铁路客车转向架的发展
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我国铁路客车转向架现状及发展趋势近年来,我国铁路事业蓬勃发展,铁路客车作为重要组成部分,其转向架的发展也备受关注。
转向架作为铁路客车的重要部件,直接关系到列车的运行安全和乘客的舒适度。
本文将探讨我国铁路客车转向架的现状和发展趋势。
一、现状分析我国铁路客车转向架主要由轮轴、轴承、弹簧、减震器等组成。
其中,轮轴是转向架的核心部件,承受着列车的重量和运行时的各种力。
为了提高转向架的强度和耐久性,我国采用了多种轮轴制造技术,如热处理、淬火等工艺。
此外,我国还引进了一些先进的轮轴制造设备,提高了轮轴的质量和加工精度。
在轴承方面,我国铁路客车转向架采用的主要是滚动轴承和滑动轴承。
滚动轴承具有承载能力大、摩擦小的优点,广泛应用于高速列车。
而滑动轴承则适用于低速列车和货运列车。
为了提高轴承的耐久性和可靠性,我国铁路客车转向架的轴承采用了优质钢材和先进的加工技术。
弹簧和减震器等部件也对转向架的运行性能起到重要作用。
弹簧可以有效减缓列车行驶过程中的颠簸和震动,提高乘客的舒适度。
减震器则可以减轻转向架在行驶过程中的冲击和振动,延长转向架的使用寿命。
二、发展趋势展望随着我国铁路客运量的不断增加和列车运行速度的提高,对转向架的要求也越来越高。
未来,我国铁路客车转向架的发展将呈现以下几个趋势:1.智能化发展:随着信息技术的不断进步,智能化转向架将成为发展的方向。
智能化转向架可以实时监测列车运行状态和转向架的工作情况,及时发现问题并进行修复,提高列车的安全性和可靠性。
2.轻量化设计:轻量化设计是未来转向架发展的重要方向。
通过采用新的材料和结构设计,减少转向架的重量,可以提高列车的运行速度和能效,降低能耗和运营成本。
3.高速化发展:随着我国高速铁路的不断发展,高速铁路客车的转向架将面临更高的要求。
未来的高速铁路客车转向架需要具备更高的承载能力和抗风性能,以确保列车在高速运行中的安全性和稳定性。
4.绿色环保:绿色环保是未来转向架发展的重要方向。
1、关于转向架的分类,有很多种形式。
由于车辆用途运行条件差异,制造维修方法的制约和经济条件等具体因素的影响,对转向架的性能结构参数和采用的材料及工艺等要求就要差别,因而出现了多种形式的转向架。
有按轴数分类,有按轴向定位方式分类,有按有无摇枕分类。
各自转向架的主要区别在于:弹簧悬挂装置的结构和参数,垂向载荷的传递方式,轴向定位方式,制动装置的类型和安装,构架的结构形式以及作用原理等方面。
因此,转向架可按其作用原理及结构形式分类。
(1)轴数与类型车辆所用的轴型基本上可分为B、C、D、E、F、G六种。
轴直径越粗,容许轴重越大,但是大容许轴重要受线路和桥梁的强度标准的限制,一般货车采用B、D、E、F、G五种轴型,客车采用C、D两种轴型,随着我国铁路的发展,其趋势是发展重载和快速运输,因此新型货车主要运用E型轴,新型客车主要运用D型轴按轴数分类,转向架有二轴、三轴和多轴,转向架的轴数一般根据车辆总重和每根车轴容许的轴重确定,我国大多数客货车采用二轴转向架,一些大吨位货车及公务车等采用三轴转向架,在长大重载货车上用多轴转向架或转向架群。
(2)按轴向定位方式①固定定位:轴箱与转向架铸成一体,或是轴箱与侧架用螺栓及其他紧固件连接成为一个整体,使得轴箱和侧架之间不能任何相对运动。
②导框式定位:轴向上有导槽,构架上有导框,构架的导框插入轴箱的导槽内,这种结构可以容许轴箱与构架之间沿着在垂向有较大的相对位移,但在前后、左右方向仅能在容许的范围内,有相对较小的位移。
③干摩擦导柱式定位:安装在构架上的导柱及坐落在轴向弹簧托板上的支持环均装有磨耗套,导柱插入支持环,发生上下运动,两磨耗套之间是干摩擦。
它的作用原理是轴箱橡胶垫产生不同方向的剪切变形,实现弹性定位作用。
④油导筒式定位:把安装在构架上的轴箱导柱和坐落在轴向弹簧托板上的导筒分别做成油缸和活塞的形式,导柱插入导筒,导柱上下移动时,油液可进出导柱的内腔,产生减振作用,它的作用原理是,当构架与轴箱之间产生水平方向的相对运动时,利用导柱与导筒传递纵向力和横向力,再通过轴箱橡胶垫传递轴箱体,使橡胶垫产生不同方向剪切变形,实现弹性定位作用。
