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CRH2型动车组转向架二系悬挂装置CRH2型动车组转向架二系悬挂装置5.6.1结构布置及特点CRH2型动车组转向架二系悬挂装置主要由空气弹簧系统、牵引装置、横向减振器、抗蛇行减振器及横向缓冲橡胶止挡等零部件组成，如图5.22所示。
每辆车体及其以上所有重量通过4个空气弹簧传递给两个转向架，纵向力(牵引力或制动力)由单牵引拉杆传递，而横向力则由空气弹簧和横向缓冲橡胶止挡共同传递。
空气弹簧是车体与转向架之间的重要悬挂元件，主要作用除支承车体载荷外，还可以隔离转向架构架的振动，并在通过曲线过程中通过变位实现车体与转向架间的相对旋转和横移。
因此，空气弹簧是二系悬挂中的关键零部件，是影响车辆运行平稳性的关键因素。
5.6.2空气弹簧装置空气弹簧装置主要包括空气弹簧及其附属的高度调整阀、调整阀保温箱及差压阀等。
空气弹簧采用自由膜式气囊，与下部的叠层橡胶堆组成一体。
该空气弹簧的特点：(1)垂向变形由空气弹簧本体(即气囊)和其下面的叠层橡胶堆共同承担，确保垂向大变形量；(2)在水平方向，一方面利用叠层橡胶堆进一步降低刚性，另一方面通过改变气囊形状，可以产生一定的阻尼，以改善乘坐舒适性。
5.6.2.1工作原理一般空气弹簧装置由列车主风管、T形支管、截断塞门、滤尘止回阀、空气弹簧贮风缸、连接软管、高度控制阀、空气弹簧本体、差压阀和附加空气室等组成，空气弹簧系统工作原理(即压力空气传递过程)见图5.23。
压力空气由列车主风管1→高度阀截断塞门3→高度控制阀4→空气弹簧截断塞门2→空气弹簧5→节流阀8→附加空气室7。
5.6.2.2空气弹簧结构空气弹簧主要由橡胶气囊、上下盖板、橡胶堆等零部件组成，如图5.24所示。
空气弹簧采用上进气设计，压缩空气经过高度调整阀进人橡胶气囊和构架内腔形成的附加空气室，橡胶气囊和附加空气室间设直径为φ14mm的节流孔，空气通过节流孔时产生的节流效应构成二系悬挂的垂向阻尼。
当空气弹簧上盖板相对于底座产生垂向位移时，空气弹簧内的气体容积发生变化，引起压力的变化。
动车组设计大作业CRH2动车组轮对与轴箱弹簧CAD/CAE设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺: 所呈交的毕业设计（论文）, 是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名: 日期: 年月日导师签名: 日期: 年月日摘要:在我国, 铁路是国家的重要基础设施、国民经济的大动脉和大众化交通工具, 在交通运输行业中起着主导性作用。
CRH2型动车组转向架轴箱装置轴箱装置是连接轮对与构架的活动关节，除了传递各个方向的力和振动外，轴箱必须保证轮对能够适应线路状况而相对于构架横向和垂向振动。
轴箱作为连接轮对与构架的重要零部件，采用轴箱与转臂一体式结构，其目的是为了简化结构，降低自重，便于组装和维护检修。
轴箱装置包括如下主要部件：轴箱体、轴箱压盖、轴箱前盖、轴箱后盖、轴承单元、橡胶弹性定位节点、轴温检测器及橡胶盖。
轴箱装置见图5.17。
5.4.1轴箱体轴箱体材料为铸钢，箱体内安装轴承，其顶部用于安装轴箱弹簧，轴箱转臂的另一端通过压盖与橡胶弹性定位节点连接，构成轮对的定位装置。
轴箱内的轴承外圈通过轴箱前后端盖来定位。
5.4.2轴箱前盖为降低转向架簧下质量，前盖采用了高纯度铝合金铸件材料。
为防止铝制材料与钢铁零件接触面产生电化学腐蚀，需要在接合面进行特殊涂装。
前盖底部有一孔，用于排出车轴超声波探伤时使用的润滑油。
通常情况下前盖的孔用螺栓塞住，以防运行时灰尘进入。
5.4.3轴箱后盖轴箱后盖采用上下分体结构，为锻钢材料，先上下形成完整的挡圈后，再与轴箱通过螺栓连接。
轴箱后盖设有防尘结构的双重迷宫槽。
5.4.4橡胶弹性定位节点轴箱与构架连接的一端为橡胶弹性定位节点，用以传递轮对与构架之间的牵引力和制动力。
