同轴式二级减速器设计应注意的问题.docx
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同轴式二级减速器设计应注意的问题.docx
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同轴式二级减速器设计应注意的问题
Ø1.认识货车转向架基本结构,了解其主要类型。
Ø2.熟悉转K2、转K6转向架的结构特点。
理解交叉支撑杆式三大件转向架定位原理。
Ø3.熟悉转K4、转K5转向架的结构特点;理解摆动式转向架的结构原理。
Ø4.了解径向转向架的类型、结构特点及工作原理。
Ø5.了解构架一体式转向架的结构特点。
Ø2.重点掌握我国高速转向架SW-220K、CW-200K的结构组成和特点。
从结构组成的五个部分分别说明,再找出具有特点的重要结构部分加以说明。
Ø1.了解我国各类客车转向架型式:
209T、209P、209PK、209HS、206G、206WP、206KP、SW-160、SW-200、CW-200K。
Ø3.重点掌握高速动力和非动力转向架的结构特点——了解他们的共性
1.转K2、转K4转向架的比较
两个都是21t轴重的转向架,转K4是南车株洲的设计产品,转K4型转向架。
主要采用的是安装弹簧托板将左右两个侧架连通起来,并通过摇动座坐落在侧架中央承台的摇动座支承上,使左右侧架成为可横向同步摆动的吊杆。
具有横向两级刚度,增加了车辆的横向柔性,提高了车辆的横向动力学性能,降低了轮轨间的磨耗,由于摆动式转向架摇枕挡位置下移,使侧滚中心降低,对侧滚振动控制加强,加之振摆转动中心降低,有效地减小了爬轨和脱轨的可能性,尤其是对高重心的货车,提高了其脱轨安全性。
摆动式转向架运用寿命长,维修工作量小,可运营160万公里免检修。
我国现场运用也提出该转向架检修量小。
转k2是北车齐车公司的产品,在三大件转向架基础上,采用一种相互交叉的杆件结构把转向架的左右侧架弹性地连接起来,转K2采用的是下交叉支撑装置,B级铸钢为侧架和摇枕材质,双作用常接触弹性旁承。
转K2
(1)采用了侧架下弹性交叉支撑装置,使两个侧架在水平面内实现弹性交叉联结,达到控制两侧架之间的剪切变形和菱形变形的目的,提高了转向架的抗菱刚度。
(2)中央悬挂系统采用两级刚度悬挂设计,提高了空车弹簧静挠度,改善了空车运行品质。
(3)采用了双作用常接触滚子旁承结构设计,保证为空、重车提供足够的回转阻力距,提高了空、重车高速时的运行平稳性。
同时减少了轮缘磨耗量。
(4)精心设计了减振装置几何参数,并采用了针状铸铁斜楔等耐磨材料,提高减振装置的使用寿命。
(5)加设了心盘磨耗盘,避免了上、下心盘之间的磨耗。
(6)主要摩擦副均采用耐磨件,延长了使用寿命,减少了维修工作量。
转K6
1.主要结构特点
转K6型转向架轴重25t,最高商业运营速度120km/h。
为适应大秦线重载运输需要而设计开发的。
应用于C76、C80、C80B和70t级货车,现已装车约3.5万辆,成为我国重载运输的主型转向架。
转K6型转向架具有侧架交叉支撑转向架所具有的技术优点,同时一系悬挂采用轴箱弹性剪切垫,实现轮对的弹性约束,车辆在直线运行时轮对始终保持正位,通过曲线时轮对有径向趋势,改善了车辆的曲线通过性能,有效地减轻了车轮的轮缘磨耗;隔离轮轨间高频振动,改善了车辆的垂向动力学性能,提高了车辆的运行平稳性。
轴箱橡胶垫
●实现轮对的弹性定位,隔离轮轨间高频振动,减小轮轨动作用力,降低轮轨磨耗;
●解决了侧架导框与承载鞍之间磨耗的惯性质量问题。