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。
我国铁路客车转向架技术发展综述铁路客车是完成客运任务的重要技术装备,不仅要求能乘坐更多的旅客,以完成繁重的旅客运输任务,而且还与乘坐旅客的安全、舒适、快捷息息相关。
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。
自建国以来,我国的客车转向架技术逐渐成熟,空气弹簧,盘型制动,电子防滑器等新技术的采用使转向架的性能得到了大幅度的提高。
我国客车转向架的发展有以下几个阶段:一、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。
二、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。
三、70年代206、209转向架及其改进70年代,四方厂研制了U型结构的206转向架,浦镇厂研制了H型构架的209转向架。
206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转向架,后加装盘型制动装置,形成206P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。
机车径向转向架的研究进展摘要径向转向架是国外发展高速重载机车车辆的一个重要方向,它不仅有利于降低轮轨磨损程度,而且能够增强轮轨动力作用性能。
我国铁路行业也正在研制开发径向转向架,本文简单介绍了机车径向转向架的研究概况及其导向机构,通过介绍近年来国内外径向机车转向架新技术的发展,总结概括主动控制机车径向转向架具有良好的发展趋势,它可以提高车辆的曲线通过性能,降低轮对冲角、轮重减载率以及脱轨系数,降低整车的磨耗功指数,并能够很好地解决曲线通过和蛇行稳定性之间的矛盾。
希望本文对国内机车径向转向架的研发起到启发、借鉴作用。
关键词机车;径向转向架;新技术随着铁路运输逐渐向高速重载化发展,相应的理论原理与工程技术需要进一步研究与探索,目前,日趋发展成熟的径向转向架技术逐渐由理论走向应用,应用径向转向架可以有效降低轮轨间的最大横向力,有利于提高机车曲线通过能力,同时,其产生的低动力作用,将有利于降低轮轨间的磨耗。
1机车径向转向架的研究概况径向转向架技术最早成功运用在车辆转向架上,比较著名的有1976年投入运用的南非Shefel转向架等。
由于机车径向转向架技术难度较大,因而发展较晚,进入80年代各国才开始陆续进行研制开发。
从1978年~1982年,DR-1型和DR-2型两种机车车辆转向架由加拿大成功研制。
在1980年前西德为挪威提供的5台Di4型交流传动内燃机车上,Henschel柔性浮动式径向转向架就被正式应用了,进而得到了推广应用。
此后又应用高速径向转向架对DE2500型交流传动内燃机车进行改造,命名为DE2500UmAn型机车,在试验台上试验成功并使速度达250km/h~350km/h,并最终移植到ICE高速列车上。
英国自1982年开始开发机车径向转向架,在1985年2台CP5型径向转向架装试安装于37型175号机车上,并成功地进行了试运行。
1985年瑞士ABB公司与SLM公司合作在Re4/4型交流传动电力机车上应用了径向转向架技术。
铁路车辆用转向架及铁路车辆铁路,作为现代交通运输的重要方式之一,其车辆的运行离不开关键的部件——转向架。
转向架就像是铁路车辆的“双脚”,支撑着车辆的重量,引导车辆沿着轨道行驶,并且在行驶过程中减少震动,提高乘坐的舒适性和安全性。
而铁路车辆则是承载旅客和货物的主体,它们与转向架相互配合,共同构成了高效、安全的铁路运输系统。
让我们先来了解一下铁路车辆用转向架。
转向架通常由构架、轮对、轴箱、一系悬挂、二系悬挂、牵引装置、制动装置等部分组成。
构架是转向架的骨架,承受着来自车辆的各种载荷。
轮对则直接与轨道接触,是车辆运行的关键部件。
轴箱位于轮对与构架之间,起到支撑和润滑的作用。
一系悬挂和二系悬挂系统在转向架中起着重要的减震作用。
