高速動車組轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析

我國高速鐵路發(fā)展正處在關(guān)鍵時期，隨著我國鐵路第六次大提速的順利實(shí) 錯誤!未定義書簽。 1 22.1轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 22.2高速轉(zhuǎn)向架技術(shù) 2 2 22.2.3彈簧懸掛裝置 3 32.2.5軸箱定位裝置 32.2.6回轉(zhuǎn)阻尼裝置 42.2.7抗側(cè)滾裝置 52.2.8主動和半主動懸掛系統(tǒng)的開發(fā) 52.2.9高速運(yùn)行的穩(wěn)定性 52.2.10高速通過曲線的性能 6 73.1三維造型軟件Solidworks軟件簡介 73.2轉(zhuǎn)向架的三維模型建立 73.2.1特征的概述 73.2.2零件的三維造型與裝配 83.3.3裝配干涉檢查 9 9 4.1.1側(cè)梁 4.1.2橫梁 5.1輪對 6.1中心懸掛 6.2牽引裝置 第7章轉(zhuǎn)向架附屬裝置設(shè)計(jì) 7.2輪緣潤滑裝置 第1章緒論高速鐵路10000公里和改建既有線15000公里的遍及全歐的高速鐵路網(wǎng)。美國加ICE3為12.5t[1],五是復(fù)合制動系統(tǒng)也在發(fā)展。此外，與高速鐵路配套的安全保第2章轉(zhuǎn)向架總體設(shè)計(jì)車組車牽引力的要求(一般要求粘著重量利用率不低于90%)2.2高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)2.2.1構(gòu)架2.2.4牽引裝置構(gòu)架與軸箱之間產(chǎn)生相對運(yùn)動時由它傳遞縱向力和橫向力，并實(shí)現(xiàn)彈性定位作2.2.6回轉(zhuǎn)阻尼裝置輕車體搖枕梁和搖枕重量等優(yōu)點(diǎn)，但需選擇適當(dāng)?shù)哪Σ粮辈馁|(zhì)。車體與構(gòu)架之間(或搖枕與構(gòu)架之間)安裝抗蛇行減振器，也可提供足夠的回轉(zhuǎn)250km/h。因此，在日、法的200km/h以上轉(zhuǎn)向架上都安裝有抗蛇行減振器。2.2.7抗側(cè)滾裝置要200mm以上，其中80%左右分配在中央彈簧上。而在垂向懸掛比較柔軟的情將中央彈簧的橫向間距加大到2500-2600mm,取消了抗側(cè)滾扭桿裝置。性隨速度提高而下降。通常用平穩(wěn)性指數(shù)W(Sperling方法的評價計(jì)算值)來表平穩(wěn)性指數(shù)W:輪對蛇行運(yùn)動曲線為：y=y?sinot式2.2其中の是輪對蛇形運(yùn)動的角頻率式2.3V為車輛運(yùn)動的速度當(dāng)鐵道車輛在某一速度以下運(yùn)行時，即使有一定的線路擾動使車輛在橫向偏離線路中心位置，但擾動消失后，車輛的橫向振動會逐漸衰弱，最后回到線路中間位置，因此車輛運(yùn)動是穩(wěn)定的。而當(dāng)車輛在某一速度以上運(yùn)行時，蛇行運(yùn)動的振幅將會越來越大，直至車輪輪緣碰撞鋼軌，損傷車輛及線路，甚至造成車輛脫軌、傾覆等行車安全事故。這時列車運(yùn)行是不穩(wěn)定的，這一速度稱為蛇行穩(wěn)定性臨界速度，簡稱臨界速度。國外高速轉(zhuǎn)向架的試驗(yàn)研究證明，當(dāng)車輛的運(yùn)行速度超過200km/h時，有可能出現(xiàn)這種不穩(wěn)定的蛇行運(yùn)動。高速列車必須保證在其臨界速度以下運(yùn)行，以使其運(yùn)行穩(wěn)定、安全。通過改變轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)、優(yōu)化參數(shù)使其具有較高的臨界速度，是研制高速轉(zhuǎn)向架需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，也是高速轉(zhuǎn)向架有別于一般轉(zhuǎn)向架的主要特點(diǎn)。2.2.10高速通過曲線的性能高速客車通過曲線時，將產(chǎn)生過大的側(cè)壓力，會造成輪、軌的劇烈磨損，還易引起脫軌、傾覆等安全事故。要合理地兼顧車輛的曲線通過性能與抗蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性要求。此外，還需要控制噪聲，減少自重，尤其是減輕簧下質(zhì)量等。3.1三維造型軟件Solidworks軟件簡介Solidworks三維軟件是Solidworks公司在1995年推出的一款三維CAD軟3.2.2零件的三維造型與裝配(1)零件的三維造型對于轉(zhuǎn)向架中所運(yùn)用到的螺母、軸承、高強(qiáng)度螺栓等標(biāo)準(zhǔn)件均可在(2)裝配模型的建立3.3.3裝配干涉檢查干涉檢驗(yàn)是可裝配性檢查的重要手段。