第02章++轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)與原理.ppt

蘭州交通大學(xué)機電學(xué)院機車車輛系商躍進 歡迎學(xué)習(xí)動車組構(gòu)造 第二章轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)原理及基本部件 第1節(jié)轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)知識第2節(jié)輪對軸箱裝置第3節(jié)彈性懸掛裝置第4節(jié)驅(qū)動裝置第5節(jié)車體連接裝置第6節(jié)制動裝置 第1節(jié)轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)知識 一 轉(zhuǎn)向架的作用及要求二 轉(zhuǎn)向架的組成三 轉(zhuǎn)向架的分類四 動車組轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點 一 轉(zhuǎn)向架的作用 承重 承擔機車上部的重量 包括車體及安裝在車體內(nèi)的各種機械 電氣設(shè)備的重量 并把這些重量經(jīng)一系彈簧懸掛裝置傳遞到鋼軌上 傳力 產(chǎn)生牽引力和制動力 并把產(chǎn)生的牽引力和制動力經(jīng)牽引裝置傳遞到車體底架 最后傳遞到車鉤 實現(xiàn)對列車的牽引和制動 緩沖 走行 在機車運行中緩和線路對機車的沖擊 保證機車運行的平穩(wěn)性 導(dǎo)向 在鋼軌的作用下 引導(dǎo)機車順利地通過曲線和道岔 保證機車在曲線上安全運行 支承車體并使之在軌道上運行的裝置稱為轉(zhuǎn)向架 亦稱走行部 它是動車組的關(guān)鍵部件 二 轉(zhuǎn)向架的組成 1 基本組成及其功能2 動車轉(zhuǎn)向架3 拖車轉(zhuǎn)向架4 轉(zhuǎn)向架力的基本傳遞 1 基本組成及其功能 輪對 走行導(dǎo)向 軸箱 降低摩擦阻力 化滾動為平動 一系懸掛裝置 用以固定軸距 保持輪對正確位置 安裝軸承等 緩沖軸箱以上部分的振動 以減輕運行中的動作用力 構(gòu)架 安裝基礎(chǔ) 二系彈簧懸掛 也叫車體支承裝置 是車體與轉(zhuǎn)向架的連接裝置 基礎(chǔ)制動裝置 是制動機產(chǎn)生制動力的部分 電機驅(qū)動裝置 將電能變成機械能轉(zhuǎn)矩 通過降低轉(zhuǎn)速 增大轉(zhuǎn)矩 將牽引電動機的功率傳給輪對 2 動車轉(zhuǎn)向架 動車轉(zhuǎn)向架主要由輪對 軸箱 一系懸掛 構(gòu)架 二系懸掛 驅(qū)動裝置和基礎(chǔ)制動裝置等七部分組成 3 拖車轉(zhuǎn)向架 拖車轉(zhuǎn)向架主要由輪對 軸箱 一系懸掛 構(gòu)架 二系懸掛和基礎(chǔ)制動裝置等六部分組成 4 轉(zhuǎn)向架力的基本傳遞 轉(zhuǎn)向架要傳遞重力 牽引力和制動力 通過曲線時還要傳遞橫向力 1 重力的傳遞車體上部重量 二系彈簧懸掛裝置 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 軸箱彈簧懸掛裝置 輪對 鋼軌2 牽引力 制動力的傳遞輪軌相互作用點產(chǎn)生的牽引力 制動力 輪對 軸箱定位裝置 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 牽引裝置 車體 車鉤緩沖裝置 3 橫向力的傳遞橫向力包括通過曲線時產(chǎn)生的離心力 外軌超高引起的重量在水平方向的分力以及橫向振動引起的附加載荷 橫向力的傳遞順序為 鋼軌 輪對 軸箱定位裝置 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 二系彈簧懸掛裝置 車體底架 車體 三 轉(zhuǎn)向架的分類 1 按軸數(shù)分類2 按傳動裝置分3 按懸掛裝置分4 按軸箱定位方式分類5 按導(dǎo)向方式分6 按擺動方式分 1 按軸數(shù)分類 兩軸轉(zhuǎn)向架 BSS4改 B0 B0 B0 B0 SS7D B0 B0 B0 SS8 B0 B0 CRH3 Bo Bo 2 2 Bo Bo 2 2 2 2 Bo Bo 2 2 Bo Bo 3軸轉(zhuǎn)向架 C0 C0 C0 SS3 S3B SS6 SS6B 2 按驅(qū)動裝置分 1 動力轉(zhuǎn)向架單動力軸轉(zhuǎn)向架雙動力軸轉(zhuǎn)向架 獨立傳動的轉(zhuǎn)向架 又叫單獨傳動或個別傳功轉(zhuǎn)向架 這種轉(zhuǎn)向架的每一根軸都由獨立的牽引電機進行驅(qū)動 SS系列 DF系列 CRH動車組組合傳動轉(zhuǎn)向架又叫單電機傳動轉(zhuǎn)向架 其整個轉(zhuǎn)向架由一臺牽引電機進行驅(qū)動 2 非動力轉(zhuǎn)向架 3 按彈簧裝置分 一系懸掛 軸箱彈簧 第1系 或中央彈簧 第2系 兩系懸掛 軸箱彈簧 第1系 中央彈簧 第2系 4 按軸箱定位方式分類 無導(dǎo)框軸箱定位轉(zhuǎn)向架 拉板定位拉桿定位轉(zhuǎn)臂定位 有導(dǎo)框軸箱定位轉(zhuǎn)向架 軸箱與構(gòu)架的連接方式通常稱為軸箱定位 軸箱定位也就是輪對定位 即約束輪對與構(gòu)架之間的相互位置 5 按導(dǎo)向方式分 自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架 迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架 機車徑向轉(zhuǎn)向架 6 按擺動方式分 強制擺轉(zhuǎn)向架 自然擺轉(zhuǎn)向架 四 動車組轉(zhuǎn)向架 1 應(yīng)具備的性能2 發(fā)展3 結(jié)構(gòu)特點 1 動車組轉(zhuǎn)向架應(yīng)具備的性能 在設(shè)計制造高速轉(zhuǎn)向架時 必須解決其高速運行時的穩(wěn)定性 平穩(wěn)性和良好的曲線通過性能等關(guān)鍵技術(shù)問題 以保證告訴列車安全行駛 乘坐舒適 減少維修 2 高速轉(zhuǎn)向架發(fā)展概況 20世紀50 80年代 一些國家開始將列車速度提高到140 160 200km h 日本東海道新干線列車所用的DT200型轉(zhuǎn)向架 最高運營速度為210km h 法國于1973年正式生產(chǎn)Y32型轉(zhuǎn)向架 其最高運營速度為200km h 德國于1974年開始生產(chǎn)MD52型轉(zhuǎn)向架 最高運營速度也是200km h 3 動車組轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點 隨著列車速度的進一步提高 高速轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)形式逐步趨于類同 