转向架的发展史
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国内动车转向架发展历程
国内动车(高铁)转向架的发展历程经历了多个阶段:
初期引进阶段(2000年前):中国在建设高铁网络初期,曾引进了国外的高速列车技术,包括转向架。
这一阶段主要是在技术引进和学习的基础上进行。
自主研发初期(2000年代初):随着国内高铁产业的逐步发展,中国开始在高速铁路技术上取得自主创新。
转向架作为高铁的重要组成部分,也开始进行自主研发。
自主研发成熟(2010年前后):在2010年前后,中国的高铁技术逐渐自主化。
转向架的自主研发取得了重要进展,实现了对国外技术的逐步替代。
高速铁路网络的迅猛扩张(2010年后):中国高速铁路网络在2010年后经历了迅猛的发展,对于高性能、高可靠性的转向架提出了更高的要求。
转向架的设计和制造水平在这一时期也得到了显著提升。
创新和优化阶段(近年来):近年来,中国高铁产业不断追求创新和优化。
转向架的设计不仅要满足高速运行的要求,还要考虑到轻量化、降低能耗、提高抗风险等方面的问题。
需要注意的是,具体的技术细节和发展情况可能会因为我知识的截断日期而有所不同。
要获取最新的信息,建议查阅相关的高铁技术资料或与高铁领域的专业机构联系。
1。
列车转向架的发展历史
列车转向架是指安装在列车车轮下方,能够使列车在铁路轨道
上运行时转弯的机械装置。
它的发展历史可以追溯到19世纪初。
早
期的铁路车辆使用固定轴距的轮对,这种设计限制了列车在铁路上
的转弯能力,同时也增加了对铁路轨道的磨损。
随着铁路运输的发展,人们开始寻求一种能够使列车更灵活转弯的解决方案。
最早的列车转向架是由约瑟夫·洛克(Joseph Locke)在19世
纪30年代设计并应用于铁路车辆上的。
这种转向架被称为“洛克转
向架”,它使用了一个横向的铰链,使得轮对能够在铁路转弯时产
生一定的侧向位移,从而减小了对铁路轨道的磨损。
随着工业革命的进行,铁路技术得到了迅速发展。
19世纪后期,出现了更先进的转向架设计,例如“博格曼转向架”和“阿德勒转
向架”。
这些转向架采用了更复杂的机械结构,使得列车能够以更
大的速度和更小的半径转弯,提高了铁路运输的效率和安全性。
20世纪以来,随着铁路技术的不断进步,液压和电动转向架等
新型转向架得到了广泛应用。
这些转向架不仅能够实现更大角度的
转向,还能够自动调整列车的转向角度,提高了列车在铁路上的稳
定性和安全性。
总的来说,列车转向架的发展历史经历了从最初的简单设计到后来的复杂机械结构,再到液压和电动转向架的应用,不断提高了列车在铁路上的转弯能力和运行效率,为铁路运输的发展做出了重要贡献。
国内外铁路客车转向架悬挂系统的发展摘要:随着铁路客车运行速度的提高,轮轨间作用力和空气动力作用显著增强,这将导致车辆系统剧烈振动,影响乘坐舒适性,危害车辆运行安全。
因此,对高速列车转向架和悬挂系统提出了更高的要求:转向架的结构要便于弹簧和减振装置的安装,悬挂系统能有效地抑制车体的振动,缓和车辆和行驶线路之间的相互作用,使之具有良好的减振性能,提高车辆运行平稳性和安全性,同时悬挂系统与轮对及车体之间的联结件尽可能少。
关键词:国内外铁路客车转向架悬挂系统的发展1.我国铁路客车转向架悬挂系统的发展我国铁路客车转向架经历了50多年的发展, 不论从结构上、技术参数上、材质上, 还是从性能上、安全可靠性上、运用检修上都取得了巨大的技术进步。
在引进、吸收、消化国外客车转向架技术方面, 走过了很长的路, 并在促进本国转向架技术发展方面起到了很大的作用。
从十多年来出现的新型客车转向架可以看出, 我国铁路客车转向架的种类很多。
从构架结构上分, 有铸钢结构转向架及焊接构架转向架, 有带均衡梁导框式转向架及无导框式转向架等;从轴型上分,有C轴及D轴转向架等;从构造速度上分, 有120km/h转向架、140km/h转向架、160km/h转向架、200km/h及270km/h转向架等;从二系悬挂结构上分, 有有摇动台结构转向架、无摇台结构转向架及无摇枕结构转向架等;从二系悬挂弹簧形式上分, 有椭圆弹簧悬挂转向架、圆弹簧悬挂转向架及空气弹簧悬挂转向架等;从轴箱定位结构上分, 有各种导柱式轴箱定位转向架、小拉杆式轴箱定位转向架、转臂式轴箱定位转向架、拉板式轴箱定位转向架等;从基础制动装置结构上分,有双侧高磷瓦(中磷瓦)踏面制动转向架、盘形制动转向架及复合制动转向架等等。