一系悬挂主要承担轮对与构架之间的垂向和横向力,二系悬挂则负责构架与车体之间的力传递和减震。
通过这两套悬挂系统的协同工作,能够有效地减少车辆在运行过程中的震动和冲击,提高乘坐的平稳性。
牵引装置将机车的牵引力传递给车辆,使车辆能够沿着轨道前进。
制动装置则负责控制车辆的速度和停车,保障行车安全。
在现代高速列车中,转向架的技术不断创新和发展。
例如,采用了无摇枕结构、空气弹簧悬挂、盘式制动等先进技术,大大提高了车辆的运行速度和稳定性。
接下来,我们再看看铁路车辆。
铁路车辆按照用途可以分为客车和货车两大类。
客车主要用于运送旅客,包括硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车等不同类型。
货车则用于运输货物,常见的有敞车、棚车、平车、罐车等。
客车的设计注重乘坐的舒适性和安全性。
车内配备了舒适的座椅、空调系统、照明设备等,以提供良好的乘车环境。
同时,客车的车身结构和转向架设计也经过精心优化,以减少噪音和震动,提高运行的平稳性。
货车则更侧重于货物的装载和运输效率。
不同类型的货车具有不同的结构特点,以适应不同种类货物的运输需求。
例如,敞车适合运输煤炭、矿石等散装货物,棚车可以运输怕日晒雨淋的货物,罐车则主要用于运输液体或气体货物。
1 概述目前,我国各主型铁路货车基本采用铸钢三大件式转向架,在重载领域得到了成功运用,为我国铁路货物运输作出了贡献。
随着铁路快运路网的构成,快捷货车成为今后铁路货车技术装备的发展方向,因此研究快捷货车焊接转向架系列关键技术显得非常迫切。
此外,货车相关产品研发及升级必须符合国家生态文明建设的战略。
焊接结构转向架具有以下优点:(1)钢材原材料生产阶段和产品制造阶段,焊接用钢板相对铸钢件,其单位质量能耗和SO2、粉尘排放指标要低很多。
(2)焊接结构相对铸造结构而言,更容易实现轻量化设计,便于转向架减轻质量,实现低动力、无磨耗、高速化转向架的设计要求。
目前,国内无论是在焊接技术、焊接结构设计领域,还是在焊接接头疲劳机理等方面的研究都已经取得巨大进步,焊接件的疲劳性问题已经不再是影响焊接转向架发展的突出问题。
因此,有必要针对焊接货车转向架相关技术进行深入研究,为我国铁路货车升级、战略转型提供先进的技术装备。
2 欧洲货车焊接转向架发展历程欧洲货车焊接转向架发展已经有近百年历史,运营速度主要有100 km/h、120 km/h、140 km/h、160 km/h 几种,轴重主要有18 t、20 t、22.5 t、25 t系列,其不断追求的目标为:低动力、低磨耗、低噪声、轻量化、重载、高速。
根据应用特点将近年来几种典型焊接转向架进行分类介绍。
国内外铁路货车焊接转向架研究新进展翟鹏军:济南轨道交通装备有限责任公司轨道车辆研究所,工程师,山东 济南,250022刘寅华:济南轨道交通装备有限责任公司研究院,高级工程师,山东 济南,250022杨文朋:济南轨道交通装备有限责任公司轨道车辆研究所,高级工程师,山东 济南,250022摘 要:我国正处在一个产业结构性调整、转型升级的关键阶段,将防治雾霾、减小碳排放等放到突出位置。
焊接结构转向架相对铸造结构转向架而言,具有低碳、环保的特点,其应成为我国货车转向架发展的一个趋势。
铁路客车转向架现状及发展趋势发布时间:2022-01-18T08:13:33.346Z 来源:《新型城镇化》2021年24期作者:田文宇[导读] 铁路客车相对于普通的客车来说,其搭载的乘客更多,运行速度也比普通的客车快,这样不仅可以让更多的乘客更加舒适的出行,还可以节省旅客在路上所花的时间,因此铁路客车一直都受到许多旅客的喜爱。
呼和浩特局集团有限公司包头车辆段内蒙古包头 014010摘要:铁路客车在我国日常旅客运输服务中,占有着重要的地位,铁路客车有多种类型,比如硬软座车、硬软卧车、餐车、邮政车以及特种车等等。
铁路客车由多种部件组成,并且每个部件都有其作用,而有些部件则是不可缺少的重要的部件,比如转向架就是其中一种非常重要的部件,转向架在使用中会承受客车车体以及车上旅客的重量,这也是保障客车正常运行的基础。
我国铁路客车转向架一直在不断的更新发展,为的是让铁路客车运行更平稳、更安全。