橡胶弹性定位节点作为一系悬挂装置的主要部件之一，将在一系悬挂装置详细叙述。
5.4.5轴承单元CRH2型动车组转向架采用双列圆锥滚子轴承单元，为油脂润滑，采用轻接触式的双唇自密封结构。
轴承单元由外圈、双列圆锥滚子、保持架、内圈、防止磨损的隔板、油封、油封圈和后盖等组成，为预加润滑脂的全密封型单元轴承。
轴承规格见表5.6，轴承采用树脂保持架，轴承在出厂前已注入NERITA2858型高速列车轴承专用润滑脂。
轴承寿命的计算根据JISB1518标准，在最大轴重14t 时，满足5×106km。
5.4.6轴承温度检测器该检测器由热敏开关构成，当轴箱箱体温度升高至设定值时，热敏开关使报警电路打开。
12012年12月18日CAD/CA 设CRH2动车组轮对与轴箱弹簧 •iiaM吏:班级 学号 姓名车辆091XXX XXX随着列车速度的不断提高，对转向架性能的要求越来越高。
与传统转向架相比，保持高速运行稳定性、充分利用轮轨之间的粘着和减轻轮轨相互作用力是动车组转向架特有的任务和技术关键。
转向架可以说是铁道车辆上最重要的部件之一，它直接承载车体重量，保证车辆顺利通过曲线。
同时，转向架的各种参数也直接决定了车辆的稳定性和车辆的乘坐舒适性。
尤其是轮对装置，轴箱弹簧。
从而保证转向架的各个部分有足够的强度，稳定性。
本文将以CRH2动车轮对与轴箱弹簧研究对象，建立有限元模型。
并对产生结构进行分析。
其相关参数如表二。
CRH2型动车组转向架的丄要参数1、制造工艺过程修正下料7端部加热7锻尖7加热7卷绕7淬火7回 火7强化处理（喷丸、强压、渗碳）7磨平端面7试验或 验收。
2、用三段直线扫描法绘制轴箱外弹簧弹簧是由簧条圆绕三条首尾相连的直线扭转而成的，故其造型过程为：先绘制三条首尾相连的直线，再绘制簧条圆，然后利用扫描特征中的沿路径扭转命令依次创建弹簧基体，最 后利用拉伸切除特征创建支撑圈。
如图 1所示CRH2轴箱外簧。
其基本参数如表一所示灿 £阳".”一2：-1 •由窘•已 <? \ 0 pJ .. 0 r 4 踊豪 警彎I □ .-A 小釦常購悬鮒荃砂」 ,,0 ■ © L * * F ■■ b 衽酥'活 翌 I Sffl I ：-科］DimJtpert I 賊野黑 1 ginwiinn f'*T轴脚2•噸外«逊心_£秋!0 1>]3f5ffl WAJil*iz 合全fl$«晦而 &上豳itffi 番启般唯而 it .用点 畑辛1£③却 S 圖理ft 抽机（一 ）轴箱弹簧CAD/CAE分析、轴箱弹簧（外簧）的CAD/CA 分析项目内圈簧 外圈簧簧条直径/mm 26 41 簧ffl 直径/mm 143 220自由高度/mni 240256压紧高度/mm 153.4 180.4 总圈数/#效圈数64/4.4 4恥9旋向 左右弹性系数/kgf/niin 单35,52 91.51总127.03 横向弾性系数 /kgfymm 》 S 000 8 000 应力修正系数1.278 L286「嘴.# 氐<■-常・图1.1三段直线扫描法轴箱外簧UXLUA ——二、CAE分析1.受力分析：弹簧下端受到轴箱支撑面的支持力，上端受到簧上质量的压力，分析时可简化为一端固定，另一端受到向下压力作用。
CRH2动车组轮对与轴箱弹簧CAD/CAE设计一、轴箱弹簧的CAD/CAE设计（一）问题描绘2轴箱弹簧组构成参数：图轴箱弹簧组构成及参数1—外圈弹簧； 1—内圈弹簧；3—防雪罩2轴箱弹簧载荷在双圈弹簧中的载荷分派计算：CRH2动车组当定员数为 100 人时，定员重量为56t 。
则有：P v 56 1000 9.8 8 68600 N ；由载荷在双圈弹簧中的分派 P P P和内外圈弹簧中的变形相等条v 1 2件 P1 / k1 P2 / k2可得：P 49418 N , P19182 N1 2对 CRH2高速动车组，取动载荷系数k 0.25，则外簧和内簧的最大载荷分别为：P max1(1 k )P1 1.25 4941861772.5NP max 2 (1 k ) P21.25 1918223977.5NCRH2轴箱弹簧外簧圈建模过程如图2-1-1 所示：（二）轴箱弹簧组的CAD设计1.轴箱内弹簧的 CAD设计采纳三段直线扫描法：绘制三条首尾相连的直线→绘制簧条圆→利用扫描特点中的沿路径扭转命令挨次创立弹簧基体→利用拉伸切除特点创立支撑圈。