高速运行中的客车转向架, 其工作条件比较恶劣, 因此对转向架各种性能的要求更高更严。
客车转向架的发展趋势主要有:⑴ 减轻簧下质量, 以降低轮轨间的动作用力。
⑵ 采取各种措施, 保证高速客车转向架有较高的失稳临界速度。
货车转向架技术发展研究综述摘要:转向架是引导车辆沿钢轨行驶和承受来自车体和线路的各种载荷并缓和动作用力、保证铁路车辆运行品质的关键部件。
本论文总结了我国铁路货车转向架技术发展和取得的成果,科学、系统地阐述了铁路货车转向架技术知识及不同结构型式转向架的技术特征和产品谱系,并对铁路货车的未来发展进行展望,基本方向仍然立足于快速、重载,同时结合计算机仿真技术、新材料、信息技术等多方面的发展。
关键词:结构原理;转向架技术;性能1引言铁路货车转向架一般由轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、构架或侧架、基础制动装置、转向架支承车体的装置等组成。
对货车转向架的一般要求是:结构简单合理,工作安全可靠,运行性能良好,制造成本低廉,维护检修方便等,上世纪90年代,采用交叉支撑技术对转8A型转向架进行提速改造,货车运营速度由70~80km/h提高到120km/h,满足货车全面提速要求,从2003年开始载重70t级通用货车和载重80t级专用货车全面采用转K6、转K5型提速重载转向架,使我国铁路货车轴重由21t提升到23~25t,速度100~120km/h,实现重载提速要求,2011年开始研制应用27t轴重DZ1、DZ2、DZ3型转向架和30t轴重DZ4、DZ5型转向架,最高运行速度满足100km/h运用要求,使我国铁路货车的列车轴重、牵引重量和年运量将全面达到国际重载标准。
2主要技术研究转向架抗菱刚度是影响转向架性能的重要参数,直接影响车辆蛇行失稳临界速度、车辆运行平稳性与脱轨安全性,转向架抗菱刚度是使两侧架前后错动而引起的剪切力矩与两侧架中心连线相对于原侧架中心线的转角(侧架的菱形变位角)之比,按图1示图符号,一侧侧架的抗菱刚度为:式中,----转向架抗菱刚度----作用于一侧侧架处的剪切力矩----侧架的菱形变位角图1抗菱刚度示意图2.1三大件式转向架对于普通三大件式货车转向架而言,转向架的抗菱刚度基本由摇枕弹簧、斜楔减振装置提供,其中斜楔提供的抗菱刚度起主要作用,因此在转向架设计中常采用加宽斜楔的方式来提高转向架的抗菱刚度,但是当车辆运用一段时间以后,随着斜楔的磨耗转向架抗菱刚度降低,一方面造成车辆蛇行失稳临界速度下降,另一方面由于车辆动力学性能不断恶化,加剧了车辆关键零部件的磨损。
我国铁路货车径向转向架发展与运用现状转向架的蛇行运行稳定性和曲线通过性能是一对矛盾,采用径向转向架技术能很好的解决这一矛盾。
本文简单的介绍了自导向和迫导向径向转向架的发展,详细地分析了我国径向转向架技术的的研发历程。
并以目前我国铁路货车25t轴重的主型转向架之一—转K7型转向架为例,分析了我国副构架式径向转向架的导向结构的组成和作用。
标签:径向转向架;自导向;迫导向;U形副构架1 引言转向架的蛇行运行稳定性和曲线通过性能是一对矛盾。
蛇行运行稳定性要求转向架的轮对与轮对之间、轮对与构架之间有较强的约束及较小的车轮踏面斜率,而曲线通过性能则要求轮对定位尽量柔软并具有较大的车轮踏面斜率,以保证转向架通过曲线时轮对处于纯滚动的状态。
采用径向转向架是解决二者矛盾最有效的措施之一,径向转向架能在保证足够的蛇行运动稳定性的同时减少轮缘及钢轨的磨耗,适应小半径曲线上高速重载车辆的运行要求。
2 径向转向架的类型径向转向架分为自导向转向架和迫导向转向架两大类。
自导向转向架是利用轮轨间的蠕滑力,通过转向架自导向机构的作用使轮对在进入曲线时自然地呈径向位置排列。
自导向转向架发展历史较久,早在1828年德国研究人员就在2轴马车上安装了交叉支撑机构,1883年Klose提出了径向转向架的设计思想。
20世纪30年代,由德国人和瑞士人共同设计的径向转向架开始试验运行,取得了一定的成果。
70年代南非研制成功H?Scheffe自导向径向转向架,于1975年运用到Sishen—Saldanha的干线上,取得了很大的成功并出口到多个国家,在世界范围内影响广泛,掀起了各国径向转向架的研制热潮。
迫导向转向架出现的比较晚,1927年B?Scales提出了杠杆导向原理,美国研究人员与1973年在此基础上研制定型Devince—Scales迫导向转向架。