●降低了簧下质量降低了轮轨之间的冲击力。
转8A
(1)在两侧架之间加装弹性下交叉支撑装置以提高转向架的抗菱刚度,提高车辆的运行速度。
(2)采用双作用弹性旁承,以适当提高车体与转向架间的回转阻力矩,改善车辆运行平稳性。
(3)采用两级刚度弹簧,提高空车弹簧静挠度,改善垂向平稳性,保证磨耗后车辆的性能。
(4)加装心盘磨耗盘,解决长期存在的上、下心盘因磨耗严重导致厂、段修检修量大的问题。
(5)采用奥-贝球铁衬套和配套45号钢圆销,延长检修周期,减小检修工作量。
(6)采用改进型侧架,增大侧架的强度储备,提高运行安全。
转K4
主要特点有:
结构上属于铸钢三大件式转向架,悬挂系统为二系的摇枕弹簧和一系的摆动机构的组合,垂向、横向都具有两级刚度特性,大大增加了车辆的横向柔性,降低了轮轨间的磨耗,提高了车辆的运行品质。
同时由于摆动式转向架摇枕挡位置下移,使侧滚中心降低,对侧滚振动控制加强,加之振摆转动中心降低,有效地减小了爬轨和脱轨的可能性,尤其是对高重心的货车,大大提高了其脱轨安全性。
具有高的耐久性和可靠性。
采用斜锲减振装置、弹性常接触式旁承和新型制动梁。
该转向架的主要特点为:
(1)结构上属于铸钢三大件式转向架,具有结构简单、车轮均载性好、检修维护方便等优点。
(2)该转向架采用了类似于客车转向架的摇动台摆式机构,使转向架横向具有两级刚度特性,大大增加了车辆的横向柔性,提高了车辆的横向动力学性能,降低了轮轨间的磨耗,提高了车辆的运行品质。
(3)提高了车辆脱轨安全性
由于摆动式转向架摇枕挡位置下移,使侧滚中心降低,对侧滚振动控制加强,有效地减小了爬轨和脱轨的可能性,尤其是对高重心的货车,大大提高了其脱轨安全性。
4)该转向架具有高的耐久性和可靠性
经美国和加拿大运用实践表明,该转向架运用寿命长,维修工作量小。
转K5
(1)结构上属于铸钢三大件式转向架,具有结构简单、车轮均载性好、检修维护方便等优点。
(2)该转向架采用了类似于客车转向架的摇动台摆式机构,使转向架横向具有两级刚度特性,大大增加了车辆的横向柔性,提高了车辆的横向动力学性能,降低了轮轨间的磨耗。
(3)提高了车辆脱轨安全性
由于摆动式转向架摇枕挡位置下移,使侧滚中心降低,对侧滚振动控制加强,有效地减小了爬轨和脱轨的可能性,尤其是对高重心的货车,大大提高了其脱轨安全性。
(4)该转向架具有高的耐久性和可靠性
经美国和加拿大运用实践表明,该转向架运用寿命长,维修工作量小,可运营160万公里免检修。
轮对与轴承
采用RE2B型轮对和353130A、353130B或353130C紧凑型滚动轴承,车轮为新结构轻型铸钢车轮(HEZB)或辗钢车轮(HESA),车轴为RE2B车轴。
如下图所示:
摇枕组成由摇枕、心盘磨耗盘、下心盘、八字面磨耗板、托架组成及固定杠杆支点座组成等构成。
为了便于与转K6型转向架互换,设计了直径为φ375mm下心盘。
采用了和转K6转向架相同材质的改性尼龙心盘磨耗盘。
为减轻自重,摇枕通过有限元计算和结构优化,材质用AARM201B级钢。
摇枕下部铸出两块三角形挡,其与弹簧托板上的挡板配合,限定了摇枕的最大横向位移(摆动加横移共为±32mm),防止摇枕串出,起到安全挡的作用,托架组成防止上拉杆接触摇枕面。
(见下图)
侧架滑槽磨耗板为压型件,分左右,材质为47Mn2Si2TiB。
侧架材质采用AARM201B级钢,其中央方框下弦杆处,不再是转8A侧架一样,作为弹簧承台,而是一腔形结构,用以安装摇动座支承及摇动座,见图示。
209转向架是在205转向架的基础上研制的。