它們的主要特點是 無搖枕 空氣彈簧懸掛 有回轉(zhuǎn)阻尼 加裝彈性定位等 1 均采用無搖枕轉(zhuǎn)向架 進一步簡化轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)和降低自重 2 輪對為空心車軸 整體軋制車輪 磨耗型車輪踏面 盡量減小簧下質(zhì)量 3 第一系懸掛采用鋼彈簧十液壓式減振器十軸箱定位裝置 或采用橡膠彈簧型式的軸箱定位 4 第二系懸掛主要采用空氣彈簧裝置 5 牽引裝置主要采用拉桿方式 6 牽引電機 安裝方式采用架懸或體懸或半架半體 其中體懸式可降低簧下質(zhì)量 7 驅(qū)動裝置 齒輪減速裝置和聯(lián)軸節(jié) 齒輪減速裝置通過軸承安裝在車軸上 牽引電機與齒輪減速裝置通過聯(lián)軸節(jié)傳遞驅(qū)動力 8 動力車和拖車均采用復(fù)合制動方式 其中 動力車采用電阻制動 或再生制動 十盤形制動 而拖車采用渦流盤制動 或磁軌制動 十盤形制動 第2節(jié)輪對軸箱裝置 一 輪對二 車軸三 車輪四 軸箱裝置 一 輪對 1 輪對組成2 輪對的主要作用3 輪對基本要求 1 輪對組成 2輪 1軸 過盈連接 輪軸同轉(zhuǎn) 車輛全部重量通過輪對支承在鋼軌上 通過輪對與鋼軌的粘著產(chǎn)生牽引力或制動力 通過輪對滾動使車輛前進 輪對在運行中的受載情況比較繁重 當車輪行經(jīng)鋼軌接頭 道岔等線路不平順處時 輪對直接承受全部垂向和側(cè)向的沖擊 2 輪對的主要作用 3 輪對基本要求 輪對承擔車輛全部重量 且在軌道上高速運行 同時還承受著從車體 鋼軌兩方面?zhèn)鬟f來的各種動 靜作用力 受力復(fù)雜 故對車輛輪對的要求 1 有足夠的強度 以保證在高速 最大載荷下安全運行 2 在保證足夠的強度和壽命前提下 使其重量最小 并具有一定彈性 以減小輪軌間的作用力 3 阻力小 耐磨性好 4 適應(yīng)直線和曲線區(qū)段運行 具有必要的抗脫軌安全性 二 車軸 1 車軸各部分名稱2 車軸類型 1 車軸各部分名稱 1 軸頸 安裝滾動軸承 2 防塵板座 是車軸與防塵板配合的部位 3 輪座 車軸與車輪配合的部位 4 軸身 車軸中央部分 5 制動盤座 足車軸與制動盤配合的部位大 空心車軸加工方式有4種 1 采用實心軸坯鉆 鏜孔成型方法加工 費工 費時 浪費大量金屬 2 采用離心鑄造工藝加工 3 摩擦焊接空心車軸 有三段式和二段式 4 采用無縫鋼管 內(nèi)孔經(jīng)鏜鏇后 軸頸作防氧化收口工藝 滑動軸承車軸和滾動軸承車軸 實心軸和空心軸 2 車軸類型 三 車輪 1 車輪部分的名稱2 車輪踏面形狀3 車輪類型4 高速機車采用整體碾鋼車輪的原因 1 車輪部分的名稱 突出的圓弧部分稱為輪緣 它是保持車輛沿鋼軌運行 防止脫軌的重要部分 車輪與鋼軌的接觸面稱為踏面 輪輞是車輪踏面下最外的一圈 輻板是聯(lián)接輪輞和輪轂的部分 輪轂是車輪與車軸互相配合的部分 踏面形狀 錐形踏面 1 10和1 20 和磨耗形踏面 幾段圓弧 車輪名義直徑 滾動圓直徑 距輪緣內(nèi)側(cè)70mm處測得的直徑 客車915mm貨車840mm城軌車840或750mm 2 車輪踏面形狀 例如 CRH2型動車組轉(zhuǎn)向架車輪按JISE5402 鐵道車輛一碳素鋼整體輾壓車輪 設(shè)計和生產(chǎn) 車輪采用整體軋制車輪 輪輛厚度為135mm 踏面形狀采用LMA型 新造車輪滾動圓直徑為 860mm 最大磨耗時的直徑為 790mm 在靠輪綢輪緣側(cè)面 790mm圓周上 設(shè)有磨耗到限標記 踏面需要做成一定的斜度 其作用是 1 便于通過曲線2 可自動調(diào)中3 踏面磨耗沿寬度方向比較均勻 整體輪 輾鋼輪 鑄鋼輪 輪箍輪 彈性車輪 輪箍與輪轂之間裝橡膠元件 消音輪 裝有消音器 橡膠輪 空氣橡膠輪胎 3 車輪類型 4 高速機車車輛采用整體碾鋼車輪的原因 1 隨著機車速度的大幅提高 車輪產(chǎn)生很大的離心力 對輪箍產(chǎn)生的應(yīng)力往往有可能破壞輪箍的結(jié)合強度 因此 不能采用冷縮輪箍 有必要改用整體車輪 2 隨著塑料閘瓦的推廣使用 閘瓦傳熱散熱不良將引起制動時輪箍溫升過高 為了防止發(fā)生弛緩事故 有必要改用整體車輪 3 對某些采用空心軸傳動的電機全懸掛機車 輪心輻板要開設(shè)穿入連桿銷或空心軸拐臂的孔 輻極強度被削弱 難以保證輪箍與輪心的配合強度 弛緩 四 軸箱裝置 一 軸箱裝置的作用二 軸箱裝置類型三 軸箱裝置組成四 軸承 1 軸箱裝置的作用 承受車輛的重量 傳遞各方向的作用力 軸箱裝設(shè)在車軸的軸頸上 用來安設(shè)軸承 將輪對和側(cè)架或構(gòu)架聯(lián)系在一起 使輪對沿鋼軌的滾動轉(zhuǎn)化為車體沿線路的平動 良好的密封性 防止塵土 雨水等物侵入及甩油 從而避免破壞油脂的潤滑 保證良好的潤滑性能 減少磨耗 降低運行阻力 承載 傳力 轉(zhuǎn)平 降阻 2 軸箱裝置類型 滑動軸承軸箱滾動軸承軸箱 圓柱滾動軸承軸箱 目前客車常用 圓錐滾動軸承軸箱 目前貨車 高鐵常用 3 軸箱裝置組成 1 貨車滾動軸承軸箱 2 客車滾動軸承軸箱 3 動車組滾動軸承軸箱 軸承 軸箱體 密封件 1 貨車滾動軸承軸箱 2 客車滾動軸承軸箱 防塵擋圈 軸箱體 防塵板 軸箱蓋 3 動車組滾動軸承軸箱 軸箱裝置是連接輪對與構(gòu)架的活動關(guān)節(jié) 除了傳遞各個方向的力和振動外 軸箱必須保證輪對能夠適應(yīng)線路狀況而相對于構(gòu)架上下跳動和左右橫動 軸箱裝置包括軸箱體 軸箱壓蓋 軸箱前蓋 軸箱后蓋 軸承組 橡膠彈性定位節(jié)點 軸溫檢測器及橡膠蓋等部件 軸箱組成如圖2 ll所示 a 類型 是圓柱滾子軸承和圓錐滾子軸承 在時速200 230km的情況下 兩種結(jié)構(gòu)在性能上無明顯差異 時速超過240km的高速車輛 一般采用圓錐滾子軸承 b 等級 SKF工業(yè)公司軸承一般分為普通極 P6 P5 P4 SP和UP級 我國生產(chǎn)的軸承分為G E D C四個等級 一般車輛用G級 普通級 與SKF軸承普通級相當 準高速轉(zhuǎn)向架引進SKF公司的P6級軸承 相當于我國的E級軸承 軸承精度是指基本尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度 軸承的基本尺寸是指 內(nèi)徑 外徑 套圈寬度等 軸承的旋轉(zhuǎn)精度是指 內(nèi)圈端面?zhèn)葦[ 內(nèi)圈和外圈的徑向擺動 內(nèi)圈和外圈的滾道側(cè)擺 內(nèi)圈兩端面平行差等 軸承精度等級越高 壽命越長 極限轉(zhuǎn)速越高 成本也較高 C 軸承壓裝與退卸 4 軸承 壓裝退卸 第3節(jié)彈性懸掛裝置 一 彈性懸掛裝置作用二 彈性懸掛裝置分類三 軸箱懸掛裝置四 二系懸掛裝置五 彈性元件六 減振元件 一 彈性懸掛裝置作用 為了減小有害的列車沖動 車輛必須設(shè)有緩和沖動和衰減振動的裝置 即彈簧減振裝置 