达成如下列图所示的部件造型：图内弹簧图外弹簧( 三）轴箱弹簧组的CAE设计1.轴箱外弹簧的 CAE设计刚度计算受力剖析弹簧下端遇到轴箱支撑面的支持力，上端施加 1mm的位移，计算支撑反力即可获得弹簧刚度的大小。
应力计算(1)前办理：基本思想：弹簧一端固定，此外一端施加单位位移，所得固定端支反力即为弹簧刚度。
定种类： CRH2轴箱外弹簧属于静态剖析画模型：调用以前成立好的轴箱外弹簧模型设属性：设弹簧资料为碳钢板分网格：共 13137 个节点， 6999 个单元。
以下列图所示 :图网格区分(2)求解：添拘束：在弹簧下端加固定几何体拘束；加载荷：在弹簧上端施加1mm的位移；图施加拘束与载荷查错误：载荷列表后进行检查；求结果：进行有限元剖析。
(3)后办理：列结果：列举拘束反力下结论：轴箱外弹簧的刚度为652N/mm。
摘要随着高速动车组在我国铁路客运中所占比例不断增长，高速动车组的安全性和舒适性也越来越得到重视，而空气弹簧悬挂装置在这方面的作用是十分巨大的。
分析和改进空气弹簧悬挂装置，将对我国铁路迈向高速时代，起到至关重要的作用。
本毕业设计通过对国内外高速列车空气弹簧悬挂装置的介绍，分析了空气弹簧悬挂装置的各个部件及其作用。
同时以CRH2—300型动车组为对象，对其空气弹簧悬挂装置进分析，总结出优点与不足，最后提出优化改进方案。
关键词：空气弹簧悬挂装置；分析；改进目录摘要 (1)第 1 章绪论 (3)1.1研究背景 (3)1.2研究思路 (3)第2章国外空气弹簧悬挂装置的分析 (4)2.1瑞典X2000型摆式列车 (4)2.2 德国第二代ICE客车 (4)2.3 法国第二代TGV—A列车 (5)2.4 日本300系、400系、500系、700系客车 (6)第3章国内空气弹簧悬挂装置的分析 (8)3.1 CRH2型空气弹簧悬挂装置的组成 (8)3.1.1空气弹簧装置 (8)3.1.2高度调节阀 (10)3.1.3差压阀 (12)3.1.4横向悬挂装置 (12)3.1.5抗蛇形减振器 (13)3.1.6横向缓冲橡胶止挡 (13)3.2 CRH2型空气弹簧悬挂装置的特点 (13)第4章优化改进后的空气弹簧设计方案 (15)4.1二系悬挂系统设计 (15)4.1.1空气弹簧的支撑方式 (15)4.1.2垂向减振方式的选择 (15)4.1.3空气弹簧气囊大小的选择 (16)4.1.4抗蛇形减振器的选择 (16)4.2存在的问题 (16)4.3改进方案 (17)参考文献 (18)致谢 (19)CRH2型高速列车空气弹簧悬挂装置分析与改进第1章绪论1.1研究背景随着我国高速铁路的快速发展，高速动车组的运营里程日益增加、开行密度不断提高，如何保障高速动车组在高运营强度下的行车安全与可靠性，已成为中国铁路的研究焦点。
空气弹簧悬挂系统作为高速转向架的关键技术之一，在提高动车组动力学性能的同时，对其气动装置复杂、材料非线性、依靠气体流动减振等特点进行分析。
CRH2型动车组转向架制动装置转向架基础制动装置采用空液转换液压制动方式，M车、T车均采用变换空压、油压的增压气/油缸和油压卡钳式盘形制动装置。
卡钳式盘形制动分轮盘和轴盘两种形式。
轮盘安装在每个车轮上(无论是动轮还是拖轮均有)，而轴盘仅安装在拖车车轴上，每轴两个。
制动卡钳的夹紧动作是由液压油缸驱动的，而推动该液压油缸的高压油是通过一套气一液变换装置将制动管内的压缩空气压力放大若干倍(即制动倍率，约18倍)后而获得的。
采用液压制动的优势是：能够通过制动控制系统满足不同载重条件下对不同制动倍率(即制动力)的要求以及防滑要求，同时可以简化制动单元的结构，取消复杂的杠杆构件和空气单元制动缸，节省空间，减轻质量。
