客車轉(zhuǎn)向架的發(fā)展歷史PPT課件

1、第一章 概 述第一節(jié) 簡介 提高貨車軸重是提高貨運(yùn)能力最有效的途徑，是世界各國鐵路貨物運(yùn)輸?shù)墓餐l(fā)展趨勢, , 我國也已將發(fā)展25t25t軸重四軸貨車納入了鐵路發(fā)展主要技術(shù)政策。而目前我國鐵路主型貨車軸重為21t21t，嚴(yán)重制約了我國鐵路運(yùn)輸能力的提高。 20012001年株洲車輛廠以合資形式引進(jìn)美國擺動式轉(zhuǎn)向架技術(shù)，并和美國原ABC-NACOABC-NACO公司聯(lián)合，成功開發(fā)了適用于中國鐵路的21t21t軸重的轉(zhuǎn)K4K4型（擺動式）轉(zhuǎn)向架。隨后為將美國成熟、先進(jìn)的25t25t軸重擺動式轉(zhuǎn)向架技術(shù)應(yīng)用于中國的2525噸軸重轉(zhuǎn)向架上，株洲車輛廠又與美方聯(lián)合設(shè)計了適應(yīng)中國鐵路的2E2E軸擺動式轉(zhuǎn)向

2、架（轉(zhuǎn)K5K5型轉(zhuǎn)向架），設(shè)計工作是在美國原有2525噸軸重擺動式轉(zhuǎn)向架及中美聯(lián)合設(shè)計轉(zhuǎn)K4K4型轉(zhuǎn)向架的成功經(jīng)驗基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 第1頁/共41頁 2003年7月株洲車輛廠試制出了樣機(jī)，并按照國標(biāo)及鐵標(biāo)的有關(guān)要求，先后通過了 側(cè)架和搖枕的靜強(qiáng)度、壓噸、疲勞試驗，搖動座的靜載荷和疲勞試驗，彈簧的疲勞試驗，側(cè)架、搖枕及彈簧托板的動應(yīng)力測試，彈簧托板的疲勞試驗， 裝于C76HC76H敞車、C80C80鋁合金敞車上進(jìn)行了線路動力學(xué)試驗( (試驗最高速度達(dá)到136km/h)136km/h)和翻車機(jī)試驗。 20032003年9 9月，鐵道部運(yùn)輸局會同科教司等，在秦皇島通過了2E2E軸擺動式轉(zhuǎn)向架的技術(shù)審查

3、。 審查意見認(rèn)為：“該轉(zhuǎn)向架是引進(jìn)美國成熟的25t25t軸重swingswingmotionmotion轉(zhuǎn)向架技術(shù)，并在吸取了轉(zhuǎn)K4K4轉(zhuǎn)向架運(yùn)用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上研制的25t25t軸重貨車轉(zhuǎn)向架。裝用該轉(zhuǎn)向架的新型運(yùn)煤敞車能滿足商業(yè)運(yùn)行速度120km120kmh h的要求?！钡?頁/共41頁 20032003年9 9月鐵道部運(yùn)裝貨車20033262003326號文批準(zhǔn)和下發(fā)了該轉(zhuǎn)向架審查意見，并正式將該轉(zhuǎn)向架定型為：轉(zhuǎn)K5K5型轉(zhuǎn)向架。20032003年1010月鐵道部運(yùn)裝貨車20033532003353號文批復(fù)了該轉(zhuǎn)向架的圖樣和技術(shù)條件。 轉(zhuǎn)K5K5型轉(zhuǎn)向架，既保持了美國原擺動式轉(zhuǎn)向架的優(yōu)點(diǎn)，又