其作用主要體現(xiàn)在兩個方面 一是使車輛的質(zhì)量及載荷比較均衡地傳遞給各車軸 并使車輛在靜載狀態(tài)下車鉤高度滿足所規(guī)定的要求 以保證車輛之間的正常聯(lián)掛 二是衰減因線路的不平順 軌縫 道岔 鋼軌磨耗和不均勻下沉以及因車輪不圓 軸頸偏心等因素引起車輛的振動和沖擊 在一系彈簧裝置之上的重量稱為簧上重量在一系彈簧裝置之下的重量稱為簧下質(zhì)量 沒有彈簧減振裝置時 瞬時動作用力 Q為輪載 有彈簧減振裝置時 瞬時動作用力 q為簧下質(zhì)量 可見 簧下部分對鋼軌的動作用力 隨線路狀況和車輛速度而異 而簧上部分對鋼軌的動作用力 則除受線路影響外 還與彈簧裝置的剛度有關(guān) 彈簧越軟 動作用力也就越小 但由于結(jié)構(gòu)和其他方面的要求 對彈簧裝置的柔度也有一定的限制 隨著速度的不斷提高 我們必須盡力降低的簧下重量和采用適當剛度的彈簧裝置 如圖所示 當車輪行經(jīng)軌道不平順時 h不超過10mm 時 車輪產(chǎn)生一個向上的垂向加速度 均載定位 緩沖減振 二 彈性懸掛裝置分類 1 按位置分2 按作用分 1 按位置分 一系懸掛裝置 在輪對與構(gòu)架之間的彈簧懸掛裝置 稱為一系懸掛裝置 也稱為軸箱懸掛裝置 二系懸掛裝置 在車體和構(gòu)架之間的彈簧懸掛裝置 稱為二系懸掛裝置 也稱為中央系懸掛裝置 在動車組彈簧懸掛裝置中 通常采用兩系彈簧懸掛系統(tǒng) 從輪對開始向上包括輪對到一系懸掛裝置以下部分的質(zhì)量稱為轉(zhuǎn)向架的簧下質(zhì)量 簧下質(zhì)量直接影響輪軌之間的動力作用 簧下質(zhì)量越大 輪軌之間的動力作用越大 反之 越小 fg 彈簧減振裝置按其主要作用的不同 大體上可分為三類 緩沖裝置 主要起緩和沖動的彈簧裝置 中央彈簧 軸箱彈簧 減振裝置 主要起衰減振動的減振裝置 垂向 橫向 縱向和抗蛇行減振器 定位裝置 主要起定位作用的定位裝置 軸箱定位 中央定位 抗側(cè)滾扭桿 三 軸箱懸掛裝置 1 作用 2 要求 3 組成 4 軸箱定位 1 作用 軸箱懸掛裝置又稱一系彈簧懸掛裝置 是為了緩和鋼軌對機車的沖擊和振動 在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和輪對之間設(shè)置的彈簧和液壓減振系統(tǒng) 其作用為 給各軸以一定的重量分配并使所分配重量在車輪行經(jīng)不平線路處不致發(fā)生顯著變化 當車輪行經(jīng)線路不平處時或因車輪不圓發(fā)生沖擊時緩和沖擊力 均勻軸載 緩沖減振 輪對定位 2 要求 1 便于一系定位剛度的選擇 要求的剛度值可以在垂向 縱向和橫向獨立地選擇可兼顧一系定位剛度在高速運行時的穩(wěn)定性和曲線通過性能 2 利于實現(xiàn)輕量化 適應(yīng)高速運行 3 零部件數(shù)量較少 結(jié)構(gòu)簡化 提高可靠性 4 在檢修作業(yè)中便于分解和組裝 5 盡量少磨耗或無磨耗 實現(xiàn)免維護 3 組成 按作用分成三種 彈簧裝置 定位裝置 減振裝置 4 軸箱定位 a 作用及要求 b 動車組轉(zhuǎn)向架常用軸箱定位方式 c 其它定位方式 d 轉(zhuǎn)臂式定位軸箱懸掛裝置 a 作用及要求 定義 軸箱與構(gòu)架的連接方式 稱為軸箱定位 作用 軸箱定位起到了固定軸距和限制輪對活動范圍的作用 要求 應(yīng)保證軸箱能夠相對構(gòu)架在運行中作垂向跳動 在通過曲線時 軸箱應(yīng)能相對構(gòu)架作小量的橫動和較大的縱向位移 放開垂向 彈性約束縱 橫向 b 動車組轉(zhuǎn)向架常用軸箱定位方式 轉(zhuǎn)臂定位 動車組轉(zhuǎn)向架常用的軸箱定位方式是拉板式定位 拉桿式定位和轉(zhuǎn)臂式定位 拉板定位 拉桿定位 c 其它定位方式 d 轉(zhuǎn)臂式定位軸箱懸掛裝置 1 組成轉(zhuǎn)臂式軸箱定位懸掛裝置在軸箱和構(gòu)架之間設(shè)置軸箱彈簧和垂向液壓減振器 軸箱彈簧與軸箱頂面之間加橡膠墊 轉(zhuǎn)臂與軸箱體采用一體式結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)臂與構(gòu)架通過軸箱定位節(jié)點相聯(lián)接 軸箱體上安裝有溫度傳感器 軸箱彈簧裝置被安裝在軸箱和轉(zhuǎn)向構(gòu)架之間 包括一個圓簧組 由內(nèi) 外彈簧組成 彈簧座 上 下 橡膠座 絕緣座 轉(zhuǎn)臂定位橡膠套和處于每個車輪位置處的垂向減振器 其作用是在將車體重量分配給各車輪的同時緩沖車輪 軸箱的各種振動 主要是為了改善車體的乘坐舒適度 2 特點轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置的特點如下 軸箱和構(gòu)架之間無自由間隙和滑動部件 組成零件很少 分解和組裝容易 且維修方便 軸箱的上下 左右及前后的定位剛度可以獨立設(shè)定 比較容易滿足轉(zhuǎn)向架懸掛系統(tǒng)的最佳設(shè)計要求 即可確保良好的乘坐舒適性 又能兼顧高速運行性能和良好的曲線通過性能 四 二系懸掛裝置 1 作用2 組成3 類型 1 作用 傳遞重力 傳遞車體及其內(nèi)部設(shè)備的重量 并按設(shè)計要求進行重量分配 保證各轉(zhuǎn)向架載荷均勻 各軸符合規(guī)定要求 傳遞縱向力和橫向力 傳遞轉(zhuǎn)向架所產(chǎn)生的牽引力 制動力及在運行中轉(zhuǎn)向架與車體受到的各種橫向作用力 改善機車的動力學(xué)性能 改善機車在振動 曲線通過時的動力學(xué)性能 特別是橫向動力學(xué)性能 保證車輛在曲線通過時的靈活性和穩(wěn)定性 并使車體相對轉(zhuǎn)向架經(jīng)常處于平衡位置 緩和鋼軌對車輛的沖擊和振動 改善部件的工作可靠性和乘客的舒適度 支撐車體配重量 縱橫傳力定位置 緩沖減振提性能 2 組成 中央彈簧懸掛裝置 它是車體與轉(zhuǎn)向架的連接裝置 因此又叫二系懸掛裝置 組成 彈簧裝置 車體支撐裝置 一般用空氣彈簧 抗蛇行減振器 橫向減振器橫向定位止擋 抗側(cè)滾裝置 牽引裝置 3 類型 1 按縱向力傳遞的方式分 心盤和旁承的連接裝置無心盤的連接裝置 2 按彈簧形式分螺旋彈簧支重橡膠彈簧支重空氣彈簧支重 3 按橫動裝置分搖動臺式無搖動臺式無搖枕式 1 按縱向力傳遞的方式分 A 心盤和旁承的連接裝置 在轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)動中心設(shè)置心盤 它既是傳遞重力及水平力的裝置 又是轉(zhuǎn)向架繞車體回轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)軸 B 無心盤的連接裝置 轉(zhuǎn)向架沒有明確的回轉(zhuǎn)中心 只繞一個假想的回轉(zhuǎn)中心 還可以相對車體進行適當?shù)臋M移 A 心盤和旁承的連接裝置 一般在這種形式的連接裝置中 心盤銷 或牽引銷 