转向架构架支撑装置和转向架分析
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一、209T型客车转向架特点:209T型客车转向架是我国主型D轴客车转向架之一。
209T型客车转向架适用于时速120km/h以下运行。
具有结构简单、性能可靠、磨耗件少、检修方便、运行平稳等优点。
构成:209T型客车转向架的外形如图4-1所示。
它主要由构架1、轮对轴箱弹簧装置2、摇枕弹簧装置3和基础制动装置4等部分组成。
图4—1 209T型客车转向架1—构架;2—轮对轴箱弹簧装置;3—摇枕弹簧装置;4—基础制动装置1、轮对轴箱弹簧装置209T型转向架采用RD3型滚动轴承轮对和相应的滚动轴承轴箱,并配用42726T和152726T型滚动轴承,轴箱弹簧采用单卷圆柱螺旋弹簧,轴箱定位装置采用了干摩擦导柱式弹性定位结构。
轴箱弹簧装置为无导框式,由轴箱体1、轴箱弹簧2、弹簧支柱3、弹性定位套4、定位座组成5、支持环6和橡胶缓冲垫7等组成。
如图4-2所示。
轴箱弹簧装置作用:(1)、连接作用把两个轮对和构架联为一体,组成转向架。
(2)、隔离和缓和振动和冲击在轮对与构架之间的一系弹簧悬挂装置,能够隔离和缓和由轮对传来的振动和冲击。
(3)、定位作用使轮对相对于构架在纵横两个方向的运动受到一定弹性约束,从而可以抑制轮对的蛇行运动。
图4—2 209T型转向架轴箱弹簧装置1—轴箱体;2—轴箱弹簧;3—弹簧支柱;4—弹性定位套;5—定位座组成;6—支持环;7—橡胶缓冲垫;8—弹簧托盘2、摇枕弹簧装置构造特点及组成:209T摇枕弹簧装置为摇动台式,采用单节长吊杆、构架外侧悬挂,带油压减振器的摇枕圆弹簧组。
由摇枕1、下心盘2、下旁承3、枕簧4、油压减振器5、弹簧托梁6、摇枕吊轴7、摇枕吊杆8、纵向牵引拉杆9、安全吊10、摇枕吊销11、摇枕吊销支承板12等主要零部件组成,如图4-3所示。
具体构造:(1)下心盘和下旁承用螺栓固定在摇枕上。
摇枕为铸钢箱形鱼腹梁结构。
为了增加摇枕弹簧的横向跨距,采用了外侧悬挂。
摇枕的两端支撑在两组双卷弹簧上。
CRH2动车组拖车转向架构架的强度分析CRH2动车组拖车转向架构架的强度分析引言:现代高速铁路系统在运营中对列车的安全性和运行效率要求越来越高。
作为其中重要组成部分的动车组拖车转向架结构架的设计和强度分析对于保障列车的安全运行至关重要。
本文将对CRH2动车组拖车转向架结构架的强度进行分析,并探讨其对列车运行的影响。
一、CRH2动车组拖车转向架的结构CRH2动车组拖车转向架结构由构架、悬挂装置、附属装置和附件组成。
其中,构架是支撑整个转向架的关键部分,其强度对转向架的安全运行起着重要作用。
二、转向架结构的强度分析1. 载荷计算:在分析转向架结构强度之前,需要先对其所承受的载荷进行计算。
载荷主要包括静载荷(车辆重量)、动载荷(列车在运行中的振动和冲击)以及侧向力等。
通过对各种载荷进行计算和模拟,可以获得转向架结构所承受的力学应力。
2. 强度分析:利用有限元分析方法,对转向架结构进行强度分析。
将转向架的结构分解为有限个小单元,通过建立数学模型对其进行计算和分析。
通过分析,可以了解不同部位的强度情况,进而进行必要的优化措施。
3. 疲劳分析:转向架在长期运行过程中会受到循环荷载的作用,容易出现疲劳破坏。
因此,疲劳分析也是转向架结构强度分析的重点之一。
通过对转向架在实际运行条件下的循环荷载进行模拟和计算,可以得到转向架结构的疲劳寿命并提出相应的改进措施。
三、强度分析对列车运行的影响1. 安全性保障:通过对转向架结构的强度分析,可以评估其在不同载荷情况下的安全性能,从而保障列车在高速运行时的安全性。
2. 运行效率提升:强度分析结果可以为CRH2动车组的设计和制造提供依据,优化结构,减少材料用量,提高组装效率,从而降低成本和提高生产效率。