本文就针对铁路客车转向架使用的现状及发展趋势作一个具体的探讨。
关键词:铁路客车;转向架应用现状;发展趋势铁路客车相对于普通的客车来说,其搭载的乘客更多,运行速度也比普通的客车快,这样不仅可以让更多的乘客更加舒适的出行,还可以节省旅客在路上所花的时间,因此铁路客车一直都受到许多旅客的喜爱。
铁路客车在运行中需要保证旅客乘坐时的舒适体验以及安全,这其中铁路客车的转向架组件就承担着重要的责任。
转向架作为铁路客车最重要也最关键的组件之一,很大程度上影响着铁路客车发展的前景,铁路客车转向架的应用发展和旅客乘坐体验的安全性及舒适性联系密切,因此本文针对铁路客车转向架的现状以及发展趋势,从转向架的概念、应用现状以及发展前景等几个方面来深入剖析探讨,从而为铁路客车转向架的发展提升提供一定的思路[1]。
一、铁路客车转向架的概念铁路客车的转向架指的是将机车和车辆运行部分的部件和装置组装在一起的独立部件,其不仅可以支撑车体的重量,同时有转向的作用以及对车体进行制动,从而确保铁路客车整体在既定的轨道上的安全运行。
25型客车25型客车是中国铁路第三代主型客车。
25型客车是用于中国铁路的车长为25.5米的铁路客车。
25型客车有为多个系列。
20世纪90年代开始逐渐替代22 型客车系列,用于干线长途列车和各大城市之间特快列车,成为中国铁路客车的主型产品。
25型客车最初于1967年开始试制生产。
1967〜1969年试制了车长25.5 米客车组也就是“轻快稳”客车组,车体材质为低合金钢,采用KZ系列转向架,构造速度为160km/h,各车均有空调,集中供电。
因当时转向架技术不成熟,使用中出现不少问题。
1978〜1985年铁道部科技规划中研制车长25.5米客车,车体为无中梁,平直墙结构,材质是耐候钢,采用209型转向架,构造速度为160km/h,发电车集中供电,1980-1981年投入运用。
1986年铁道部下达25.5米新型空调客车研制要求,使用206型转向架,构造速度为140km/h,用于京广线列车,这批车由于不符合要求并不成功。
此后,1987年开始利用国外贷款以及国外技术制造集中供电空调客车。
自1990年代开始,根据铁路客车升级换代的要求相继研制生产了一系列车长25.5米的25型客车投入运营。
25型客车系列车体长25.5m,车体宽度3.105m,车体高度4.433m,通过最小曲线半径145m。
25型客车系列结构上的特点有:车体为全焊接结构,由底架、侧墙、端墙和车顶组成。
车体钢结构采用高强度、耐腐蚀的低合金钢(耐候钢)制成。
车体结构系用无中梁无压筋薄壁筒形整体承载结构,其中底架、侧墙和车顶形成一个封闭筒形结构,承载特点为整体承载结构,底架采用无中梁结构。
各系列车型(除部25B型外)设有车顶单元式空调装置,集中供电。
安装单元式铝合金车窗,采用低磨耗低噪声的风挡及橡胶风挡以及密封式风挡。
构造速度较高,有较好的舒适性和安全性;定员比21、22型客车有所增加,每一定员所占车辆自重降低。
25型客车系列除了最初试制性铁路客车以外,主要型号有25A型、25B型、25C型、25DT型(含国产第一代200km/h高速客车)、25G型、25Z型、25K型、25T型。
转向架的分类第一节转向架的来历采用二轴转向架,随后,在货车和机车上也陆续采用。
货车客车动车组转向架基本作用及要求:2.安全、灵活地在线路如直线、曲线上运行;5.利用轮轨间的粘着,传递牵引力和制动力(纵向);要求落车方便、转向架结构简单,装拆、检修方便。
轮对轴箱装置一系悬挂二系悬挂构架第二节转向架的组成(1)轮对轴箱装置(2)构架或侧架传递各种载荷及作用力,而且它的结构、形状和尺寸(3)弹簧悬挂装置之间,设有弹性悬挂装置。
(1) 轮对wheeset一、轮对组成及基本要求二、车轴axle1.轴颈,2.防尘板座,3.轮座,4. 轴身轴型B C D E d(mm)110130140150(三)空心车轴•便于检测,探伤三、车轮wheel(一) 车轮各部位名称及作用3. 轮辋wheel rim ,4. 辐板web ,5. 轮毂踏面轮缘轮辋辐板轮毂1. 轮箍轮2. 铸造轮3. 整体辗钢轮整体车轮轮箍车轮下,通过压力机的作用使之装配而成。