后来H?A?List提出了迫导向转向架的另一种设计模式,在车体和自导向转向架间加装导向杠杆形成迫导向转向架,在铁路工程界也得到了广泛应用。
高速客车转向架发展及运用姓名:宋建斌班级:机械1206摘要:概述了国外高速客车转向架的发展经历、基本结构和采用的新技术。
关键词:高速客车;转向架;发展;运用,德国,法国。
高速客车的关键技术之一是转向架,其历史可以追溯到19世纪中期。
转向架的应用不仅提高了客车的运行速度,同时使车辆具有良好的曲线通过性能和舒适性。
早期的客车转向架主要以铸钢结构或钢板铆焊结构为主,一系悬挂采用导框式轴箱加板簧方式,轴承为滑动轴承。
其中央悬挂采用板簧加摇枕结构,心盘用于承载和传递纵向力,基础制动为踏面制动。
随着制造水平的提高,客车转向架开始采用焊接构架结构。
20世纪20年代开始出现了摇动台结构的转向架,有效地降低了二系的横向刚度,从而大幅度提高了车辆的横向动力学性能。
50年代后,盘形制动、磁轨制动及防滑器等新技术开始在客车上得到应用,为客车运行速度的提高奠定了基础。
在此之后,空气弹簧的应用以及中心销取代传统的心盘结构,使客车的动力学性能得到了进一步改善。
70年代后,无摇枕转向架开始出现,使客车转向架朝着轻量化、模块化、无磨耗、高舒适度的方向发展。
进入90年代,磁轨涡流制动开始应用,不仅消除了磨耗,降低了噪声,还大大提高了制动功率。
1.1德国德国的第1台客车标准型转向架于1890年研制成功。
该转向架采用锻压铆接构架,一系悬挂为轴箱导框加板簧,中央悬挂由中央板簧、摇枕、摩擦旁承和心盘组成。
在此基础上,20世纪30年代德国又开发出Gêrlitz系列转向架,最高运行速度为160km/h。
为解决轴箱导框的磨耗问题,德国联邦铁路(DB)于1939年开始研制Minden-Deutz新型转向架。
该转向架采用了H型焊接构架,一系悬挂为双圆簧和双拉板式定位装置,中央悬挂由摇动台、钢圆簧、摇枕、摩擦旁承和心盘组成,在摇枕和构架的两侧设有牵引拉杆。
该转向架于1949年完成试制并投入线路考核试验,随后定型为MD32标准型转向架。
此后,又根据不同要求改型为M36等10多种MD系列转向架,其中,约一半以上出口到其他国家。
我国铁路货车转向架介绍一、货车转向架的一般要求:结构简单成本低运用、维修方便安全、可靠承载能力强(轴重大、空重车质量差大)二、货车转向架的组成:轮对轴箱装置弹簧减振装置侧架、摇枕或构架基础制动装置心盘、旁承三、货车转向架的基本模式:按构架结构分:三大件式、整体构架式按轴型分:C轴、D轴、E轴、F轴、G轴等按轴数分:两轴、三轴、多轴按承载结构分:心盘承载、心盘和旁承联合承载、全旁承承载四、我国货车转向架的发展及类型解放初期的Z1…Z6等--Z8--Z8A--Z8AG--Z8G--ZK1、ZK2、ZK3、ZK4、ZK5、ZK6、ZK7建国初期使用的转向架大都是拱板式转向架,拱板转向架重量轻、制造成本低,但其结构形式落后、强度低、零部件多,螺栓多、检修不便,且大都使用年限较长,零部件损坏多、事故多,不能适应铁路运输的要求。
参照遗留转2型设计制造载重30t车用转1型转向架(B轴)和载重50t车用的转3型转向架(D轴),参照同类转向架设计制造载重50t车用转4型转向架(D轴)和载重60t车用转5型转向架(E轴)。
因铸造能力不足,建国初也生产一批拱板式转向架,包括载重30t车转15型转向架(B轴)、载重40t的转16型转向架(C轴)和载重50t的转17型转向架(D轴)。
为了提高运行性能、增加载重、方便制造和检修,原机车车辆工业管理局参照MT-50型转向架(即后来进口的转7型)设计了转6型转向架,1955年试制,1956年正式投产。
由于它不能通过机械化驼峰,1965年修改设计了转6型和新转6型,转6型转向架采用铸钢摇枕和铸钢侧架,圆弧形摇枕档,导框式轴向定位,枕簧由四组双圈圆簧和一组合簧组成。
采用吊挂式弓形制动梁。
该型制动梁结构简单、制造和检修方便,运行效能较老的无减震器的转向架要好。
但由于弹簧静挠度小、叠板弹簧的摩擦性能不稳定,不能适应高速运行的要求,运用中轴瓦端磨也比较严重,1966年停止生产。
建国初期货车转向架基本采用滑动轴承,60年代开始装用滚动轴承,70年代开始大量装用滚动轴承,滑动轴承逐渐淘汰。
转向架的发展历史
1 、20世纪50年代
这个时期,我国首次自行设计了转向架,主要型号有101、102、103型,是21型客车使用的导框式转向架,构造速度是100km/h ,其结构复杂,笨重,运行性能差,现已淘汰!