3. 降低维修成本:通过对转向架结构的强度分析,可以提前发现可能出现的疲劳破坏部位,采取相应的维修措施,减少维修成本和维修时间,提高列车的可用性和可靠性。
结论:对于CRH2动车组拖车转向架结构架的强度分析是确保列车安全运行的重要环节。
第二章转向架第一节概述动车组的每个车体下装有两个转向架。
动车下是动力转向架(SKMB-200),拖车下是拖车转向架(SKTB-200),所不同的是动力转向架有牵引电机和驱动装置而拖车转向架没有。
转向架除了承担车体的全部重量外,更重要的是承担动车组的高速运行任务。
转向架主要由构架、轮对轴箱、牵引装置、基础制动装置、二系悬挂装置、驱动装置部分组成(参见图2-1和2-2)。
动力转向架拖车转向架图2-1 转向架外观照转向架的主要特点是采用了轻量化设计、焊接构架、二系空气弹簧、盘型制动、转臂式轴箱定位、单拉杆牵引、电机采用架悬方式等。
转向架的主要参数如表2-1所示。
动力转向架图2-2 转向架结构示意图第二节转向架构架转向架构架的主要结构特点如下:1)选用与转臂式轴箱定位方式相对应的转向架构架结构。
2)转向架构架的形状采用H形,由侧梁和横梁、相关支座、连接梁等构成。
3)转向架构架分为动车转向架构架和拖车转向架构架两种类型。
4)为适应将来的有源控制和半有源控制方式,选用了简便易于更换的二系横向减振器安装座。
5)转向架构架应具备足够的强度,设计寿命为20年。
6)转向架构架在焊接组装后应进行退火处理。
7)设计按照JIS E 4207(铁路车辆用转向架构架‐设计通则)进行。
根据JIS E 4208(铁路车辆用转向架的载荷试验方法)实施静态载荷试验,并进行强度确认。
一、侧梁组成侧梁采用钢板焊接组装结构。
侧梁的两前端、由设置有圆弹簧的弹簧帽构成,在中央部分安装空气弹簧支架。
采用耐候钢板SMA490BW(JIS G 3114),铸钢件材质采用SCW480(JIS G 5101),日本E2系虽然部分采用了SCC60(特殊铸钢,不对应JIS规格),但是考虑到今后国产化的要求,使用一般铸钢。
此外,转向架构架所使用的钢材,为能适应在极低温度条件下的使用条件,考虑了材料的低温脆性。
二、横梁组成横梁采用无缝钢管结构,内部可作为空气弹簧的辅助空气室使用。
转K6型转向架交叉支撑装置组装质量问题分析与防控摘要:转K6转向架交叉支撑装置在装配过程中存在较多的质量问题,分析产生质量问题原因,提出针对下交叉支撑装置组装质量控制方案,有效解决转向架下交叉支撑装置装配质量问题。
关键词:交叉支撑装置组装质量分析与防控1、问题提出随着我国经济不断增长,全社会物资的流动在加速,铁路货运作为大宗物资的主要运输方式必须大力提升。
为提升我国铁路货运能力,提高铁路货车轴重和运行速度是最有效的途径, 这也是世界各国铁路货物运输的共识和发展趋势。
采用侧架弹性下交叉支撑装置用以提高转向架的抗菱刚度,从而提高转向架的蛇行失稳临界速度、提高货车直线运行的稳定性。
同时交叉支撑装置可有效保持转向架的正位状态,从而减小了车辆在直线和曲线运行时轮对与钢轨的冲角,改善转向架的曲线通过性能,显著减少轮轨磨耗。
根据实测结果,交叉支撑转向架的空、重车抗菱刚度可比原三大件式转向架提高3~6倍。
图1 转K6型转向架在交叉杆组装过程中经常会出现锁紧板立面与支撑座立面干涉、K6转向架在组装完交叉杆装置后上正位台一次性正位率,达不到百分百的合格率等。
1.结构及组装过程简介交叉杆装置由外向里组装顺序:M24轴端螺栓—防松止耳垫圈—标志牌—锁紧板—外侧轴向橡胶垫—外保持环—支撑座—内保持环—内侧轴向橡胶垫—交叉杆端头内螺孔,具体如图2所示。
图2 结构示意图交叉杆螺栓采用手动预紧后再由智能扳机以675~700N·m紧固;用手锤和扁铲将对称于螺栓头部六角面中的两止耳反向包住螺栓头部,使得螺栓起到防松的作用。