4、適合中國鐵路貨車運(yùn)用、檢修、制造的國情，便于在中國推廣，能滿足我國鐵路貨車“提速、重載”的要求，具有較廣闊的發(fā)展前景。 第二節(jié) 主要特點(diǎn)轉(zhuǎn)K5K5轉(zhuǎn)向架的主要特點(diǎn)為：（1 1）結(jié)構(gòu)上屬于鑄鋼三大件式轉(zhuǎn)向架，具有結(jié)構(gòu)簡單、車輪均載性好、檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 第3頁/共41頁（2）該轉(zhuǎn)向架采用了類似于客車轉(zhuǎn)向架的搖動臺擺式機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)向架橫向具有兩級剛度特性，大大增加了車輛的橫向柔性，提高了車輛的橫向動力學(xué)性能，降低了輪軌間的磨耗。（3）提高了車輛脫軌安全性 由于擺動式轉(zhuǎn)向架搖枕擋位置下移，使側(cè)滾中心降低，對側(cè)滾振動控制加強(qiáng)，有效地減小了爬軌和脫軌的可能性，尤其是對高重心的貨車，大大提高了其脫軌安全

5、性。（4）該轉(zhuǎn)向架具有高的耐久性和可靠性 經(jīng)美國和加拿大運(yùn)用實踐表明，該轉(zhuǎn)向架運(yùn)用壽命長，維修工作量小，可運(yùn)營160萬公里免檢修。 第4頁/共41頁 第三節(jié) 主要性能參數(shù)與基本尺寸 主要性能參數(shù)：軸重 25t自重 4.7t最高運(yùn)行速度 120km/h軌距 1435mm輪型及 HEZB或HESA 輪徑 840mm 車輪踏面形狀 LM磨耗型踏面軸型 RE2A型軸承 TBU150或TAROL150 基礎(chǔ)制動杠桿傾角50基礎(chǔ)制動裝置制動倍率4 第5頁/共41頁 轉(zhuǎn)向架中央懸掛彈簧垂向總剛度空車垂向剛度3682 N/mm重車垂向剛度10727 N/mm心盤允許載荷443.94kN通過最小曲線半徑145m

6、工作環(huán)境溫度 -4050 限界：符合GB146.1-83標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路機(jī)車車 輛限界車限-2的要求。第6頁/共41頁主要基本尺寸：固定軸距 1800mm軸頸中心距 1981mm旁承中心距 1520mm下心盤直徑 375mm下心盤面（含心盤襯墊）距軌面自由高 710710mm下心盤面至彈性旁承頂面距離（自由高） 83mm側(cè)架上平面距軌面高 765mm側(cè)架下平面距軌面高 160mm第7頁/共41頁第二章 結(jié)構(gòu)組成第一節(jié) 簡介 轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架類似于傳統(tǒng)鑄造三大件式轉(zhuǎn)向架，主要由輪對和軸承裝置、搖枕組成、側(cè)架組成、彈性懸掛系統(tǒng)及減振裝置、基礎(chǔ)制動裝置、常接觸式彈性旁承等組成，見圖所示，但該型轉(zhuǎn)向架采用了

7、獨(dú)特的彈簧托板、搖動座等結(jié)構(gòu)，使之具有更好的橫向性能及其它優(yōu)點(diǎn)。 第8頁/共41頁轉(zhuǎn)K5型擺動式轉(zhuǎn)向架主要結(jié)構(gòu)示意圖第9頁/共41頁轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架分解圖搖枕組成側(cè)架組成承載鞍下旁承組成彈簧托板組成斜楔組成RE2A型輪對搖動座兩級剛度彈簧基礎(chǔ)制動裝置橫跨梁組成第10頁/共41頁 輪對和軸承裝置與目前線路上運(yùn)用的轉(zhuǎn)K6K6型轉(zhuǎn)向架具有相同結(jié)構(gòu)，但要求單個車輪的靜態(tài)不平衡力矩不大于125g.m125g.m。 下面就轉(zhuǎn)K5K5型轉(zhuǎn)向架各部件與傳統(tǒng)三大件式轉(zhuǎn)向架不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及檢查要點(diǎn)作一介紹。第二節(jié) 搖枕組成 搖枕組成由搖枕、心盤磨耗盤、下心盤、八字面磨耗板、托架組成及固定杠桿支點(diǎn)座組成等構(gòu)成。 為了便