它采用H型构架,导柱式轴箱定位装置,摇动台式摇枕弹簧悬挂装置,长吊杆,构架外侧悬挂,两高圆弹簧,摇枕弹簧带油压减振器,吊挂式闸瓦基础制动装置等。
1980年后,又生产了具有弹性定位套的轴箱定位结构和牵引拉杆装置的209T转向架。
在此基础上,还生产了采用盘型制动的209P转向架。
209T型转向架结构特点
轴型
RD3、RD4
构架型式
铸钢一体H型
摇枕弹簧装置形式
圆弹簧外侧悬挂
中央阻尼形式
油压减振器
轴箱定位形式
弹簧导柱式
基础制动装置
双片吊挂直接作用式双侧闸瓦踏面制动
优点:
•构架采用铸钢一体式H形结构,强度大,结构简单,检修方便。
•摇枕吊为长吊杆垂直悬挂,摇枕两端上翘,为采用较大自由高和静挠度的摇枕弹簧创造了条件,并和油压减振器配合有利于改善垂直动力性能。
•铸钢制弹簧托梁不但耐腐蚀,减少检修工作量,而且增加了摇动台的横向刚度。
•枕弹簧横向中心距加大,为超外侧悬挂,有利于提高车辆运行的横向平稳性。
•装设有横向缓冲器,可限制过大的横向振动和减小或缓和横向振动。
•采用干磨擦导柱式弹性定位装置,定位严密、转动灵活,能抑制轮对蛇行运动,保持轮对轴箱装置纵、横方向定位作用。
•下旁承在构架侧梁外侧,横向中心距加大可减小车体的侧滚振动,提高运行平稳性。
•采用纵向牵引拉杆代替了纵向摇枕挡,改善了纵向力的传递,同时缓和了纵向冲击,可提高纵向平稳性。
•装设有钩高调整装置,调整钩高作业方便。
•用于不同车型时,除只须更换摇枕弹簧和轴箱弹簧外,其他配件均可通用。
•除心盘、中心销在构架中心外,其他大部分配件均在构架外侧,便于检车员检修作业。
缺点:
•在运用中需要检查的配件全部构架外侧,在列车检查中使检车员在站台侧通行困难。
•在提速干线上高速运行时,基础制动装置中的悬挂装置晃动太大,同时各销套及圆销磨耗严重。
•206
•优点:
•构架为U形铸钢一体结构,垂直面呈.形,强度大、重心低,有利于提高运行平稳性。
侧梁中部下凹部分还能起到摇枕安全吊作用,提高了安全性。
•摇枕两端上翘在构架侧梁上部,不但分解组装方便,而且为选用较大自由高和静挠度的枕弹簧创造了条件。
•采用自由高和静挠度较大的枕弹簧并和垂直安装的油压减振器并用,有利于改善垂直振动性能。
•摇枕吊环为外侧垂直悬挂,使枕簧中心距加大,有利于提高车辆运行的横向平稳性。
•装有横向缓冲器,可限制并缓和车体过大的横向振动。
•装有横向拉杆及弹性元件,使摇动台的横向振动受约束,提了横向平稳性。
•下旁承横向中心距加大,可减小车体侧滚振动,提高车辆运行平稳性。
•采用干摩擦导柱式轴箱定位装置,与202型转向架相同结构,有的配件可通用,检修方便。
缺点:
•构架侧梁中部下凹,铸造较困难。
•横向拉杆及弹性元件和横向缓冲器安装在摇枕下面及构架侧梁内侧面之间,检修时不够方便。
•纵向摇枕挡采用尼龙制品,在高速运行中失效较多,造成车体横向晃动和纵向冲动较大。
项目型别
206KP
轴型
RD3
固定轴距(mm)
2400
中央簧横向间距(mm)
1956
轴箱簧横向间距(mm)
1956
构架型式
焊接构架
U型
摇枕弹簧
装置形式
空气弹簧
无摇动台
中央阻尼形式
垂向节流阀横向油压减振器
轴箱阻尼形式
油压减振器
回转阻尼
旁承支重
抗侧滚装置
扭杆
轴箱定位形式
转臂式
基础制动装置
盘形、踏面复合制动动
206G
1.改进轴箱定位结构,以便加大定位刚度,改善运行平稳性。
2.以纵向牵引拉杆代替摇枕纵向挡结构,消除磨耗,使其性能稳定。
3.二系悬挂增设了横向油压减振器,改善了横向动力学性能。
4.制动装置的销套全部改为!