3、原因分析3.1 尺寸分析组装过交叉杆的员工都会发现这样一个现象,那就是锁紧板会离支撑座侧立面有远的有近的,特别严重的是会看到锁紧板干涉支撑座侧立面的现象:(1)发生锁紧板干涉的转向架在正位时不合格率很高而且正位测得数据偏大(对角线长度之差和两侧架导框中心距之差);(2)发生锁紧板干涉时的组装的轴向橡胶垫的孔对准交叉杆轴端螺孔非常费力,有时需借助工具方可将端头螺栓拧入;(3)发生锁紧板干涉在使用智能扳机紧固端头螺栓会发现侧架一端位移明显,另一端则不明显。
转向架组成结构及其作用
转向架是一种关键的机械装置,用于支持和控制车辆在转向时的运动。
它由多
个组成部分构成,这些部分密切合作以实现车辆的转向功能。
转向架的主要组成部分包括转向柱、转向臂、悬挂杆、摆动臂和轮毂等。
转向
柱是一个垂直的结构,连接着方向盘和转向臂。
它通过转向操作将驾驶者的方向盘指令传导给转向臂。
转向臂连接着转向柱和悬挂杆,它们共同负责支持车辆的负荷以及转向过程中
的力量传递。
悬挂杆是转向架的一个重要组成部分,负责支撑整个转向架的重量,并承担悬挂系统的作用。
摆动臂是转向架里的另一个重要部分,它通过与其他部件的连杆机构实现方向
调整。
通过改变摆动臂的位置和角度,驾驶者可以实现车辆的转向。
最后,轮毂是转向架的末端部分,它连接着车轮与转向架,并起到支撑和转动
车辆的作用。
它能够提供稳定的转向效果和操作性能。
转向架的作用是实现车辆的转向功能,从而使驾驶者能够控制车辆的行进方向。
它通过转向柱和方向盘之间的连接,将驾驶者的转向指令传达至车轮。
转向架的各个组成部分紧密协作,使车辆能够稳定地转向,并响应驾驶者的操纵。
总之,转向架是车辆上一个不可或缺的组成部分,由多个零部件组合而成。
它
承担着支持和控制车辆转向的重要职责,确保驾驶者能够轻松、安全地控制车辆行进方向。
简述转向架的结构组成
转向架(Bogie),俗称"车轴",是轨道交通车辆中的重要部件,用于支撑车辆底盘和提供转向、减震等功能。
转向架是组成轮轴传动系统的主要构件,结构复杂、功能齐全。
下面将生动全面地介绍转向架的结构组成。
1. 转向架框架
转向架的框架是由钢板焊接而成,主要用于支撑整个转向架的各个部件。
转向架框架中间通常设有托架孔、制动器安装孔,便于对其他装置进行安装调整。
2. 弹簧装置
转向架上的弹簧装置主要用于缓冲车辆的振动和冲击,使乘车更加平稳舒适。
常见的弹簧装置有叶片弹簧、气弹簧等。
3. 转向机构
转向架的转向机构是主要的转向装置,其结构复杂,包含多个部件组成。
转向机构主要包括转向齿轮、转向轮、转向台、轴承等。
4. 轮轴
轮轴是转动轮子的核心组件,也是转向架中的关键部件。
轮轴的结构包括闸带轮、保持轮、轴承座等。
5. 制动装置
制动装置是保障列车行驶安全的重要部件,通常安装在转向架上。
制动装置包括制动机构、制动盘、制动爪等。
以上就是转向架的结构组成,它们协同作用,构成了转向架这一
重要部件。
了解转向架的结构组成,对于轨道交通业的工程师和技术
人员具有重要的指导意义,能够帮助他们更好地了解和维护车辆。
转向架构架支撑装置和转向架的分析
摘要:地铁车辆转向架构架支撑装置和转向架构架需要利用hypermesh建立构架的有限元模型,并参照uic615-4标准对构架加载主要运营载荷,用radioss求解各工况下的应力,并计算出关键点的应力幅和平均应力。
然后用hypergraph软件绘制材料的goodman支撑装置疲劳极限图和关键点的平均应力和应力幅的关系,根据goodman图完成了构架的支撑装置疲劳强度分析,得出构架的转向构架支撑装置强度合格的结论。
关键字:地铁车辆;转向架;构架支撑装置;抗疲劳度
中图分类号: u231 文献标识码: a 文章编号:
前言
地铁车辆转向架构架支撑装置是承载车体及乘客重量的承重装置,其抗疲劳强度分析对于确保地铁车辆稳定运行具有非常重要的意义。
它直接承载车体重量,保证车辆顺利通过曲线。
同时,转向架构架支撑装置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。