8、于與轉(zhuǎn)K6K6型轉(zhuǎn)向架互換，設(shè)計了直徑為375mm375mm下心盤。第11頁/共41頁 采用了和轉(zhuǎn)K6K6轉(zhuǎn)向架相同材質(zhì)的改性尼龍心盤磨耗盤。 為減輕自重，搖枕通過有限元計算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，材質(zhì)用AAR AAR M201 BM201 B級鋼。搖枕下部鑄出兩塊三角形擋，其與彈簧托板上的擋板配合，限定了搖枕的最大橫向位移（擺動加橫移共為32mm32mm），防止搖枕串出，起到安全擋的作用, ,托架組成防止上拉桿接觸搖枕面。( (見下圖) )心盤磨耗盤下心盤搖枕八字面磨耗板托架組成固定杠桿支點(diǎn)座第12頁/共41頁第三節(jié) 側(cè)架組成及承載鞍 側(cè)架組成有立柱磨耗板、側(cè)架滑槽磨耗板、側(cè)架、導(dǎo)框搖動座等, ,見下圖

9、所示。導(dǎo)框搖動座側(cè)架滑槽磨耗板立柱磨耗板導(dǎo)框搖動座固定塊側(cè)架 側(cè)架材質(zhì)為B B級鋼，側(cè)架立柱磨耗板與側(cè)架滑槽磨耗板材質(zhì)均為47Mn2Si2TiB47Mn2Si2TiB或4545號鋼，側(cè)架立柱磨耗板用兩個SFTSFT平頭折頭螺栓緊固與側(cè)架立柱面上，導(dǎo)框搖動座為合金鋼鍛件，用固定片固定于側(cè)架導(dǎo)框處；側(cè)架立柱磨耗板、SFTSFT平頭折頭螺栓及防松螺母均與轉(zhuǎn)K4K4轉(zhuǎn)向架通用。 第13頁/共41頁 側(cè)架滑槽磨耗板為壓型件，分左右，材質(zhì)為47Mn2Si2TiB47Mn2Si2TiB。 側(cè)架材質(zhì)采用AAR M201 BAAR M201 B級鋼，其中央方框下弦桿處，不再是轉(zhuǎn)8A8A側(cè)架一樣，作為彈簧承臺，而

10、是一腔形結(jié)構(gòu)，用以安裝搖動座支承及搖動座，見圖示。 側(cè)架搖動座支承搖動座第14頁/共41頁 側(cè)架中央方框下弦桿處，不再是轉(zhuǎn)8A側(cè)架一樣，作為彈簧承臺，而是一腔形結(jié)構(gòu)，用以安裝搖動座支承及搖動座。其導(dǎo)框處也不是轉(zhuǎn)8A側(cè)架的圓臺結(jié)構(gòu)，而是一腔形結(jié)構(gòu)，用以安裝導(dǎo)框搖動座，導(dǎo)框搖動座兩側(cè)可用不同厚度的墊片塞緊，再將固定塊焊固，使導(dǎo)框搖動座定位于側(cè)架導(dǎo)框頂部腔內(nèi)。見圖示。 導(dǎo)框搖動座底面為圓弧形，承載鞍頂面也是圓弧形，兩圓弧形成滾動副，使側(cè)架象吊桿一樣，具有擺動的功能，提高車輛的橫向性能。側(cè)架導(dǎo)框搖動座固定塊墊片第15頁/共41頁 承載鞍導(dǎo)框搖動座第16頁/共41頁 承載鞍的鞍頂面為經(jīng)硬化處理的圓弧面，