级精度的耐磨销套。
5.制动梁缓冲弹簧改为安全托,避免了制动梁的磨耗。
6.#闸瓦托吊和吊座之间加装橡胶垫,以减缓制动悬挂部分的振动,并加装闸瓦托吊
7.销安全挡销,以防闸瓦托吊的意外脱落。
8.改进了部分结构欠合理的制作件,加强了端部闸瓦托吊座等的强度。
项目型别
209PK
209HS
轴型
RD3
RD3
固定轴距(mm)
2400
2400
中央簧横向间距(mm)
2280
2280
轴箱簧横向间距(mm)
1956
2280
构架型式
铸钢一体
H型
焊接构架
H型
摇枕弹簧
装置形式
空气弹簧
有摇动台
空气弹簧
有摇动台
中央阻尼形式
垂向节流阀横向油压减振器
油压减振器
轴箱阻尼形式
油压减振器
油压减振器
回转阻尼
无
旁承支重
抗侧滚装置
扭杆
扭杆
轴箱定位形式
弹簧导柱式
橡胶堆定位
基础制动装置
盘形制动
盘形、踏面复合制动动
(1)209PK型转向架
在209T转向架的基础上,浦镇厂开发了供双层客车使用的209PK转向架,其构造速度为160km/h。
主要有以下方面的改进:
(1)采用了盘形制动和单元制动缸,取消了踏面制动,并装有电子防滑器。
(2)中央弹簧由螺旋圆簧改为空气弹簧。
(3)心盘支重,其焊接摇枕内腔作为空气弹簧附加空气室。
(4)采用外侧悬挂摇动台结构,吊杆有效长590mm。
(5)在摇枕与托梁间安装了抗侧滚扭杆,在摇枕与构架间安装了横向减振器及弹性横向挡。
(6)设有空重车调整阀。
209HS
209HS(HS指HighSpeed)转向架是浦镇厂在209PK转向架的基础上研制的,构造速度为160km/h,主要有以下改进:
轴箱定位结构由弹性摩擦套定位改成无磨耗的橡胶堆定位;摇动台吊杆端部由销孔结构改为无磨耗弹性吊杆结构;改心盘支重为全旁承支重;取消空气弹簧阻尼孔,加装垂直油压减振器;轴箱悬挂系统加装垂直油压减振器;采用钢板焊接型构架以减轻自重;加装电子防滑器等。
209HS型转向架用于双层客车,是在209PK型转向架基础上改进而成:
(1)橡胶堆轴箱定位代替了干摩擦弹性导柱式轴箱定位,重车时与轴箱弹簧并联工作,橡胶堆带有缺口,可以在三个方向调整定位刚度,从而提高了车辆运行稳定性。
(2)改心盘支重为全旁承支重,为减少全旁承支重的力矩,两旁承间距仅为1400mm,设计旁承摩擦系数为0.1,旁承材料为氟塑料金属自润滑材料,禁止油润滑,旁承摩擦力矩空车为17.5kN•m,重车为19.25kN•m。
(3)取消了空气弹簧阻尼孔,加装了垂向油压减振器,轴箱悬挂系统也加装了垂向油压减振器同时减少了轴箱一系垂向刚度。
(4)为了减少车体的横向振动,在摇枕与构架侧梁中部安装了两个横向油压减振器。
(5)加装了电子防滑装置。
1)206KP与206WP型转向架的区别
206KP、206WP转向架是四方厂为广深线准高速客车和发电车设计的转向架,二者除中央悬挂部分和构架侧梁局部不同外(206WP中央悬挂为无摇动台高圆簧外侧悬挂,206KP则为空气弹簧,并加装抗侧滚扭杆),其他部分完全相同其构架,摇枕均为焊接结构,U型侧梁,采用单转臂式轴箱定位,采用盘型制动和踏面复合制动。
206WP表示无摇动台盘形制动转向架,用于发电车。
206KP表示无摇动台空气弹簧盘形制动转向架,用于座车、餐车、行李车等。
206KP、206WP型转向架构造速度均为160km/h,轴重均为16.5t,转向架固定轴距均为2400mm。