只傳遞縱向力和橫向力 車體重量由心盤 心盤與旁承或中央彈簧傳遞 旁承可以是彈性的 也可以是剛性的 B 牽引桿裝置和旁承的連接裝置 牽引桿裝置是用來傳遞牽引力 制動力的裝置 可以安設(shè)于較低的位置 實現(xiàn)低位牽引 有利于粘著牽引力的充分發(fā)揮 組成 牽引拉桿 連接機構(gòu) A 平行牽引桿 B 中央斜單桿推挽式牽引桿 C 中間推挽式牽引桿 D Z字形牽引拉桿 A 平行牽引桿 桿件系統(tǒng)由牽引桿兩根 拐臂兩個 連接桿一根組成 牽引桿一端與車體底架連接 另一端與拐臂連接 拐臂的轉(zhuǎn)軸裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上 連接桿將左右兩個拐臂連接起來 用以保證左右牽引的同步 直線運行時 牽引力由轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 拐臂 牽引桿傳給車體 曲線運行時 拐臂轉(zhuǎn)軸隨轉(zhuǎn)向架移向曲線內(nèi)側(cè) 拐臂 牽引桿發(fā)生同步轉(zhuǎn)動 但牽引力的傳遞不受影響 B 中央斜單桿推挽式牽引桿 牽引桿一端通過牽引座與車體底架牽引梁相連 另一端通過銷與三角撐桿相連 三角撐桿通過銷與三角架相連 三角架通過銷與構(gòu)架牽引梁相連 C 中間推挽式牽引桿 牽引桿I一端通過牽引座與車體底架牽引梁相連 另一端在牽引桿托板處通過銷軸與牽引桿II一端相連 牽引桿II的另一端通過銷軸與構(gòu)架牽引梁相連 D Z字形牽引拉桿 轉(zhuǎn)向架與車體搖枕通過中心銷連接 中心銷鑄鋼制成并通過螺栓與搖枕固定 一帶橡膠混合物彈簧的鑄鐵套插入中心銷底部與其相配 對角線布置的帶回彈部件的牽引桿傳遞中心銷套和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間的牽引和制動力 2 按彈簧形式分 A 橡膠彈簧支承裝置SS3B型電力機車車體與轉(zhuǎn)向架之間的支承裝置由橡膠彈簧 橡膠堆 摩擦減振器和橫向液壓減振器組成 C 空氣彈簧支承裝置 B 螺旋彈簧支承裝置 3 按車體支承方式分類 1 按中央彈簧跨距分 內(nèi)側(cè)懸掛 中心懸掛和外側(cè)懸掛 2 按載荷傳遞形式分 心盤集中承載 心盤部分承載和非心盤承載 3 按中央懸掛裝置的結(jié)構(gòu)分 有搖動臺 無搖動臺 無搖枕轉(zhuǎn)向架 4 按車體支撐裝置連接形式分 2 工作原理垂向載荷 車體鉸接端球心盤 車體支撐端心盤座 車體支撐端彈簧承臺 空氣彈簧 構(gòu)架 軸箱彈簧 輪對軸箱裝置 鋼軌 相對回轉(zhuǎn) 球心盤 雅可比鉸接轉(zhuǎn)向架 1 結(jié)構(gòu)中間車一端為支撐端 一端為鉸接端 支撐端端墻兩側(cè)設(shè)空氣彈簧承臺 中間設(shè)球心盤座 鉸接端中間設(shè)球心盤 連接時已車的鉸接端球心盤坐落于另一車的支撐端的心盤座內(nèi) 車體成三點支撐 鉸接式和非鉸接式 五 彈性元件 一 類型 二 螺旋彈簧 三 空氣彈簧 四 橡膠彈簧 五 扭桿彈簧 六 環(huán)形彈簧 一 類型 螺旋彈簧空氣彈簧橡膠彈簧扭桿彈簧環(huán)彈簧 按結(jié)構(gòu)形式分 二 螺旋彈簧 1 特點及參數(shù)2 類型3 單卷彈簧特性計算4 雙卷彈簧特性計算5 對一系懸掛的要求如下 1 結(jié)構(gòu)特點 圓柱螺旋壓縮彈簧 支撐圈 兩端各有3 4圈 工作圈 2 主要參數(shù) 彈簧特性參數(shù) 特性計算移動后面 撓度f 外力P作用下的彈性變形 剛度K 產(chǎn)生單位撓度所需的外力 K P f 柔度i 單位外力下的撓度 i f P 1 K 撓力圖 P f曲線 線性分段線性非線性 尺寸參數(shù) 簧條直徑d 彈簧平均直徑D 有效圈數(shù)n 總?cè)?shù)N 彈簧全壓縮高度Hmin 彈簧自由高度H0 彈簧指數(shù)m D d性能參數(shù) 垂向靜撓度fv和垂向剛度Kv 3 類型 1 按卷數(shù)分 單卷 雙卷 內(nèi)外卷反向 多卷 2 按性能分 等剛度 變剛度 3 按組合形式分 串聯(lián) 并聯(lián) 先單獨后并聯(lián) 不等高 先串聯(lián)后單獨 三 空氣彈簧 1 空氣彈簧特點2 空氣彈簧類型3 空氣彈簧系統(tǒng)組成4 空氣彈簧工作原理 1 空氣彈簧特點 變剛度 等高度 三維彈性 自帶減振功能 空重車自振頻率相當 單獨支重 省去垂向減振器 2 空氣彈簧類型 囊式空氣彈簧 車輛上已不采用 膜式空氣彈簧 約束膜式 內(nèi)外筒 連接橡膠囊 很少采用 自由膜式 上下蓋板 連接橡膠囊 目前應(yīng)用較多 3 空氣彈簧系統(tǒng)組成 空氣彈簧本體高度控制閥差壓閥附加氣室濾清器 4 空氣彈簧工作原理 1 壓力空氣緩沖 由壓力空氣實現(xiàn) 列車管 空氣彈簧風(fēng)缸 空氣彈簧主管 空氣彈簧連接管 高度控制閥 空氣彈簧本體和附加氣室 2 變壓力 變剛度 等高度 由高度控制閥實現(xiàn) 2條通路 3個位置 A 保壓 正常載荷時 h H 進排氣通路均關(guān)閉 保壓 B 充氣 增載時 車體下沉 hH 排氣閥打開 放氣減壓使車體下沉至h H 排氣閥關(guān)閉 3 壓差控制防傾覆 由差壓閥實現(xiàn) 差壓閥連通左右兩空氣彈簧 一側(cè)空氣彈簧爆裂時 另一側(cè)空氣彈簧自動放氣 以防車體傾覆 4 節(jié)流減振 由氣嘴實現(xiàn) 氣嘴節(jié)流減振代替垂向減振器 高度控制閥一般機械式和電磁式兩種 按組成的不同又可分為有延時機構(gòu)和無延時機構(gòu) 按引起高度控制閥產(chǎn)生進 排氣作用的傳動方式還可分為直頂式和杠桿式等 其組成見圖 工作原理 由于車體載荷增加 或減少 空氣彈簧被壓縮 或伸長 使空氣彈簧降低 或增高 隨之 車體距軌面高度發(fā)生改變 高度控制機構(gòu)使進 排氣機構(gòu)工作 向空氣彈簧充氣 或排氣 當空氣彈簧的內(nèi)壓與所承受的靜載荷相平衡時 空氣彈簧恢復(fù)到原來的高度 高度控制機構(gòu)停止工作 進 排氣機構(gòu)處于關(guān)閉狀態(tài) 充氣 或排氣 停止 1 高度控制閥 差壓閥是保證一個轉(zhuǎn)向架兩側(cè)空氣彈簧的內(nèi)壓之差 不能超過為保證行車安全規(guī)定的某一定值 若超出時 則差壓閥自動溝通左右兩側(cè)的空氣彈簧 使壓差維持在該定值以下 差壓閥在空氣彈簧懸掛系統(tǒng)裝置中起安全保證作用 差壓閥作用原理 2 差壓閥 四 橡膠彈簧 1 特點 三維彈性 多變形狀 2 類型 緩沖墊 襯套 止擋 3 用途 定位 隔音 減振 橡膠元件設(shè)計時的注意事項 1 橡膠具有蠕變特性 時效蠕變或彈性滯后現(xiàn)象 2 橡膠元件的性能 彈性 強度 受溫度影響較大 3 具有體積基本不變的特性 即幾乎是不可壓縮的 4 散熱性不好 5 橡膠元件的疲勞破壞 主要在應(yīng)力集中處產(chǎn)生的裂紋 橡膠和金屬粘合處發(fā)生的剝離 6 