11、與導(dǎo)框搖動座組合成為擺動機(jī)構(gòu)的上擺點(diǎn)，使側(cè)架象吊桿一樣，具有擺動的功能，提高了車輛的橫向性能。鞍面尺寸與進(jìn)口軸承相匹配, ,其余按AARAAR標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造，材質(zhì)為C C級鋼。 為便于線路檢修時更換制動梁，將側(cè)架滑槽磨耗板上翼板與側(cè)架立柱間斷開，以保證在不拆卸輪對時制動梁可從該缺口處取出。制動梁從該缺口取出第17頁/共41頁第四節(jié) 搖動座、搖動座支承及彈簧托板 搖動座與彈簧托板用折頭螺栓、防松螺母緊固，彈簧懸掛系統(tǒng)坐落在彈簧托板上。搖動座支承坐落在側(cè)架中央方框下弦桿的腔形結(jié)構(gòu)中，搖動座與搖動座支承的接觸面為圓弧形結(jié)構(gòu)，兩圓弧形成滾動副，使側(cè)架具有擺動的功能。 搖動座、搖動座支承、彈簧托板的外形結(jié)

12、構(gòu)見圖所示。 搖動座支承搖動座彈簧托板組成擋板第18頁/共41頁搖動座第19頁/共41頁第五節(jié) 彈性懸掛系統(tǒng)及減振裝置 每側(cè)彈性懸掛系統(tǒng)及減振裝置由兩個斜鍥組成、兩組減振內(nèi)圓彈簧、兩組減振外圓彈簧、六組承載內(nèi)圓彈簧、六組承載外圓彈簧組成，見圖所示。 減振彈簧為兩級剛度，減振內(nèi)圓彈簧簧條直徑為17mm,自由高232mm，減振外圓彈簧簧條直徑為21mm,自由高282mm；承載彈簧也為兩級剛度，承載內(nèi)圓彈簧簧條直徑為20mm,自由高234mm，承載外圓彈簧簧條直徑為24mm,自由高269mm；這樣使空車、重車分別對應(yīng)不同的空、重兩級剛度，空車和重車都有優(yōu)良的動力性能。 減振彈簧承載彈簧第20頁/共4

13、1頁 斜鍥由材質(zhì)為針狀鑄鐵的斜鍥體及材質(zhì)為高分子復(fù)合材料的磨擦板組成，卸換方便,見圖所示。 磨擦板斜鍥體第21頁/共41頁 第六節(jié) 常接觸式彈性旁承下旁承組成 下旁承組成采用與轉(zhuǎn)K4K4轉(zhuǎn)向架通用的常接觸橡膠彈性旁承，下旁承組成由旁承體組成、調(diào)整墊板、縱向鎖緊斜鐵組成 ，其中旁承體組成又由旁承體上部、旁承體下部、錐套形橡膠層、鉚釘、旁承摩擦板等組成一個整體 。 第22頁/共41頁1112141512313常接觸式橡膠彈性旁承外形組成見圖所示 如上圖所示，彈性旁承由旁承體組成1 1、調(diào)整墊板2 2、縱向鎖緊斜鐵3 3組成。其中旁承體組成1 1又由旁承體上部1111、旁承體下部1212、錐套形橡膠

14、層1313、鉚釘1414、旁承摩擦板1515等組成一個整體。 第23頁/共41頁主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)（1） 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝方便。 由于旁承體組成通過橡膠將旁承體上部與旁承體下部硫化在一起，再通過鉚釘將旁承摩擦板鉚接成一個整體，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 （2）檢測、調(diào)整旁承壓縮量方便。 旁承體上部底面與旁承體下部頂面的間距（18mm）的變化量即為旁承壓縮量，檢測方便、準(zhǔn)確。旁承壓縮量不符要求時，可取出旁承體組成加入適當(dāng)厚度的調(diào)整墊板達(dá)到，然后插入縱向鎖緊斜鐵即可，操作方便。 第24頁/共41頁（3） 縱向無間隙、無磨耗。 采用縱向鎖緊斜鐵消除了旁承體下部與旁承盒之間的縱向間隙，采用錐套橡膠將旁承體上部與旁