(1)206WP型转向架中央悬挂装置为无摇动台高圆簧外侧悬挂形式,206KP为无摇动台空气弹簧(带弹簧底座)悬挂形式。
(2)均为旁承支重,中央弹性销轴牵引,在摇枕与构架间设有牵引拉杆和横向缓冲器。
(3)减振阻尼:
轴箱一系采用垂向单向油压减振器,206WP型中央二系采用垂向和横向油压减振器。
206KP型中央二系采用空气弹簧可调节流阀的减振阻尼和横向油压减振器,同时加装了抗侧滚扭杆装置。
(4)U形焊接构架。
(5)轮对轴箱装置采用单转臂式无磨耗轴箱定位,以实现不同的纵向和横向刚度组合。
(6)基础制动采用盘形制动(每轴2个)+单侧踏面复合制动,盘形制动和踏面制动采用统一形式的单元制动缸。
4、SW-160型转向架在206WP型、206KP型转向架的基础上,于1997年开发出适用于160~200km/h的客车转向架,与206KP型转向架相比有以下改进:
(1)钢板拼焊U形构架,侧梁外侧焊有空气弹簧支座,使侧梁强度余量更大;
(2)转向架轴距从2400mm增加到2560mm,不但提高了运行稳定性,也为空气弹簧和制动系统提供了较大的空间;
(3)根据不同车型,分别采用带有弹性底座及可调节流孔的新型空气弹簧;
(4)空气弹簧横向间距从1956mm增加至2300mm,有利于提高抗侧滚稳定性;
(5)RD3A车轴、KKD型整体辗钢车轮,SKFC1B32280/32281进口轴承。
(1)CW-1与CW-2转向架的结构特点
CW-1型中央悬挂采用纲簧和油压减振器,供准高速空调发电车使用;
CW-2型中央悬挂为空气弹簧和可变节流阀,用于其他车种。
CW-2转向架是:
构架,摇枕为焊接结构;装用转臂轴箱定位装置和控制杆;全旁承支重;中央悬挂为有摇动台结构;设带橡胶套的中心销轴牵引拉杆横向挡,横向拉杆,横向油压减振器,抗侧滚扭杆;轴箱悬挂系统设垂直油压减振器;基础制动装置为单元盘型制动,设电子防滑器;广泛采用橡胶元件,改善隔振、隔音性能,减小磨耗。
型别项目
CW-2
轴型
RD3
固定轴距(mm)
2500
中央簧横向间距(mm)
2000
轴箱簧横向间距(mm)
1956
构架型式
H型焊接构架
摇枕弹簧装置形式
有摇动台空气弹簧
中央阻尼形式
垂向节流阀横向油压减振器
轴箱阻尼形式
油压减振器
回转阻尼
旁承支重
抗侧滚装置
扭杆
轴箱定位形式
转臂式
基础制动装置
盘形制动+踏面清扫器
1、准高速转向架性能
型别
项目
SW-200
CW-200
CW-200G
PW-200
轴型
RD3
固定轴距(mm)
2600
2500
2500
2500
中央簧横向间距(mm)
2400
2000
1956
2320
轴箱簧横向间距(mm)
2000
2000
2000
2000
构架型式
U型焊接构架
H型焊接构架
摇枕弹簧装置形式
空簧无摇动台
空簧无摇枕
空簧有摇动台
空簧有摇动台
中央阻尼形式
垂向节流阀横向油压减振器
轴箱阻尼形式
油压减振器
油压减振器
油压减振器
油压减振器
回转阻尼
空气弹簧支重
空气弹簧支重
旁承支重
旁承支重
抗侧滚装置
扭杆
轴箱定位形式
转臂式
导柱式橡胶堆)定位
基础制动装置
盘形制动+防滑器
CW-200K
CW-200K转向架基本结构为无摇枕、无摇动台、无旁承型式。
轴箱定位采用可分离式轴箱转臂定位方式。