橡膠變形受載荷形式影響較大 承受剪切載荷時變形最大 而承受壓縮時變形最小 7 橡膠元件是屬于粘彈性材料 其力學(xué)特性比較復(fù)雜 通常它的性能是不穩(wěn)定的 精確計算相當困難 設(shè)計時只能進行初步估算 五 扭桿彈簧 1 提高抗傾覆穩(wěn)定性的措施2 扭桿彈簧 a 盡量增大簧橫向跨距 日本車型 車體寬3300 3400mm 支承寬度達2500mm以上 部分歐洲車型均有采用 b 在轉(zhuǎn)向架中央懸掛中設(shè)置抗側(cè)滾裝置 1 提高抗傾覆穩(wěn)定性的措施 2 車輛的抗側(cè)滾裝置 1 特點 只抵抗車體側(cè)滾 不妨礙車體浮沉 2 工作原理 兩端裝于構(gòu)架上的軸套內(nèi) 中間與簧上部分 鉸接 車體側(cè)滾時 扭桿的轉(zhuǎn)臂反向運動產(chǎn)生復(fù)原力距 從而阻止車體側(cè)滾 正常時 扭桿轉(zhuǎn)臂同向運動 扭桿自由轉(zhuǎn)動 3 抗側(cè)滾扭桿組成 l 轉(zhuǎn)軸 2 調(diào)節(jié)連扦 3 支乘座 4 壓蓋 5 扭臂 6 扭桿 7 堵蓋 8 擋圖 9 螺母10 墊圈 11 銷112 15 16 調(diào)整螺母機構(gòu) 13 鎖母 14 墊蓋 17 軸承蓋 18 密封圈 19 螺母 20 21 22 桿端軸承 扭桿 扭臂 安裝座 垂向連接桿 六 環(huán)形彈簧 環(huán)形彈簧 由多個內(nèi)圓錐面外圓柱面的墊圈狀彈簧鋼和內(nèi)圓柱面外圓錐面的墊圈狀彈簧鋼交替疊加組合而成的彈簧 環(huán)形彈簧的內(nèi) 外圓環(huán)的對數(shù)依據(jù)其所承受載荷的大小和產(chǎn)生變形的要求來確定 環(huán)形彈簧應(yīng)用于空間受限且需要強力緩沖的場合 徑向變形軸向緩沖兼顧吸能 六 減振元件 1 減振元件分類2 摩擦式減振器3 油壓減振器4 常用液壓減振器 1 減振元件分類 1 按安裝方向分 垂向 橫向 縱向 2 按安裝位置分 軸箱減振器 中央減振器 3 按作用原理分 摩擦減振器 液壓減振器 4 按阻力特性分 常阻力減振器 變阻力減振器 2 阻力特性及計算 搖枕向下運動時搖枕向上運動時減振器楔塊受力分析 2 摩擦式減振器 1 減振作用原理 變摩擦楔快式減振器常摩擦楔塊式減振器利諾爾減振器 3 油壓減振器 a 油壓減振器特點及組成b 油壓減振器工作原理 a 油壓減振器特點及組成 圖1SFK1型油壓減振器 1 特點 自調(diào)節(jié)特性 振幅大時 衰減量也大 2 組成 油液 油缸 活塞 缸端密封 貯油筒 進油閥 防塵罩 上下聯(lián)結(jié) b 油壓減振器工作原理 A 拉伸狀態(tài) 活塞桿向上運動 B腔油液的壓力增大 壓差使其經(jīng)過心閥的節(jié)流孔流入A腔 油液通過節(jié)流孔時產(chǎn)生大小與的流速 節(jié)流孔的形狀和大小有關(guān)的阻力 B 壓縮狀態(tài) 活塞桿向下運動 受到活塞壓力的A腔油液通過心閥的節(jié)流孔流入B腔而產(chǎn)生阻力 C 油量調(diào)節(jié) 活塞桿有一定體積 當活塞上下運動時 A腔和B腔體積變化不相等 為保證減振器正常工作 在油缸外增加一貯油筒 C腔 實現(xiàn)油量調(diào)節(jié) 小孔節(jié)流阻尼減振 4 常用液壓減振器 現(xiàn)代轉(zhuǎn)向架彈簧減振裝置中通常采用筒型液壓減振器 各國客車上采用的液壓減振器 其結(jié)構(gòu)原理基本相同 只是在局部結(jié)構(gòu)上各有特點 常見液壓減振器類型主要有 軸箱垂向減振器 中央懸掛橫向減振器以及抗蛇行減振器 圖2 34 因軸箱減振器直接承受來自軌道的沖擊 軸箱減振器壓縮方向的阻力應(yīng)小于拉伸方向的阻力 或者只有拉伸方向作用 這樣既可減少沖擊的傳遞 還可提高減振器本身的耐久性 在中央彈簧懸掛裝置中安裝橫向減振器 它通常水平安站在車體和構(gòu)架之間 用以衰減車體和轉(zhuǎn)向架的橫向振動 提高車體橫向平穩(wěn)性 抗蛇行減振器同樣安裝在車體與構(gòu)架之間 沿縱向 用以衰減 抑制車體與構(gòu)架之間的蛇行運動 第4節(jié)構(gòu)架 1 構(gòu)架的作用2 構(gòu)架的種類3 構(gòu)架的組成 1 用以聯(lián)系轉(zhuǎn)向架各組成部分 2 傳遞各方向的力 3 保持車軸在轉(zhuǎn)向架內(nèi)的位置 一 構(gòu)架的作用 固定軸距 傳各向力 聯(lián)系部件 二 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的種類 1 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架就設(shè)計和制造工藝而言 分為鑄鋼構(gòu)架和焊接構(gòu)架 焊接構(gòu)架又可分為鋼板焊接構(gòu)架和壓型鋼板焊接構(gòu)架 鑄鋼構(gòu)架由于重量大 鑄造工藝復(fù)雜 目前在電力機車上已很少采用 2 根據(jù)軸箱及其定位裝置的結(jié)構(gòu) 構(gòu)架又分為有導(dǎo)框式和無導(dǎo)框式 構(gòu)架采用無導(dǎo)框軸箱定位方式時不需要開切口 可避免強度削弱 同時避免了構(gòu)架與軸箱間的摩擦副 近代干線電力機車 尤其是高速電力機車越來越廣泛地采用無導(dǎo)框式鋼板焊接結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 3 根據(jù)構(gòu)架的結(jié)構(gòu)形式 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架有封閉式和開口式 或H式 構(gòu)架之分 三 構(gòu)架的組成 1 基本的組成2 機車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架3 動車組車輛轉(zhuǎn)向架 1 基本的組成 構(gòu)架主要由左右側(cè)梁 一根或幾根橫梁以及前后端梁組焊而成 有的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架沒有端梁 稱為開口式或H形構(gòu)架 有端梁的構(gòu)架稱為封閉式構(gòu)架 側(cè)梁是構(gòu)架的主要承載梁 是傳遞垂向力 縱向力和橫向力 固定輪對位置的主要構(gòu)件 橫梁和端梁用來保證構(gòu)架在水平面內(nèi)的剛度 保持各軸的平行及承托牽引電動機 砂箱一般安裝在前后端梁上 2 機車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 圖2 38SS7端轉(zhuǎn)向架構(gòu)架組裝1 制動座 2 起吊鉤 3 彈簧座 4 側(cè)梁 5 橫向止擋板 6 構(gòu)架橫梁 7 構(gòu)架端梁 8 制動端梁 9 牽引裝置安裝座 3 動車組車輛轉(zhuǎn)向架 圖2 