項(xiàng)目四城市軌道車輛轉(zhuǎn)向架35課件

項(xiàng)目四

城市軌道車輛轉(zhuǎn)向架城軌車輛構(gòu)造主講人：楊培義任務(wù)一轉(zhuǎn)向架總體認(rèn)知

任務(wù)二構(gòu)架 任務(wù)三輪對(duì)軸箱裝置 任務(wù)四彈簧減振裝置 任務(wù)五牽引連接裝置

任務(wù)六驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)裝置 任務(wù)七基礎(chǔ)制動(dòng)裝置 任務(wù)八地鐵車輛轉(zhuǎn)向架 本項(xiàng)目主要內(nèi)容

城軌車輛普遍采用了無(wú)搖枕結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向架，由于沒(méi)有搖枕，車體直接坐落于空氣彈簧上，必須靠牽引裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)搖枕所具有的傳遞縱向力和轉(zhuǎn)向功能，所以要求牽引裝置具備以下功能：

(1)能夠傳遞縱向的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，同時(shí)允許二系彈簧在垂向和橫向柔軟地動(dòng)作。

(2)縱向具有適當(dāng)?shù)膹椥裕跃徍陀捎谵D(zhuǎn)向架點(diǎn)頭、車輪不平衡重量等引起的縱向振動(dòng)。

(3)結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于車體與轉(zhuǎn)向架的分離和連接。

(4)由于取消了搖枕，需安裝橫向油壓減振器、橫向緩沖橡膠、空氣彈簧異常上升止擋等，這些部件的安裝和拆卸不能增加車體與轉(zhuǎn)向架分離作業(yè)的工時(shí)。任務(wù)五牽引連接裝置任務(wù)五牽引連接裝置

一、中央牽引裝置：圖1所示是一種典型的城軌車輛的中央牽引裝置，長(zhǎng)春客車廠設(shè)計(jì)的地鐵無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架采用了這種結(jié)構(gòu)的中央牽引裝置，其結(jié)構(gòu)是中心銷上端用螺栓固定在車體枕梁上，下部插在能夠傳遞縱向力的牽引梁孔中，能夠自如地垂向運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)。牽引梁與構(gòu)架橫梁之間設(shè)有牽引疊層橡膠，它的特性是縱向較硬、橫向柔軟，所以既能有效地傳遞縱向力，又能隨空氣彈簧做橫向運(yùn)動(dòng)。每臺(tái)轉(zhuǎn)向架設(shè)4組牽引疊層橡膠，安裝時(shí)能使其在縱向傾斜，以便牽引梁對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向架中心。可按隔離縱向振動(dòng)的要求選定牽引疊層橡膠的縱向剛度值，同時(shí)要保證縱向無(wú)滑動(dòng)部位和間隙存在。中心銷下部連有空氣彈簧異常上升止擋，當(dāng)空氣彈簧因故過(guò)充時(shí)可以限制車體不斷上升，保證安全；在起吊車體時(shí)，可使轉(zhuǎn)向架同車體一起被吊起。任務(wù)五牽引連接裝置圖1中央牽引裝置1-中心銷；2-牽引梁；3-防塵罩；4-襯套；5-中心銷套；6-橫向油壓減振器；7-空氣彈簧異常上升止擋；8-安裝板；9-牽引疊層橡膠；10-橫向緩沖橡膠

圖2所示是幾種中央牽引連接裝置結(jié)構(gòu)，它們都有各自的特點(diǎn)，例如，圖（b）的中央牽引裝置結(jié)構(gòu)，由于牽引桿兩端與中心銷和轉(zhuǎn)向架的連接部位都有橡膠關(guān)節(jié)，橡膠關(guān)節(jié)的彈性定位能保證轉(zhuǎn)向架繞中心銷在各個(gè)方向上有一定程度的擺動(dòng)，這既保證了轉(zhuǎn)向架抗蛇行運(yùn)動(dòng)的性能，又能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架與車體之間的轉(zhuǎn)角，保證車輛順利通過(guò)曲線。廣州地鐵二號(hào)線車輛采用的就是（b）圖的牽引連接裝置結(jié)構(gòu)，一號(hào)線采用的是（c）圖的牽引連接裝置結(jié)構(gòu)。值得提出的是，與廣州地鐵一號(hào)線車輛轉(zhuǎn)向架相比，二號(hào)線車輛轉(zhuǎn)向架的牽引連接裝置比較簡(jiǎn)單。二號(hào)線車輛轉(zhuǎn)向架通過(guò)帶有橡膠關(guān)節(jié)的牽引桿連接到與車體連接的車體中心銷上，沒(méi)有中心銷座和復(fù)合彈簧，更便于拆裝轉(zhuǎn)向架。任務(wù)五牽引連接裝置任務(wù)五牽引連接裝置(c)1-起吊保護(hù)螺栓；2-中心銷導(dǎo)架；3-中心銷；4-中心架；5-定位螺母；6-牽引桿；7-復(fù)合橡膠襯套圖2