中央悬挂采用空气弹簧及减振器。
牵引方式为单牵引拉杆。
基础制动为每轴两制动盘的单元制动方式。
转向架主要由构架组成、轴箱定位装置、中央悬挂装置、盘形制动装置及轴温报警装置部分组成。
型别
项目
CW-200
CW-200K
轴型
RD3A
固定轴距(mm)
2500
2500
中央簧横向间距(mm)
1956
2000
轴箱簧横向间距(mm)
2000
2000
构架型式
焊接构架H型
焊接构架H型
摇枕弹簧装置形式
空气弹簧
空气弹簧
中央阻尼形式
垂向节流阀+横向油压减振器
垂向节流阀+横向油压减振器
轴箱阻尼形式
油压减振器
油压减振器
回转阻尼
空气弹簧支重
空气弹簧支重
抗侧滚装置
抗侧滚扭杆
抗侧滚扭杆
轴箱定位形式
转臂式
转臂式
基础制动装置
盘形制动+防滑器
盘形制动+防滑器
项目型别
PW-200
轴型
RD3
固定轴距(mm)
2500
中央簧横向间距(mm)
2320
轴箱簧横向间距(mm)
2000
构架型式
焊接构架H型
摇枕弹簧装置形式
空气弹簧有摇动台
中央阻尼形式
垂向节流阀横向油压减振器
中央阻尼形式
油压减振器
回转阻尼
旁承支重
抗侧滚装置
扭杆
轴箱定位形式
导柱式(橡胶堆)定位
基础制动装置
盘形制动+防滑器
209型转向架是浦镇厂研制的H型构架转向架,带摇动台式摇枕弹簧悬挂装置,两高圆弹簧,摇枕弹簧带油压减振器和吊挂式闸瓦基础制动装置等。
209T型转向架是在209型基础上改用弹性定位套的轴箱定位结构和牵引拉杆装置。
而四方厂的U型构架206G型转向架在1993年起使用,带有横向油压减振器及闸瓦制动装置,206P型转向架则是在209T基础上改用盘型制动装置
(1)增加了定员
(2)构造速度提高
(3)改进了车体结构
(4)采用低噪声、耐磨耗风挡
(5)提高了乘座舒适性、安全性
(6)改进了车窗结构,改善了振动性能。
2.25型客车比22型客车的优点
2、按载荷方向分
按照作用方向,车辆上的载荷主要有:
1)垂直载荷;2)侧向载荷;3)纵向载荷。
CRH2动车转向架中三个力的传递过程
①.垂向力(即重力)
车体→橡胶空气弹簧→构架侧梁→轴箱圆弹簧→轴箱→车轴→车轮→钢轨
②.横向力(离心力等)
车轮→车轴→轴箱→轴箱圆弹簧+转臂定位销(力较小时)/轴箱止档(力较大时)→构架侧梁→橡胶空气弹簧(力较小时)/构架横梁→横向橡胶止档(力较大时)→牵引中心销→车体
③.纵向力(牵引力或制动力)
(轮轨间粘着)车轮→车轴→轴箱→轴箱转臂定位销→构架侧梁→构架横梁→牵引拉杆→牵引中心销→车体→车钩
4、转向架力的基本传递
转向架要传递重力、牵引力和制动力、通过曲线时还要传递横向力。
1.重力的传递
车体上部重量→二系弹簧悬挂装置→转向架构架→轴箱弹簧悬挂装置→轮对→钢轨
2.牵引力、制动力的传递
轮轨相互作用点产生的牵引力、制动力→轮对→轴箱定位装置→转向架构架→牵引装置→车体→车钩缓冲装置。
3.横向力的传递
横向力包括通过曲线时产生的离心力、外轨超高引起的重量在水平方向的分力以及横向振动引起的附加载荷。
横向力的传递顺序为;钢轨→轮对→轴箱定位装置→转向架构架→二系弹簧悬挂装置→车体底架→车体。
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- 同轴 二级 减速器 设计 注意 问题