大的塑性变形。
压轮机轮对动不平衡控制值:120-200km/h :75 gm 以上:50 gm构架由横梁和侧梁组成。
俗称为三大件。
z 拖车构架z 超常载荷((((((超常主要载荷超常特殊载荷紧急制动工况电机短路工况调车冲击工况脱轨工况脱轨工况动车拖车图1超常主要+特殊载荷作用下载荷施加示意图脱轨工况下max =348.8MPa (北京)横侧梁连接处上盖板圆弧弯角部,其值约为245.3MPa 。
构架的模态分析计算表明,构架的第一阶固有频率为41.0Hz ,振型为两侧梁反向点头(扭转)。
构架模态分析141.0467.5两侧梁水平面内反向弯曲两侧梁水平面内同向弯曲平动。
滚动轴承滚动轴承组成:外圈、内圈、滚子和保持架圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承RD 型滚动轴承轴箱装置,用于206,209客车转向架力能力较强。
二. 滚动轴承的选型选用轴承的程序如下:1)负荷大小和方向; 2) 负荷性质(转速和寿命, 计算额定动载荷, 再在产品样本中选取轴承.注:铁路轴承载荷工况复杂, 要求耐振, 耐冲击,寿命高等, 一般为非标准产品.三. 高速车辆对滚动轴承的要求1. 轴承的选型、精度等级、材质及热处理硬度(2)圆锥滚子轴承优于圆柱滚子轴承:磨耗小,温度低2. 轴承润滑脂(2)轴承润滑:润滑油,润滑脂(3)润滑油: 高负荷、高速、高温,密封复杂,维护困难(4)润滑脂: 密封简单,维护容易,用于铁道车辆3. 轴承的密封4. 轴承游间轴向游间:越小则性能越好5. 轴承温度及降温措施相关。
铁路车辆用转向架及铁路车辆在铁路运输的领域中,铁路车辆用转向架是一个至关重要的组成部分,它与铁路车辆的性能、安全和运行品质紧密相连。
转向架,这个听起来有些专业的名词,其实就像是铁路车辆的“双脚”。
它承载着车辆的重量,引导车辆沿着轨道行驶,并且在车辆运行过程中起到减震、稳定和导向的关键作用。
先来说说转向架的结构。
一个典型的铁路车辆转向架通常由构架、轮对、轴箱装置、弹簧悬挂装置、基础制动装置等部分组成。
构架是转向架的“骨架”,它承受着来自车辆和轨道的各种载荷,并将这些载荷传递到各个部件。
轮对则是转向架与轨道直接接触的部分,由车轴和车轮组成,车轮的形状和材质对于车辆的运行平稳性和耐磨性有着重要影响。
轴箱装置负责将轮对与构架连接起来,并保证轮对能够灵活转动。
弹簧悬挂装置就像是车辆的“减震器”,它能够减轻车辆在运行过程中受到的冲击和振动,提高乘坐的舒适性。
基础制动装置则用于控制车辆的速度和停车。
转向架的类型多种多样,根据不同的分类标准可以分为不同的种类。
按照轴数来分,有两轴转向架和三轴转向架;按照用途来分,有客车转向架和货车转向架;按照构造形式来分,又有构架式转向架、无构架式转向架等。
不同类型的转向架在结构和性能上都有所差异,以适应不同类型铁路车辆的运行需求。
对于铁路车辆来说,转向架的性能直接影响着车辆的运行品质。
一个性能优良的转向架能够保证车辆在高速运行时的稳定性和安全性,减少轮轨之间的磨损和噪声,提高车辆的通过曲线能力。
同时,转向架的设计还需要考虑到车辆的载重、运行速度、线路条件等因素。
例如,在重载铁路运输中,转向架需要具备更强的承载能力和抗疲劳性能;而在高速列车中,转向架则需要具备更高的运行稳定性和更低的空气阻力。
在铁路车辆的运行过程中,转向架还需要进行定期的维护和检修。
这是因为转向架长期处于高强度的工作状态,各个部件容易出现磨损、疲劳和故障。
定期的检查可以及时发现问题,并采取相应的维修措施,以确保转向架的性能和安全性。
我国城市轨道交通转向架技术的应用与发展趋势摘要:伴随时代的发展与科学技术水平持续提高,我国城市轨道交通体系也逐渐呈现多样化的趋势。
其中包含有轨列车、无轨列车、地铁线路、轻型轨道交通车辆等,正在丰富着国民的出行形势与质量,对于我国社会发展也会产生积极有效的影响。
关键词:城市轨道交通; 转向架技术; 应用城市轨道交通本身对比于传统交通方式来讲,其能耗相对较低,不仅运输量大,且准点率也能获得高效保障,能够满足国民出行时对景观观赏的各方面需求,促进城市发展的重要保障。