37T轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架1 側(cè)梁 2 橫梁 3 縱向連接梁 4 空氣彈簧支承梁 5 制動吊座 輪盤 6 定位臂座 7 增壓缸安裝座 8 垂向止擋 9 制動吊座 軸盤 10 拉桿座 圖2 36M轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)1 側(cè)梁 2 橫梁 3 縱向連接梁 4 空氣彈簧支承梁 5 制動吊座 輪盤 6 定位臂座 7 增壓缸安裝座 8 垂向止擋 9 電機吊座 10 齒輪箱吊座 第5節(jié)電機驅(qū)動裝置 一 作用與組成二 電機懸掛裝置三 傳動齒輪箱四 牽引電機 一 作用與組成 1 驅(qū)動裝置的作用2 驅(qū)動裝置的組成3 驅(qū)動裝置的要求 1 驅(qū)動裝置的作用 實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換 產(chǎn)生輪對驅(qū)動力距 用高轉(zhuǎn)速 小扭矩的牽引電機驅(qū)動低轉(zhuǎn)速 大阻力的動軸 2 驅(qū)動裝置的組成 牽引電機傳動齒輪箱電機懸掛裝置 二 電機懸掛裝置的類型 牽引電動機在車上的安裝 一般都采用彈簧懸掛的安裝方法 以減小動作用力對電機和線路的破壞作用 通常把牽引電動機在車上的安裝稱為電機懸掛 1 電機懸掛裝置的要求2 電機懸掛裝置的類型 1 應(yīng)保證能使牽引電動機功率得到發(fā)揮 2 盡量減小線路的不平對齒輪的動作用力 3 電動機在安裝上應(yīng)有減振的能力 4 驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)不妨礙小直徑動輪的使用 5 驅(qū)動機構(gòu)本身應(yīng)該簡單可靠 具有最少量的磨耗件 6 當牽引電動機或驅(qū)動機構(gòu)發(fā)生損壞時 易于拆卸 1 電機懸掛裝置的要求 承載 傳扭 不礙 愛動 2 電機懸掛裝置的類型 1 軸懸式 半懸式 牽引電機重量一半支撐載車軸 一半懸掛在構(gòu)架上 軸懸式又有剛性及彈性之分 2 架懸式 或稱全懸掛式 牽引電機支撐在構(gòu)架上 3 體懸式牽引電機安裝在車體上 牽引電動機在車上的安裝 一般都采用彈簧懸掛的安裝方法 以減小動作用力對電機和線路的破壞作用 通常把牽引電動機在車上的安裝稱為電機懸掛 1 軸懸式 特點牽引電機一端支撐在車軸上 另一端彈性懸掛在構(gòu)架上 類型缺點 a 剛性軸懸式b 彈性軸懸式 a 剛性軸懸式 特點 牽引電機一端通過兩個抱軸軸承剛性的支撐在車軸上 另一端彈性懸掛在構(gòu)架上 電機軸與車軸平行 直接利用電機軸上的小齒輪驅(qū)動車軸上的大齒輪傳動 傳動比1 4 1 6 最古老的傳動方式 結(jié)構(gòu)簡單 簧下質(zhì)量大 組成 牽引電機 齒輪箱 爪型軸承 DF4和SS3用 a 抱軸油殼軸懸式 b 抱軸箱箱軸懸式 減速齒輪箱是剖分式 用三點固定在電動機的外殼上 箱下部盛放齒輪油 采用飛濺潤滑 齒輪一般為單側(cè)驅(qū)動 由于齒輪強度 小齒輪最小齒數(shù)以及機車限界等的限制 齒輪傳動比小于5 模數(shù)通常為10 12mm 抱軸懸掛基本上能保持大小齒輪中心距不變和電樞中心線與輪軸中心線平行 以保證齒輪的正常嚙合 但由于抱軸軸承與車軸間存在間隙 電樞軸的彎曲 軸箱載荷引起的車軸變形等原因 往往引起齒輪接觸不良 a 抱軸油殼軸懸式 b 抱軸箱箱軸懸式 組成 牽引電機 齒輪箱 爪型軸承 DF4和SS3用 DF4D和8K電機懸掛 彈性軸懸式驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)是電動機一端經(jīng)彈性吊架懸掛于構(gòu)架上 另一端經(jīng)彈性裝置支承于輪心上 圖10 2為法國68000系列電傳動內(nèi)燃機車牽引電動機的彈性軸懸式結(jié)構(gòu) 大齒輪剛性固結(jié)于空心軸上 并通過驅(qū)動盤來帶動固定于輪心上的裝有橡膠元件的盒來驅(qū)動輪對 這種裝置可使橡膠元件得到良好的通風(fēng) 避免橡膠因過熱而過早老化 我國機車上從未采用過彈性軸懸式驅(qū)動機構(gòu) b 彈性軸懸式驅(qū)動機構(gòu) 1 簧下重量大 對線路上部建筑有較高的動力作用 2 向輪對傳遞扭矩不均勻 這會導(dǎo)致車輪輪箍磨損加劇 鋼軌產(chǎn)生波形磨損 機車粘著性能可能大大下降 3 抱軸瓦吸收了輪對通過道岔 鋼軌接頭和其他不平順線路時產(chǎn)生的所有碰撞和沖擊 牽引電動機機體的振動加速度高達25g 等問題 這些問題不僅對牽引電動機的零 部件起破壞作用 給機車走行部特別是牽引電動機的檢修帶來較大的工作量 而且要扣車更換牽引電動機 影響運輸任務(wù)的完成 因此 軸懸式驅(qū)動機構(gòu)一般認為適用于120km h以下的機車 大于此速度的機車應(yīng)采用架懸式驅(qū)動機構(gòu) 由于滑動抱軸承與車軸之間的徑向間隙較大 新造時為0 2 0 4mm 隨著機車走行里程的增加 徑向間隙將逐漸增大 主從動牽引齒輪的中心距發(fā)生變化 牽引齒輪嚙合條件惡化 c 軸懸式驅(qū)動機構(gòu)的問題 2 架懸式 a 結(jié)構(gòu)特點b 電機空心軸驅(qū)動機構(gòu)c 輪對空心軸驅(qū)動機構(gòu)d 撓性軸承架懸式 牽引電動機架懸式驅(qū)動機構(gòu)廣泛應(yīng)用于世界各國的客運機車和動車上 也用于重型貨運機車上 主要特點 將牽引電動機固裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上 因而牽引電動機屬于簧上部分 牽引電動機與輪對之間需用能適應(yīng)各個方向相對運動的彈性聯(lián)軸器作為中間聯(lián)結(jié)裝置并傳遞扭矩 聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上可以采用彈性元件 彈簧或橡膠塊 也可以采用具有橡膠金屬襯套的連桿關(guān)節(jié)機構(gòu) b 電機空心軸驅(qū)動機構(gòu) a 電機空心軸驅(qū)動機構(gòu)工作原理 b SS5電機空心軸驅(qū)動機構(gòu) 該裝置的特點是牽引電動機懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上 而牽引齒輪箱支承在車軸上 彈性聯(lián)軸器布置在空心的電樞軸與小齒輪之間 電樞軸做成空心 目的是增加扭軸的長度 以適應(yīng)電動機與輪對間各個方向的位移 由扭軸與電樞空心軸間的間隙來補償 電動機的扭矩經(jīng)空心電樞軸上的齒形聯(lián)結(jié)器 扭軸 彈性聯(lián)軸器到小齒輪 大齒輪帶動輪對轉(zhuǎn)動 a 電機空心軸驅(qū)動機構(gòu)工作原理 b SS5電機空心軸驅(qū)動機構(gòu) 