15、承體下部硫化在一起消除了旁承體上、下部的間隙，實現(xiàn)了彈性旁承在縱向無間隙、無磨耗的條件下工作，可穩(wěn)定地保持旁承抑制蛇行運(yùn)動、提高臨界速度的功能，并消除了旁承與旁承盒之間的磨耗，提高旁承的使用壽命，降低維護(hù)成本。 （4）可靠性較好?？煽啃暂^好。 目前橡膠彈性旁承在國內(nèi)外有較多使用，如美國的Stcki旁承。在橡膠件制造質(zhì)量有保證時，該，該旁承有較高可靠性?？煽啃?。 第25頁/共41頁 第七節(jié) 基礎(chǔ)制動裝置基礎(chǔ)制動裝置各部件組成見圖所示。 基礎(chǔ)制動裝置為中穿拉桿形式，采用運(yùn)裝貨車200211200211號文批準(zhǔn)的新型高摩合成閘瓦，采用奧貝球鐵耐磨銷套及相應(yīng)圓銷，固定杠桿與固定杠桿支點(diǎn)座之間用鏈蹄環(huán)聯(lián)

16、接，以利于側(cè)架、搖枕的擺動。采用運(yùn)裝貨車20021102002110號文批準(zhǔn)的組合式制動梁，但制動梁安全鏈增加一個鏈環(huán)12124545。組合式制動梁中拉桿固定杠桿鏈蹄環(huán)游動杠桿新型高摩合成閘瓦第26頁/共41頁第八節(jié) 橫跨梁組成 橫跨梁為505050503 3方鋼管壓型件，中間焊有不銹鋼磨耗板，兩端分別落在橫跨梁托上，橫跨梁托焊在側(cè)架上。 橫跨梁磨耗板橫跨梁托（2 2）橫跨梁托（1 1）第27頁/共41頁第三章 組裝程序 轉(zhuǎn)K5K5型轉(zhuǎn)向架裝配的裝配過程與轉(zhuǎn)K4K4型轉(zhuǎn)向架基本相同。裝配過程如下：1.1. 將彈簧托板置于轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架組裝胎的支撐塊上，將搖枕置于彈簧托板上，使彈簧托板相對于搖枕

17、校正，升起彈簧托板。2 2 裝配前須確保導(dǎo)框搖動座安裝在側(cè)架導(dǎo)框張口的軸箱承臺內(nèi)，滑槽磨耗板安裝在側(cè)架制動梁滑槽內(nèi)。3. 3. 將搖動座支承置入側(cè)架底部專門鑄造的凹陷部位內(nèi)，搖動座支承應(yīng)緊貼側(cè)架，支承在其所置入的凹陷部位內(nèi)不應(yīng)搖動，搖動座支承的封閉端應(yīng)處在朝導(dǎo)框的位置。第28頁/共41頁4. 將搖動座置入側(cè)架內(nèi)，校準(zhǔn)搖動座兩端，使之置于搖動座支承凹陷面內(nèi)，再將搖動座朝側(cè)架一側(cè)傾斜至不能動為止，然后利用搖動座搖動量檢查樣板檢查搖動座搖動量是否合適。（使用樣板的通端時，樣板應(yīng)該接觸側(cè)架外側(cè)壁，反之，使用樣板的止端時，樣板不應(yīng)接觸側(cè)架外側(cè)壁。） 第29頁/共41頁5. 將兩側(cè)架吊起并通過中央方框?qū)⑵?/p>