本課題就使用三維設(shè)計(jì)軟件3.4本章小結(jié)第4章構(gòu)架轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的骨架，用以連接轉(zhuǎn)向架各組成部分和傳遞各方向的力，并用來保持車軸在轉(zhuǎn)向架內(nèi)的位置(如車軸相互平行并垂直于構(gòu)架縱線軸)圖4-1動力轉(zhuǎn)向架表4-1動力轉(zhuǎn)向架1電動輪對10動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架2一系懸掛裝置11輪盤制動3軸箱定位裝置12牽引桿4橫向終點(diǎn)止動裝置13牽引電動機(jī)5二系懸掛裝置14牽引電動機(jī)通風(fēng)裝置6橫向懸掛裝置15Trainguard天線7抗蛇行減振器16GFX-3A型接收器8空氣彈簧連桿17輪緣潤滑裝置9扭桿18撒砂和掃石器CRH?高速列車為電動車組(EMU),由8節(jié)獨(dú)立的客車組成。列車采用二采用基本一致的結(jié)構(gòu)型式。構(gòu)架為H型焊接構(gòu)架；圓柱滾子軸承單元，軸徑主要由2根側(cè)梁和2根橫梁組成。圖4-2構(gòu)架構(gòu)架的材料以鋼板S355J2G3WC和S355J2G3C為主。強(qiáng)度依據(jù)UIC515-4表4-2動力轉(zhuǎn)向架技術(shù)參數(shù)軸列式二系縱向力傳遞方式枕梁軌距[mm]最小曲線半徑[m]連掛時低速時：250最小曲線半徑[m]單車調(diào)車S形曲線180m+10m過渡固定軸距[mm]運(yùn)營服務(wù)時一次性演示最高速度[km/h]車輪直徑[mm]轉(zhuǎn)向架距軌面高度[mm]新輪、空氣彈簧充風(fēng)1010(搖枕上邊最大靜軸重(變形載荷)[t]17±4%(最大傳動軸裝式平行軸傳動未平衡離心加速度[m/s2]持續(xù)軸功率[kw]約560轉(zhuǎn)向架質(zhì)量，包括搖枕及其零部件機(jī)械制動輪盤制動一系懸掛螺旋圓柱鋼彈簧停放制動二系懸掛空氣彈簧是吾品疊圖4-3側(cè)梁4.1.2橫梁圖4-4橫梁第5章輪對軸箱定位裝置適宜的軸箱彈性定位，不僅可以避免車輛在運(yùn)行速度范圍內(nèi)發(fā)生激烈的振[圖5-1軸中央部分發(fā)生疲勞折斷。輪對的車軸采用高頻淬火，鏜孔徑60mm,材質(zhì)為能。車輪直徑φ920mm、寬度135mm,車輪材質(zhì)為R8T,車輪踏面為1/8磨耗圖5-2車輪5.2主從動齒輪配合設(shè)計(jì)驅(qū)動裝置采用直齒傳動，傳動比為101/21,齒輪模數(shù)為9.0,齒輪中心距5.3軸箱體軸軸承箱為分體設(shè)計(jì)。其下部可分離以便更換輪對。軸箱前蓋采用鋁合金鑄件圖5-4軸箱體1.板彈簧式2.IS式(拉板式的一種)在0系列、100系列及200系列中使用。3.拉板式(支撐板式)——SU板彈簧式將IS方式中一側(cè)的板彈簧移到中心側(cè)，軸箱與轉(zhuǎn)向架側(cè)梁間使用2個板彈簧固4.麥弗遜式5.軸箱導(dǎo)框架式6.圓柱導(dǎo)軌式(螺旋彈簧圓筒疊層橡膠并用式)剛性的方式。京急新1000型：使用干式橡膠JR東海700系列、JR九州8858.圓錐疊層橡膠式126系列9.轉(zhuǎn)臂式膠襯套。JR東E231系。東急5000系。西武3000系。京王9000系。JR西500系新干線。近鐵23000系轉(zhuǎn)營式拉杜式拉板式高速運(yùn)行穩(wěn)定性◎O△O曲線運(yùn)行性能O◎△◎OO△OO×OOO△輕量化◎OOO時久性O(shè)O△◎×△成本◎OO△綜合評價O×△5.4本設(shè)計(jì)軸箱定位裝置也采用轉(zhuǎn)臂式定位在本論文中軸箱定位裝置為轉(zhuǎn)臂式定位。一系懸掛圓彈簧置于轉(zhuǎn)臂安裝座上，轉(zhuǎn)臂通過橡膠節(jié)點(diǎn)安裝在側(cè)架上。定位轉(zhuǎn)臂是該裝置中的骨架，是輪對軸箱與構(gòu)架的聯(lián)系紐帶，為減小定位節(jié)點(diǎn)剛度對一系垂向剛度的附加影響，定位轉(zhuǎn)臂選擇盡可能長一些。第6章懸掛與制動圖6-1橡膠止擋和橫向液壓減震器通過調(diào)整水平閥和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間的控制桿的長度調(diào)整由于輪對磨損帶來向位移至死擋高度約士3mm,此時空氣流通停止。這避免空氣的過度消耗。在圖6-2二系空氣彈簧懸掛裝置圖圖6-3抗側(cè)滾裝置如下圖是典型的高速車輛牽引裝置，其結(jié)構(gòu)是中心銷上端用螺栓同定在車在橫向、垂向、側(cè)滾、點(diǎn)頭等方向的自由度。牽引拉桿距軌面的高度經(jīng)優(yōu)化后，端都裝有彈性橡膠節(jié)點(diǎn)，可以吸收一定的振動。牽引裝置主要包含的零部件有：通過兩個呈“Z”字型布置的牽引拉桿連接，中心銷套是由內(nèi)外鋼套及橡膠硫化而消除磨耗。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)架之間的牽引和制圖6.5電機(jī)懸掛裝置6.4基礎(chǔ)制動裝置動車組具有再生制動、空氣制動、停放制動。采用微機(jī)控制的直通式空氣初速度為300km/h也能夠保證統(tǒng)一接觸和承載重量。制動系統(tǒng)在列車最佳實(shí)用帶有1個空氣緩解、彈簧施壓的停放制動裝置。動車組具有再生制動、空氣制盤直徑為750mm,動力轉(zhuǎn)向