我國SS5型電力機車電機空心軸驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 牽引電動機工作時 電機空心軸上的扭矩經(jīng)齒形聯(lián)結(jié)器的內(nèi) 外齒帶動扭軸轉(zhuǎn)動 扭軸的另一端借彈性聯(lián)軸器中的八個彈性元件 把電動機從扭軸傳遞過來的扭矩傳至小齒輪軸 小齒輪 大齒輪使輪對運動 c 輪對空心軸兩級彈性驅(qū)動機構(gòu) a 輪對空心軸驅(qū)動機構(gòu)的工作原理 b DF11輪對空心軸驅(qū)動機構(gòu) c 優(yōu)缺點 該裝置的特點是大齒輪由滾動軸承支承在空心軸套上 而空心軸套緊固在電動機機體上 在空心軸套內(nèi)又貫穿一根空心軸 而車軸置于空心軸中 空心軸的一端通過連接盤 彈性元件與大齒輪相連 另一端也通過連接盤 彈性元件與輪對相連 電動機的扭矩由大齒輪經(jīng)彈性元件 空心軸 再經(jīng)另一端的彈性元件傳遞給輪對 這種驅(qū)動機構(gòu)的型式 稱為兩級彈性和雙空心軸的架懸式驅(qū)動裝置 a 輪對空心軸驅(qū)動機構(gòu)的工作原理 空心軸兩端的彈性元件設(shè)計成彈性六連桿機構(gòu) 分別與大齒輪和車輪相連 借此來傳遞扭矩和保證具有良好的運動學(xué)性能 b DF11輪對空心軸驅(qū)動機構(gòu) 圖2 45輪對空心軸架懸式驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)實體圖1 后吊 2 牽引電機 3 主動齒輪 4 從動齒輪 5 空心軸裝配 6 車軸 7 空心軸套8 驅(qū)動軸承 9 齒輪罩裝配 10 長吊臂裝配 11 橡膠球形關(guān)節(jié) 12 連桿 13 傳動銷 優(yōu)點 簧下重量輕 輪對與電動機得到兩級彈性隔離 因此有較好的動力學(xué)性能 兩級彈性六連桿機構(gòu)具有徑向剛度大的特點 因此能保證空心軸相對輪對同心旋轉(zhuǎn) 避免彈性元件 即空心軸 與車軸產(chǎn)生偏心而造成的離心力形成輪對的輪重變化和彈性元件中的附加應(yīng)力 缺點 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 c 優(yōu)缺點 d 撓性軸承架懸式 撓性浮動齒式聯(lián)軸節(jié)架懸式驅(qū)動裝置原理和結(jié)構(gòu)組成如圖2 50所示 該驅(qū)動裝置的牽引電機通過螺栓完全固定于構(gòu)架橫梁上 牽引電機的輸出扭矩經(jīng)WN撓性浮動齒式聯(lián)軸節(jié)傳遞給主動小齒輪 并通過齒輪嚙合經(jīng)從動大齒輪驅(qū)動輪對旋轉(zhuǎn) 其中 大齒輪直接壓裝在車軸上 而齒輪箱一端通過吊桿彈性懸掛于構(gòu)架側(cè)梁或橫梁上 另一端則借助于滾動軸承抱與車軸之上 也就是說 該齒輪箱的懸掛方式與我們前面講過的牽引電動機剛性軸懸式基本相同 a 同軸狀態(tài) b 相對偏轉(zhuǎn) c 徑向位移圖2 51WN撓性浮動齒式聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)及運動原理 3 體懸式 a 半體懸式b 三鍵萬向軸體懸式c 連桿軸體懸式 a 半體懸式 a 半體懸式原理 b 半體懸式結(jié)構(gòu)組成 a 半體懸式原理 ICE輪對雙空心軸驅(qū)動機構(gòu)由BBC輪對空心軸驅(qū)動裝置發(fā)展而來 輪對雙空心軸機構(gòu)由內(nèi)外空心軸及六連桿機構(gòu)組成 見圖2 53 內(nèi)空心軸一端與外空心軸一端由六連桿機構(gòu)聯(lián)接 內(nèi)空心軸另一端與輪對一側(cè)車輪的輪輻也由六連桿機構(gòu)聯(lián)接 外空心軸上安裝有驅(qū)動齒輪和制動盤 用以傳遞驅(qū)動力矩和制動力矩 內(nèi)空心軸做成錐形結(jié)構(gòu) 以節(jié)省運動空間 六連桿機構(gòu)由連桿和連接盤構(gòu)成 在各連桿兩端裝有球形橡膠關(guān)節(jié) b 半體懸式結(jié)構(gòu)組成 圖2 53半體懸式驅(qū)動制動單元結(jié)構(gòu) b 三鍵萬向軸體懸式 c 連桿軸體懸式 1 組成 牽引電機 齒輪箱 連桿軸 傳動支撐 2 特點 牽引電機安裝在車體上 電機通過連桿軸驅(qū)動轉(zhuǎn)向架上的齒輪箱 圖2 54體懸式驅(qū)動裝置的原理1 牽引電機 2 齒輪傳動裝置 3 輪對 4 萬向軸 5 傳動支撐 6 制動盤 7 制動裝置 4 其它形式的懸掛方式 1 兩軸 縱向騎馬式軸懸傳動裝置2 兩軸 縱向騎馬式架懸傳動裝置3 單獨軸 縱向?qū)羌軕沂絺鲃友b置 1 兩軸 縱向騎馬式軸懸傳動裝置 1 組成 牽引電機 齒輪箱 空心軸 剛性聯(lián)軸節(jié) 橡膠聯(lián)軸節(jié) 2 特點 牽引電機縱向布置 與齒輪箱組成整體后 通過空心軸彈性騎跨在前后輪對上 電機通過剛性聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動傘齒輪 經(jīng)空心軸和橡膠聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動輪對 2 兩軸 縱向騎馬式架懸傳動裝置 2 特點 牽引電機縱向布置 與齒輪箱組成整體后 固接在構(gòu)架橫梁上 電機通過剛性聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動傘齒輪 經(jīng)空心軸和橡膠聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動輪對 1 組成 牽引電機 齒輪箱 萬向接頭空心軸 剛性聯(lián)軸節(jié) 橡膠聯(lián)軸節(jié) 3 單獨軸 縱向?qū)羌軕覀鲃友b置 1 組成 牽引電機 齒輪箱 連桿軸 2 特點 牽引電機縱向?qū)遣贾?并分別固接在構(gòu)架橫梁上 齒輪箱一端支于車軸上 另一端彈性懸掛于構(gòu)架上 電機通過連桿軸驅(qū)動傘齒輪驅(qū)動輪對上的大齒輪 三 齒輪傳動裝置 1 按齒輪傳動可分為單側(cè)齒輪傳動和雙側(cè)齒輪傳動 2 根據(jù)齒輪種類 可分為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪傳動 單側(cè)齒輪傳動 一般用直齒輪 雙側(cè)齒能傳動 一般用斜齒輪 而且雙側(cè)齒輪的齒斜方向要相反 3 根據(jù)大齒輪輪心的結(jié)構(gòu) 可分為彈性齒輪傳動和剛性齒輪傳動 如果把大齒輪分為齒圈和齒物合兩部分 互相用彈簧或橡膠彈性地組裝在一起 則成為彈性齒輪傳動 大齒輪心如果制成剛性結(jié)構(gòu) 則為剛性齒輪傳動 牽引電機的轉(zhuǎn)矩是通過齒輪傳動裝置傳遞給輪對的 四 牽引電機 1 牽引電機類型2 直流牽引電機3 交流牽引電機4 牽引電機類型 1 牽引電機類型 1 牽引電動機類型直流牽引電動機交流牽引電動機直線牽引電動機 