CRH2型动车组转向架基础制动装置主要由制动增压缸、制动卡钳、闸片及管路系统等部分组成。
5.8.1气一液转换装置5.8.1.1工作原理增压缸是气一液转换装置的主要部件，将来自制动管的压缩空气压力放大若干倍(约18倍)转换成油压后，提供给制动油缸实施对制动盘的夹紧。
工作原理如下(参照图5.39)：制动时，压力空气经过PClS压力控制阀调整后进人气缸，推动活塞，随其活塞杆压进油缸里，此时在活塞杆端部设有的油孔在通过垫圈的同时，油缸内的油液受压并逐渐移动，油压逐步上升到达到平衡气缸内的气压(约18倍)为止。
油缸内的油液推开止回阀输送到盘式制动器的制动油缸。
此时，供给阀弹簧面承受油的压力，该阀仍呈现关闭状态。
随着活塞的移动，行程表示杆也逐渐地突出，使能在外面方便读取活塞的行程尺寸。
制动缓解时，活塞转变为后退行程，同时油缸内的活塞杆也在释放弹簧的作用下退回到原位，油缸内的压力急剧地下降，此时制动油缸的油压大于油缸内的压力。
当制动油缸的油压大于弹簧力时，将推动止回阀座带着止回阀一起脱离接触面，使油液由止回阀座的周围向油缸回流，直到与弹簧的张力平衡为止。
制动油缸内的油压与弹簧的张力相互平衡，停止油液的回流，止回阀座又复位，这样在制动油缸内可保持约49～98kPa的残剩压力，以防止从装置的密封垫圈及油管接头等处间隙窜入气泡。
Xx学院车辆工程系本科毕业设计（论文）题目：CRH2C动车组非动力转向架轴箱弹簧装置设计专业：机械设计制造及其自动化（城市轨道车辆）班级：城轨081学号：学生姓名：指导教师：起迄日期：2012.2～2012.6设计地点：车辆工程实验中心Xx学院车辆工程系本科毕业设计（论文）摘要高速列车在全世界各地急速奔驰，国内目前动车组最高运行速度已达到350 km/h。
转向架是机车车辆最重要的组成部件之一，转向架主要由轮对、轴箱、一系悬挂、构架、二系悬挂和基础制动装置等部分组成。
转向架直接承载车体重量，保证车辆顺利通过曲线。
同时，转向架的各种参数也直接决定了车辆的稳定性和车辆的乘坐舒适性。
改革开放以来，我国的客车转向架技术逐渐成熟，随着铁道客车的速度不断提高，高速客车转向架的设计已经成为一种趋势。
本文主要设计的是CRH2C型动车组非动力转向架轴箱弹簧装置，它能有效的减少因线路不平顺和轮对运动对车体的各种动态影响（如垂向振动、横向振动等）。
其中包括了对轴箱、轴箱定位方式、轴箱弹簧等的结构分析与设计。
轴箱弹簧应具有良好的垂向、横向和纵向动态性能。
在改善车辆结构平稳性和保持车辆曲线运行稳定性的同时，在轴箱悬挂中还兼有轮对导向作用，防止了高速运行时的不稳定。
通过对钢弹簧的材料、结构分析及特性计算，本文选用了钢弹簧作为CRH2C型动车组的轴箱弹簧。
本文还分析了轴箱弹簧断裂原因，并提出预防措施。
针对轴箱弹簧对车辆动力学性能的影响，选取轴箱弹簧纵向刚度为10MN/m左右，横向刚度为7MN/m左右。
关键词：转向架；轴箱定位；轴箱弹簧；钢弹簧ABSTRACTHigh-speed trains run rapidly around the world, and the current maximum operating speed of the EMU has reached up to 350 km / h. The bogie which main task is bearer, traction, cushioning, steering and brake, is one of the most important component of the rolling stock. The bogie is made of the wheel, axle box, a suspension, architecture, secondary suspension and the foundation brake devices. The bogie directly