牽引連接裝置驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)裝置是指在動(dòng)車轉(zhuǎn)向架上，將牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為輪對(duì)轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行裝置，包括牽引電機(jī)、齒輪箱、聯(lián)軸器等。每臺(tái)動(dòng)車轉(zhuǎn)向架裝有兩套驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)裝置，各與一個(gè)輪對(duì)軸箱裝置連接。城軌車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向架，不論是采用直流牽引電機(jī)還是交流牽引電機(jī)，均需通過(guò)機(jī)械減速裝置，才能將電機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)化為輪對(duì)轉(zhuǎn)矩，再利用輪軌的粘著作用，驅(qū)動(dòng)車輛沿著鋼軌運(yùn)行，而牽引電機(jī)的布置形式直接影響著轉(zhuǎn)向架的動(dòng)力性能。根據(jù)牽引電機(jī)在轉(zhuǎn)向架上（或車體上）配置的特征，以及電機(jī)轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)向架輪對(duì)之間傳動(dòng)的特征，大致可分為以下幾種結(jié)構(gòu)形式：任務(wù)五牽引連接裝置驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)裝置一、抱軸式牽引電機(jī)—爪形軸承傳動(dòng)裝置

這是城軌道車輛最古老的傳動(dòng)形式，它是直接利用牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸上的齒輪帶動(dòng)輪對(duì)軸傳遞扭矩。這時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸與輪對(duì)軸呈平行配置，牽引電機(jī)的一部分重量通過(guò)兩個(gè)爪形軸承支承于輪對(duì)軸上，另一部分重量通過(guò)彈簧支于構(gòu)架梁上，也稱抱軸式。一般牽引電機(jī)的小齒輪與輪對(duì)上的大齒輪之間的傳動(dòng)比取為1:4至1:6。這種傳動(dòng)裝置的很大一部分重量非彈性直接支于輪對(duì)軸上，增加了簧下部分的重量，對(duì)轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行品質(zhì)帶來(lái)不利影響，而且必然導(dǎo)致相關(guān)的運(yùn)動(dòng)零件（如軸承、齒輪和集電器等）的強(qiáng)烈振動(dòng)和磨耗。此外，由于這種傳動(dòng)的扭轉(zhuǎn)彈性很低，往往要造成集電器過(guò)載，甚至損壞。由于這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固，所以至今仍在輕軌車輛上應(yīng)用。如圖3所示。任務(wù)五牽引連接裝置任務(wù)五牽引連接裝置圖3抱軸式牽引電機(jī)-爪形軸承傳動(dòng)裝置1-牽引電機(jī)；2-電機(jī)彈性懸掛；3-驅(qū)動(dòng)小齒輪；4-車軸上大齒輪；5-減速齒輪箱；6-爪形軸承；7-制動(dòng)盤(pán)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)裝置二、架懸式橫向牽引電機(jī)―空心軸傳動(dòng)裝置該傳動(dòng)裝置將牽引電機(jī)支承于構(gòu)架橫梁上，如圖4所示，它采用電機(jī)空心軸和高彈性的聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)齒輪減速箱，解決了上述方案的電機(jī)直接支于輪軸增加簧下重量和傳動(dòng)件過(guò)小的扭轉(zhuǎn)彈性常導(dǎo)致集電器過(guò)載的問(wèn)題。由于牽引電機(jī)重量由轉(zhuǎn)向架構(gòu)架全部承擔(dān)，所以這是一種典型的架懸式（一種全懸掛）結(jié)構(gòu)，也由于電機(jī)采用了空心軸，所以又稱為電機(jī)空心軸式結(jié)構(gòu)。在空心電樞和齒輪減速箱的小齒輪之間設(shè)置了一個(gè)可移動(dòng)的橡膠高彈性的鋼片聯(lián)軸器。減速箱一端支于輪對(duì)軸上，另一端通過(guò)一個(gè)可動(dòng)的縱向可調(diào)節(jié)的支撐鉸接于構(gòu)架上。空心軸傳動(dòng)由于其重量輕、作用可靠和耐久性，在城軌車輛中獲得廣泛應(yīng)用。任務(wù)五牽引連接裝置任務(wù)五牽引連接裝置圖4架懸式橫向牽引電機(jī)-空心軸傳動(dòng)裝置1-牽引電機(jī)；2-小齒輪；3-驅(qū)動(dòng)軸；4-大齒輪；5-空心軸；6-聯(lián)軸器；7-減速齒輪箱；8-制動(dòng)盤(pán)三、兩軸―縱向驅(qū)動(dòng)、騎馬式結(jié)構(gòu)