2 發(fā)展趨向為了解決直流和脈流牽引電動機的 轉(zhuǎn)向 問題 有些國家已在使用晶閘管無換向器式牽引電動機和三相交流異步變頻牽引電動機 并在試驗以直線異步電動機為動力的磁懸浮高速車輛 2 直流牽引電機 ZQDR 410Z直流牽引電動機 根據(jù)勵磁繞組與電樞繞組的關(guān)系分為串勵電機 SS4 SS8及SS9型電力機車用 并勵電機 復(fù)勵電機 有兩套繞組 1串 1并或他勵 SS7 SS7E及從日本進口的6K電力機車用 他勵電機 單獨供電 3 交流牽引電機 交流牽引電機的定子交流牽引電機的轉(zhuǎn)子交流牽引電機的軸承交流牽引電機的傳感器交流牽引電機的接線盒交流牽引電機的通風(fēng)結(jié)構(gòu) 定子由機座 線圈 引接線 槽楔等組成 轉(zhuǎn)子由鐵心 導(dǎo)條 端環(huán) 轉(zhuǎn)軸 支架 風(fēng)扇 自通風(fēng)電機 等組成 帶絕緣層整體保持架加強型圓柱滾子滾子 接線盒 4 牽引電機類型 直線牽引電動機車輛 第6節(jié)制動系統(tǒng) 一 制動系統(tǒng)的簡介二 空氣制動機三 基礎(chǔ)制動裝置 一 制動系統(tǒng)的簡介 1 制動常用術(shù)語2 制動的意義3 對制動裝置的要求4 制動系統(tǒng)的組成5 制動方式分類6 性能指標 1 制動常用術(shù)語 1 制動 人為地制止物體的運動 包括使其減速 阻止其運動或加速運動 均可稱之為 制動 2 緩解 對已經(jīng)施行制動的物體 解除或減弱其制動作用 均可稱之為緩解 3 列車制動裝置 為使列車能施行制動和緩解而安裝與列車上的一整套設(shè)備 總稱為 列車制動裝置 通常包括基礎(chǔ)制動裝置和制動機兩部分 4 閘 制動 與 制動裝置 均簡稱為 閘 施行制動既可簡稱為 上閘 亦可簡稱為 下閘 使制動得到緩解簡稱為 送閘 2 制動的意義 1 滿足調(diào)速和停車需要 保證行車安全 減速 停車保安全 最高運行速度不僅與牽引功率有關(guān) 也受到制動能力的限制 緊急制動距離比起動加速距離短的多 制動功率 5 10 驅(qū)動功率 緊急制動距離干線普通車800mm 提速車1000m 地鐵車180m 2 良好的制動性能可提高旅行速度和增大列車牽引總量 提速 增重提效益 3 制動方式分類 1 按動能轉(zhuǎn)移方式分 2 按制動力形成的方式分類 3 按操縱用途分類 4 按制動力的操縱控制方式 制動的實質(zhì)是將列車動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能并消耗掉 現(xiàn)代列車大多數(shù)同時具備電氣制動和空氣制動兩套制動系統(tǒng) 1 按動能轉(zhuǎn)移方式分 2 按制動力形成的方式分類 3 按操縱用途分類 4 按制動力的操縱控制方式 空氣制動 操縱控制和原動力都用空氣的制動方式稱為空氣制動又分為自動式空氣制動和直通式空氣制動兩種 電空制動 電空制動就是電控空氣制動的簡稱 它是在空氣制動的基礎(chǔ)上加裝電磁閥等電氣控制部件而形成的 電制動 操縱控制和原動力都用電的制動方式稱為電磁制動 簡稱電制動 二 空氣制動 1 對制動裝置的要求2 空氣制動原理與組成3 性能指標4 制動機5 基礎(chǔ)制動裝置 1 對制動裝置的要求 1 保證安全方面的要求a 列車發(fā)生分離事故時 全列車應(yīng)立刻自動緊急制動停車 b 除司機外 必要時在機車以外的其他車輛上使用緊急制動閥也能使列車緊急停車 c 能承受較大的制動功率 保證列車在規(guī)定的制動距離內(nèi)安全停車 并且在制動過程中能防止車輪滑行 d 能保持制動力不衰減 放飏 2 作用性能方面的要求a 靈敏度要高 制動波速 緩解波速都應(yīng)達到當代的先進指標 列車前后的制動及緩解作用有良好的一致性 b 要有足夠的制動穩(wěn)定性和安定性 應(yīng)具有動力制動和摩擦制動等聯(lián)合制動能力 正常制動應(yīng)盡量發(fā)揮動力制動能力 3 結(jié)構(gòu)運用方面的要求a 操縱方便準確 b 便于檢修維護 檢修間隔周期要長 c 各部件結(jié)構(gòu)要合理 便于制造 堅固耐用 機械效率高 2 空氣制動原理與組成 工作原理 利用壓縮空氣 通過制動缸活塞和杠桿作用在閘瓦或制動夾鉗的壓力 在踏面或制動盤上產(chǎn)生摩擦 把機車動能轉(zhuǎn)化為熱能并散失到大氣中 組成 1 制動控制系統(tǒng) 制動機 產(chǎn)生源制動力 起控制作用 2 制動執(zhí)行系統(tǒng) 基礎(chǔ)制動裝置 傳遞和放大制動力產(chǎn)生制動效果 3 性能指標 1 制動力 制動時由于制動裝置的作用而引起的 其方向與車輛運行方向相反的作用于車輛上的外力 2 閘瓦壓力 在踏面制動中 閘瓦作用于車輪踏面上的徑向壓力 他又實算閘瓦壓力和換算閘瓦壓力之分 3 實算閘瓦壓力 根據(jù)制動倍率及傳動效率計算所得的閘瓦壓力 4 換算閘瓦壓力 在實用中 為了簡化計算 按制動力等效的原則換算出來的與換算摩擦系數(shù)相對應(yīng)的閘瓦壓力 它與換算系數(shù)的乘積等于實算閘瓦壓力與實算摩擦系數(shù)的乘積 5 制動倍率 實際工作中 一般是靠制動傳動裝置將制動原力放大一定倍數(shù)后傳遞到閘瓦裝置 形成閘瓦壓力 這個將制動原力放大的倍數(shù) 稱為制動倍率 6 基礎(chǔ)制動裝置的傳動效率 實際閘瓦壓力與理論閘瓦壓力的比值稱為基礎(chǔ)制動裝置的傳動效率 7 制動率 機車 車輛或車列單位重量所具有的閘瓦壓力稱作機車 車輛或列車制動率 4 制動機 1 類型 2 空氣制動機 3 電空制動 1 類型 制動機的部件 一部分裝在機車上 另一部分裝在車輛上 目前我國鐵路常用制動機為 機車制動機有JZ 7型機車空氣制動機和DK 1型機車電空制動機 貨車安裝的車輛制動機有GK型 103型和120型制動機 客車使用的制動機有LN型 F 8型和104型等 按信號傳遞方式分 空氣制動機 采用空氣壓力信號作為控制指令 電空制動機 采用電信號作為控制指令 按制動缸空氣的來源分 直通空氣制動機自動空氣制動機 2 空氣制動機 按制動缸空氣的來源分 直通空氣制動機自動空氣制動機 A 直通空氣制動機 直通空氣制動機 B 自動空氣制動機 A 組成B 特點C 工作原理 A 組成 空壓機 總風(fēng)缸 總風(fēng)缸管 給氣閥 制動閥 列車管 三通閥 因與列車管 制動缸和副風(fēng)缸相通而得名 副風(fēng)缸 制動缸 B 特點 1 列車管減壓制動 增壓緩解 列車分離能制動停車 放風(fēng)制動 充風(fēng)緩解 2 制動缸距風(fēng)源和排氣口較近 制動和緩解一致性好 3 可實現(xiàn)階段制動 但不能實現(xiàn)階段緩解 C 工作原理 1 緩解位 空氣 空壓機 總風(fēng)缸 總風(fēng)管 給氣閥 限制列車管壓力 制動閥 手把在緩解位 列車管 三通閥 緩解位 副風(fēng)缸充氣制動缸中的壓縮空氣 三通閥 緩解位 三通閥排氣口