18、分別掛在搖枕兩端頭上，落下彈簧托板，搖動座的圓臍須落入彈簧托板各孔內(nèi)，彈簧托板上的螺栓孔與搖動座上的螺栓孔須相配。 第30頁/共41頁6. 用折頭螺栓防松螺母聯(lián)接搖動座和彈簧托板，并用專用風(fēng)動或液壓扳手將其緊固，直至折頭螺栓的頭部擰斷為止。 第31頁/共41頁 7. 放入最里面的兩組承載彈簧，承載內(nèi)簧底部應(yīng)套在從搖動座經(jīng)過彈簧托板伸出的圓臍上。8. 將斜楔組成安裝到位并將減振彈簧組裝入斜楔底部的平臺下。9. 安裝剩余的四組承載彈簧。10. 將構(gòu)架從組裝胎下吊下，放在普通平臺上由側(cè)架下弦桿支承轉(zhuǎn)向架重量，使搖枕落到彈簧上。11. 目檢，確保所有的彈簧正確地安裝到位。12. 安裝基礎(chǔ)制動裝置，并在

19、側(cè)架導(dǎo)框內(nèi)掛上承載鞍。第32頁/共41頁13. 組裝后的構(gòu)架整體吊裝落到輪對上，安裝擋鍵、心盤磨耗盤、橫跨梁和下旁承。 第33頁/共41頁轉(zhuǎn)向架分解時，按相反程序進(jìn)行。經(jīng)過上述組裝工序后，轉(zhuǎn)向架落成完畢。第34頁/共41頁 第四章 組裝技術(shù)要求 1. 同一轉(zhuǎn)向架承載彈簧、減振彈簧的外簧自由高之差不得超過3mm，內(nèi)簧自由高之差不大于2mm，不符時須選配彈簧。2. 同一輪對車輪直徑之差不超過1mm，同一轉(zhuǎn)向架輪徑之差不超過4mm。3. 同一轉(zhuǎn)向架兩側(cè)架固定軸距之差不大于2mm（選用同一鏟豆的側(cè)架）。4. 基礎(chǔ)制動裝置應(yīng)符合TB/T2429之規(guī)定。5. 轉(zhuǎn)向架落成后，下心盤面（含心盤磨耗盤）距軌面自

20、由高710 mm，心盤載荷為65.8kN時，心盤面高（含心盤磨耗盤）為687 mm。 6. 轉(zhuǎn)向架落成后，斜楔主摩擦板與側(cè)架立柱磨耗板之間應(yīng)接觸良好，不允許有垂向貫通間隙，其局部間隙不得超過1.5mm，深度不得大于10mm。 100100第35頁/共41頁7. 承載鞍與側(cè)架導(dǎo)框之間的間隙，縱向為1.57.5 mm，橫向為1218 mm。8. 擋鍵與軸承的最小間隙不小于2 mm。9. 應(yīng)通過GB146.83標(biāo)準(zhǔn)軌距機(jī)車車輛限界。10. 彈簧托板裝車前應(yīng)檢查搖動座擺動角度,檢測方法為：將搖動座支承及搖動座放入側(cè)架后,將搖動座朝側(cè)架一側(cè)傾斜至不能動為止，然后用搖動量檢查樣板檢查擺動角大小是否合格。 11. 搖枕下部的搖枕擋與彈簧托板擋板間的最小橫向間隙不得小于13mm。 12. 心盤面（含心盤磨耗盤）到下旁承頂面自由高 831mm。 第36頁/共41頁13. 制動梁兩端部滑塊磨耗套與側(cè)架滑槽磨耗板的搭接量不小于40mm，滑塊磨耗套端面與滑槽磨耗板內(nèi)壁的橫向總間隙不小于10 mm。14. 橫跨梁托按圖紙要求焊裝在側(cè)架上，轉(zhuǎn)向架組裝后，兩橫跨梁托工作面平行度不得大于2mm。 搖動座搖動座支承側(cè)架樣板卡在此位樣板卡不能在此位通端止端搖動座擺動量檢查第37頁/共41頁第五章主要易損件及其磨耗限度、質(zhì)量保證期 主要易損易耗件及各磨耗部分磨耗限