沿轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)方向配置的牽引電機(jī)連同齒輪減速箱組成一組合體跨騎在轉(zhuǎn)向架的兩輪對(duì)上，牽引電機(jī)的兩側(cè)與帶有法蘭的減速箱組成一個(gè)自承載的組合體，牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)齒輪減速后，借助于空心軸和橡膠聯(lián)軸器與輪對(duì)軸彈性連接。如圖5所示。兩軸縱向驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)為，轉(zhuǎn)向架的軸距比以上兩種形式可有較大的減縮，有可能在2m以內(nèi)。另外當(dāng)一個(gè)輪對(duì)的粘著摩擦由于局部的蠕滑效應(yīng)而遭到破壞時(shí)，則另一具有良好摩擦條件的輪對(duì)擔(dān)當(dāng)起后備保險(xiǎn)的作用。同樣，在加速和減速時(shí)所出現(xiàn)的輪對(duì)卸載將不起作用，因?yàn)橐桓S卸載在另一根軸上就要承擔(dān)附加的載荷，整個(gè)轉(zhuǎn)向架所傳遞的摩擦力矩總和仍不變。而在單軸分離配置牽引電機(jī)時(shí)輪對(duì)的摩擦極限有被超過(guò)的危險(xiǎn)，卸載的輪對(duì)就有可能打滑空轉(zhuǎn)。任務(wù)五牽引連接裝置這種結(jié)構(gòu)通過(guò)機(jī)械聯(lián)結(jié)強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向架的兩個(gè)輪對(duì)具有相同的角速度，若兩輪對(duì)的車輪直徑存在差異，由此也造成運(yùn)行阻力上升和磨耗的增加。另外它的整個(gè)裝置均由轉(zhuǎn)向架的兩輪對(duì)直接支承，增加了簧下重量，加劇了轉(zhuǎn)向架運(yùn)行的動(dòng)力作用。任務(wù)五牽引連接裝置圖5兩軸―縱向驅(qū)動(dòng)、騎馬式結(jié)構(gòu)1-牽引電機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-驅(qū)動(dòng)傘齒輪；4-空心軸；5-橡膠聯(lián)軸器；6-輪軸；7-減速箱；8-制動(dòng)盤(pán)四、全彈性結(jié)構(gòu)的兩軸―縱向驅(qū)動(dòng)

這種裝置的牽引電機(jī)完全彈性地固定于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫梁上，電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)減速齒輪驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向接頭空心軸，再經(jīng)橡膠連桿聯(lián)軸器將扭矩傳遞給輪對(duì)。由于電機(jī)的重量由構(gòu)架全部承擔(dān)，所以也稱為架懸式結(jié)構(gòu)，也由于輪對(duì)采用了空心軸，所以又稱為輪對(duì)空心軸式結(jié)構(gòu)。如圖6所示。任務(wù)五牽引連接裝置圖6

全彈性結(jié)構(gòu)的兩軸―縱向驅(qū)動(dòng)裝置1-牽引電機(jī)；2-聯(lián)軸節(jié)；3-驅(qū)動(dòng)傘齒輪；4-萬(wàn)向接頭空心軸；5-聯(lián)軸器；6-輪軸；7-減速箱；8-制動(dòng)盤(pán)五、牽引電機(jī)對(duì)角配置的單獨(dú)軸―縱向驅(qū)動(dòng)

兩牽引電機(jī)對(duì)角懸掛于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的兩橫梁上，電機(jī)與齒輪傳動(dòng)裝置之間扭矩的傳遞經(jīng)由連桿軸實(shí)現(xiàn)。

齒輪減速箱一端彈性懸掛于構(gòu)架的端梁，另一端抱在輪對(duì)車軸上。轉(zhuǎn)向架上兩套電機(jī)及其傳動(dòng)裝置獨(dú)立地配置，各自驅(qū)動(dòng)一輪對(duì)。如圖7所示。任務(wù)五牽引連接裝置圖7對(duì)角配置單獨(dú)軸―縱向驅(qū)動(dòng)裝置1-牽引電機(jī)；2-連桿軸；3-驅(qū)動(dòng)傘齒輪；4-輪對(duì)；5-減速箱；6-制動(dòng)盤(pán)

六、牽引電機(jī)置于車體上的驅(qū)動(dòng)裝置

牽引電機(jī)裝于車體上，電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)將扭矩傳遞給置于轉(zhuǎn)