐舒適性和通過曲線的性能，可以有效地衰減來自車體的垂向和橫向振動。
2.4 牽引與制動裝置。中央牽引裝置通過Z形拉桿、牽引梁、中心銷構成，將構架的牽引或制動力傳遞給車體，中心銷套和中心銷上涂抹的二硫化鉬可減少它們之間的磨耗。中心銷套的復合橡膠彈簧可以滿足車體和轉向架之間的相對轉動。基礎制動裝置采用輪裝盤式單元制動，其中部分帶停放制動功能。單元制動缸內均設有閘片間隙自動調整器，可使制動盤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門的鎖定機構，便于閘片的安裝和更換，給維護帶來方便。
2.5 驅動裝置。驅動裝置主要包括：牽引電動機、齒輪箱和聯軸節等組成。牽引電動機采用架懸式，通過定位鍵和4個安裝螺栓安裝在構架的電機吊座上。齒輪箱采用防振緩沖橡膠關節懸掛在轉向架上。抗側滾扭桿裝置主要包括扭桿軸、扭桿臂、垂向連桿、錐銷、球鉸、關節軸承和安裝座等，當車體發生側滾時，扭桿軸在自身扭轉剛度的作用下，對車體的側滾運動起到抑制作用，使車體恢復正常位置。此外，在車輛頭車還裝有排障器和A T P天線安裝裝置，在動車轉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，端梁與構架之間進行彈性連接，以緩和端梁上各座所受到的沖擊。受流器通過托架固定在構架側梁下的受流器座上。
3 計算分析和試驗
對構架、車輪、車軸、軸箱體、牽引裝置等，按G B5599-85《鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規范》標準進行了強度計算和動力學仿真，結果表明，車輛的各項指標均符合標準要求。
3.1 構架靜強度和疲勞強度試驗。鐵道部產品質量監督檢驗中心機車車輛檢驗站對首件構架進行了靜強度和疲勞強度試驗。靜強度試驗分為超常載荷試驗和模擬運用載荷試驗。疲勞強度試驗中分為兩部分：第一部分對構架的主體結構進行1000萬次的疲勞試驗;第二部分對構架的各支吊座進行600萬次的疲勞試驗。超常載荷試驗中構架的最大應力為182.2MPa，小于構架所用材料的屈服極限345MPa。模擬運用載荷試驗中各測點的應力狀態，構架所有測點都在a2包絡線內，即在焊縫疲勞極限的范圍內。經過1600萬次的疲勞試驗驗證，該構架疲勞強度滿足標準要求。
3.2 動力學試驗。 鐵道部產品質量監督檢驗中心機車車輛檢驗站依據GB5599-85《鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規范》和GB/T7928-2003地鐵車輛通用技術條件》進行了最高試驗速度為100km/h動力學性能試驗，分為空車工況下和重車工況下，運行穩定性指標均符合標準要求。
4 結束語
通過以上分析與運行考核，轉向架中大量采用了橡膠彈性結構，使得維護工作量小，檢修周期長。基礎制動裝置采用輪盤式制動，使用高磨耗制動閘片，輪盤和閘片之間的磨耗間隙可自動進行補償，制動熱容量大。構架為低合金高強度結構鋼板焊接結構，H型構架的橫梁與側梁的連接采用箱型結構，軸箱采用雙列圓柱、自密封軸承。
參考文獻
[1] 沈鋼,上海國產化A 型地鐵車輛動力學性能計算報告[R].上海: 同濟大學, 2006.
[2] 池茂儒.上海國產化A 型地鐵車輛動力學性能計算報告[R].成都: 西南交通大學, 2006.
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3.改造工程論文