构架作为转向架其余零部件的安装基础,不仅要将车体重量和运行中的振动载荷传递到轮对,还要承受连接在其上的牵引、制动与悬挂系统部件所产生的各向载荷。
由于构架有如此复杂的受力状态,因此,有必要在转向架的设计阶段对构架的构架支撑装置疲劳强度进行评估。
本文以地铁车转向架的构架为研究对象,利用altair公司的hypermesh软件建立构架的有限元模型,并利用radioss求解器软件求解构架在几种典型的工况下的应力,计算
出关键点的应力幅和平均应力,根据材料的goodman图,完成了构架构架支撑装置的疲劳分析。
一、构架的有限元模型
转向架构架为全封闭焊接结构,主要由2个侧梁和2个横梁组成,构架侧梁整体呈u形的箱型焊接结构,构架两端的下侧设有橡胶弹簧安装座,中央上部设有空气弹簧安装座。
构架的横梁也采用封闭的箱型焊接结构,横梁的外侧斜对称位置设置电机吊座和齿轮箱吊座,下侧的斜对称位置设有牵引拉杆座,两个横梁之间设有横向止档座。
横梁和测量内部还设有多块筋板,以加强构架的强度。
利用hypermesh软件建立的构架的有限元模型如图1所示:
有限元建模过程中按照构架的实际结构进行离散,除电机吊座和齿轮箱吊座用实体单元外,其余结构全部用板单元离散。
考虑电机惯性对构架强度的影响,在电机质心处建立一个节点,用刚性单元将该节点与电机吊座连接。
共离散出24454个节点,23553个单元,其中实体单元5136个,板单元18417个。
二、转向架构架支撑装置载荷计算及工况
构架的运营静载荷计算参数如表1所示:
1、主要运营工况载荷
(1)垂向载荷
按照uic615-4标准,主要运营工况的垂向载荷为:
垂向载荷作用在侧梁的空气弹簧安装座上。
(2)横向载荷
根据uic615-4标准,构架的横向载荷为:
横向载荷作用在横向止档座上。
(3)扭曲载荷
扭曲载荷模拟线路扭曲情况下转向架构架的翘曲,作用于一系弹簧安装座处,且一个对角方向向上,另一个对角方向向下,根据基于有限元分析的地铁车转向架构架优化设计,构架的扭曲载荷大小为:
2、主要组合计算工况
考虑车体浮沉振动引起的垂向力的变化,取垂向力百分比β
=0.2,考虑车体侧滚引起的垂向力的变化,取垂向力百分比α=0.1,根据uic615-4标准,主要运营工况的组合工况如表2所示:
表2 组合计算工况
三、转向架构架支撑装置抗疲劳强度计算结果及分析
国际铁路联盟uic的研究组织推荐使用goodman疲劳强度曲线图法评估构架的疲劳强度。
该方法的评定原则是构架上各节点的的应力幅和平均应力在线图的规定范围内。
应力幅和平均应力的计算公式为:
应力幅:
平均应力:
采用radioss求解器构架在上述13种工况下的的应力分布。
根
据构架的结构特点,选择应力较大及易发生疲劳裂纹的5个点为疲劳强度评估采样点:第1点为侧梁与横梁交界处上盖板,第2点为侧梁与横梁交界处下盖板,第3点为齿轮箱吊座与横梁交界左上角,第4点为齿轮箱吊座与横梁交界右下角,第5点为电机吊座上盖板左角。
各采样点疲劳强度应力计算结果如表3所示:
构架的材料为低合金高强度钢,取屈服极限为360mpa,疲劳强度为240mpa,采用hypergraph软件绘制得到的材料的goodman图及采样点的平均应力和应力幅的结果如图2所示:
由图2可知,各采样点的应力范围均在goodman疲劳极限范围内,表明该构架满足疲劳强度要求。
四、结束语
用hypermesh软件建立了构架的有限元模型,并按照uic615-4
标准对构架加载主要运营工况下的载荷,然后用radioss软件求解各工况下构架的应力,并计算了各关键点的应力幅和平均应力。
根据材料的性能参数用hypergraph软件绘制了材料的goodman疲劳极限图和采样点的平均应力和应力幅的关系。
通过goodman图得出构架疲劳强度合格的结论。
参考文献
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