2 、202转向架
202转向架是四方厂为22型客车生产的无导框C轴转向架,构造速度
为120km/h,自1959年起制造。
它采用铸钢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,两系圆弹簧,摇枕弹簧加油压减振器,吊挂式闸瓦基础制动等。
该转向架已经于1986年停产。
3 、70 年代206型转向架
70年代,四方厂研制了U型结构的206型转向架,浦镇厂研制了H型构架的209转向架。
206型转向架采用侧部中梁下凹的U型构架,干摩擦导柱式轴箱定位装置,带横向拉杆的小摇动台式摇枕弹簧悬挂装置,双片吊环式单节长摇枕吊杆外侧悬挂以及吊挂式闸瓦基础制动装置等,结构可靠,运行平稳,磨损少,检修方便,1993年开始在中央悬挂部分加装横向油压减振器,加装两端具有弹性节点的纵向牵引拉杆,形成206G型转向架,后加装盘型制动装置,形成206P型转向架。
209转向架是浦镇厂在205转向架的基础上研制的,于1975年开始批量生产。
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。
在209T转向架的基础上,浦镇厂又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:采用盘型制动和单元制动缸,取消踏面制动;设空重调整阀;采用空气弹簧和高度调整阀;安装抗侧滚扭杆;保留了摇动台结构。
209PK 转向架(P 代表盘型制动,K 代表空气弹簧)
在这段时期内,我国还制造了少量用于公务车的三轴转向架,在原德意志民主共和国进口的软座,软卧车上采用了211 等型号的转向架。
4 、准高速客车转向架
1994 年,四方厂、长客厂、浦镇厂相继研制出了206WP 、206KP 、CW-2 、209HS 转向架,在广深线动力学试验中最高时速达到了174km/h ,这些转向架的研制成功,标志着我国客车转向架技术上了一个新台阶。
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
转向架(18张)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。
四方厂还在206KP ,206WP 转向架的基础上研制了适用于160-200km/h 的SW-160 转向架(SW 代表Sifang Work ),它主要有以下特点:构架由两片U 型压型梁改为四块钢板拼焊结构;轴距由2400mm 增加到2560mm ;采用空气弹簧;空气弹簧横向间距由1956mm 增加到2300mm ,以改善车辆抗侧滚性能。
209HS (HS 指High Speed )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。
CW-1 、CW-2 转向架(CW 代表Changchun Work )是长客厂在吸收进口英国样车的T10-1 转向架技术后,设计的两种准高速转向架,其中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。
5 、高速转向架
1998 年起,各工厂相继推出了自己的高速转向架,例如浦镇厂的PW-200 转向架,长客厂的CW-200 转向架,四方厂的SW-200 、SW-220K 转向架等。
PW-200 转向架(PW 代表Puzhen Work )是在209HS 转向架的基础上重新研制的,它优化了一系和二系悬挂参数;采用了无磨耗的橡胶堆轴箱弹性定位装置;采用高速轻型轮对;轴颈中心距改为2000mm ;更换轴箱减振器安装位置;装用带可调阻尼和弹性支承的空气弹簧,采用两端为球铰的纵向拉杆;装用新型盘轴式基础制动装置;优化了结构设计。
SW-200 转向架结构与SW-160 转向架基本相同,其改进如下:优化了一系、二系悬挂系数;采用轴盘式基础制动装置,适用于200km/h 的高速列车。
该转向架在1998 年6 月的郑武线动力学试验中最高时速达到了240km/h 。
在这一阶段,长客厂生产了我国第一台CW-200 型无摇枕转向架。
其构架采用4块钢板拼焊,横梁采用无缝钢管,与侧梁连通作为附加空气室,中央悬挂采用无摇枕的空气弹簧悬挂,采用抗蛇行油压减振器,单拉杆牵引,设两个横向油压减振器和抗侧滚装置,其轴箱为转臂式无磨耗定位,并使用油压减振器,基础制动为每轴3 个盘的轴盘式盘型制动装置。
此后,长客厂又开发了CW-200KD 、CW-300 等型号的无摇枕转向架。