bears the weight of the vehicle, ensuring that the vehicle can pass the curve smoothly. At the same time, the various parameters of the bogie can directly determine the stability and the comfort of the vehicle. Since the reform and opening up, China's passenger car bogie technology is developing faster and faster, and with the continuous increasing of the speed of railway passenger cars, a high speed passenger car bogie design has become a trend.In this paper, the author mainly designed the non-power bogie axle box spring device of the CRH2C EMU. It can effectively reduce a variety of dynamic effects (such as vertical vibration and horizontal vibration, etc.) exercise on the body, caused by the uneven lines and wheel movement, including structural analysis and design of the axle box, axle box positioning mode and the box spring. The box spring should have a good vertical, horizontal and vertical dynamic performance. The axle box suspension can also take effect as wheel-oriented when improving the structure of a vehicle steady and maintain the stability of the vehicle curve which can prevent instability in the high-speed operation. By analyzing the spring material, structural and characteristic calculation, the paper selected the steel spring as CRH2C EMU box spring .The paper analyses the reason that cause the axle box spring fracture ,and put forward the prevention measures. Selecting the longitudinal stiffness of axle box spring for about 10MN/m and lateral rigidity for about 7MN/m for the axle box spring influence on dynamic performance of railway vehicles.Key words：bogie；axle box positioning；axle box spring；steel spring目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 选题背景与意义 (1)1.3 研究现状 (1)1.4 本文结构 (2)第二章转向架的总体设计 (3)2.1 概述 (3)2.2 转向架的结构原理 (3)2.2.1 转向架的作用及要求 (4)2.2.2 转向架结构的分类 (4)2.3 转向架设计的一般原则 (5)2.4 客车转向架通用技术条件 (6)2.5 CRH2型动车组转向架 (7)2.5.1 概况 (7)2.5.2 CRH2型动车组转向架基本结构特征 (8)第三章轮对轴箱装置 (11)3.1 轮对 (11)3.1.1 车轮 (11)3.1.2 车轴 (12)3.2 轴箱装置 (13)3.2.1 滚动轴承轴箱装置 (13)3.2.2 轴箱定位装置 (15)第四章轴箱弹簧装置 (20)4.1概述 (20)4.2 轴箱弹簧作用 (20)4.3 轴箱弹簧的结构及计算 (21)4.3.1 结构及材料 (21)4.3.2 特性计算 (24)第五章轴箱弹簧断裂原因及预防措施 (28)5.1概述 (28)5.2 轴箱弹簧断裂原因 (29)5.2.1 弹簧的断口分析 (29)5.2.2 弹簧的断裂原因 (30)5.3 预防措施 (31)第六章轴箱悬挂对动力学性能的影响 (33)6.1 概述 (33)6.2 轴箱弹簧纵向定位刚度对车辆动力学性能的影响 (34)6.3 轴箱弹簧横向定位刚度对车辆动力学性能的影响 (36)第七章结论 (39)7.1 总结 (39)7.2 感想 (39)致谢 (41)参考文献 (42)附录A 英文资料 (43)附录B 英文资料翻译 (52)Xx学院车辆工程系本科毕业设计（论文）第一章绪论1.1 引言铁路是我国主要运输方式，对国民经济的发展起着非常重要的作用，铁路的运量占我国总运量的50%,是我国主要运输方式，铁路运输所消耗的能源相对于其他运输消耗的能源要少得多，而且可以使用价格更便宜的燃料或电力，对环境的污染也大为减小。
随着我国国民经济的迅猛发展和科学技术的进步,铁路运输也在向着安全、快速、准时、高效、节能、无污染的方向发展,铁路车辆是铁路运输中直接接载旅客和货物的工具。
而转向架是客车关键部件之一,直接关系到旅客的安全性、舒适性。
所以，高速动车的发展，离不开高速转向架的发展。
1.2 选题背景与意义为了提高铁路客运的经济效益与社会效益，世界各国长期以来，一直将提高客运列车的速度作为首要目标。
目前，国内引进并联合设计生产的高速动车组最高运用速度已经达到350 km/h。
转向架是高速动车的重要部件之一。
同时，作为车辆走行部分的转向架是铁路客车关键部件之一，是用来固定两条车轴，令车轮顺利地通过弯道，并能够吸收列车行驶时所产生的振动,对车辆运行的平稳性和速度起决定作用，将直接关系到旅客的安全性、舒适性。
因此，随着铁道客车的速度不断提高，准高速客车转向架及其零部件的设计已经成为一种趋势和发展。
1.3 研究现状自1964年日本建成世界上第一条高速铁路东京至大阪高速铁路，40多年来，高速铁路从无到有，迅速发展。
作为高速列车最主要的部件之一，高速转向架的发展可以追溯到19世纪中期，经历了100多年的历史。
高速转向架的发展，不仅提高了客车的运行速度，同时也提高了车辆的乘坐舒适性和曲线通过性能。
弹性悬挂元件对乘坐舒适性和曲线通过能力有较大的影响，弹性悬挂有一系悬挂和二系悬挂。
上世纪60年代，日本设计研发了运行速度为200km/h的第1代新干线动车组用DT200型动力转向架，一系悬挂采用IS拉板双圆簧模式，二系悬挂由液压减震器和空气弹簧等组成。
轴箱定位装置采用橡胶弹簧定位或转臂定位，动力转向架普遍采用动力分散型模式。
目前，我国地铁车辆一系悬挂采用圆锥橡胶弹簧定位，高速动车采用双拉板式和转臂式定位，轴箱弹簧采用螺旋压缩钢弹簧或双圆弹簧。
1.4 本文结构本论文主要介绍的是CRH2C型动车组非动力转向架轴箱弹簧装置的设计，在国内外原有高速转向架轴箱弹簧的基础上，应用大学四年所学的知识，进行一次全面的、系统的、综合的设计。