城市轨道车辆转向架作为城市轨道车辆结构不可或缺的关键构成部分,自身具有多种功能,如车辆方向牵引、车辆运行主动、车辆结构承载以及降振,是车辆构造的核心内容,转向架的存在关乎到城市轨道交通车辆的特性应用。
一、城市轨道交通车辆转向架的性能(一)承载车辆转向架能够有效实现对车辆自重的承受能力,并对轴重进行合理分配,使其能够均匀分布在不同零件与设备中,避免车体寿命以及性能受到作用力与荷载力的影响。
通常情况下,车辆处于运行状态时,有关车体结构会和车轮产生较为复杂的作用力,加上荷载作用的影响,若缺乏从中进行支持与应力转换的结构,便会导致车辆的运行质量受到不利影响,在安全性与稳定性也极容易发生变化。
当车辆转弯时,应力变化过于僵硬,无法进行有效的转变,会使得车辆出现脱轨的情况,人员的生命健康安全也无法得到有效保障。
(二)通过曲线应用该转向架,可实现对车体回转的有效控制,使其在运行状态下能保持直线方向,同时也能够正常地完成通过曲线线路管理,不仅能提高整个车辆的运行质量与效率,而且能有效地保证行车安全。
(三)传递牵引力和制动力牵引力是决定车辆能否正常运行的重要内容,也是相关人员在进行管理过程中应重视的参数标准,一旦牵引力出现了问题,便会导致车辆很难有效行驶,在安全性与稳定性是能够也无法得到有效保障。
为了避免类似的情况出现,在进行转向架结构的设计与安装,会将制动设备与电机设备放置在其中,通过对电机运行过程中所产生的牵制力进行应用,实现轮轨的有效牵引或者是完成制动工作,确保车辆能够正常行驶。
中国铁路客车转向架的发展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。
自建国以来,我国的客车转向架技术逐渐成熟,空气弹簧,盘型制动,电子防滑器等新技术的采用使转向架的性能得到了大幅度的提高。
我国客车转向架的发展有以下几个阶段: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。
插图 101 转向架插图 201 转向架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。
插图 202 转向架3 . 70 年代 206 、 209 转向架及其改进 70 年代,四方厂研制了 U 型结构的 206 转向架,浦镇厂研制了 H 型构架的 209 转向架。
206 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 转向架,后加装盘型制动装置,形成 206P 转向架。
插图 206 转向架插图 206G 转向架插图 206P 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。
插图 209T 转向架插图 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。
插图 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。
插图用于原德意志民主共和国进口车上的 211 转向架插图公务车使用的三轴转向架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,在广深线动力学实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。
插图 206KP 转向架206KP转向架采用 U型焊接构架,无摇动台,旁承支重,无磨耗单臂式轴箱弹性定位,抗测滚扭杆装置,纵向牵引拉杆。
轴箱弹簧为钢簧、摇枕弹簧为空气弹簧的两系弹簧系统。
一系设单向油压减振器,二系设横向油压减振器。
结构简单,安全可靠,具有提高速度的潜力。
插图 206PK 转向架< P 代表盘型制动, K 代表空气弹簧)206WP转向架结构与206KP转向架基本相同,但二系弹簧为钢簧,且不设抗侧滚扭杆装置。
增设二系垂向油压减振器。
206WP转向架仅供空调发电车用。
插图 206WP 转向架206KP和206WP转向架有优良的运行平衡性,可保证列车在160 km/h以下速度运行时,平衡性指标 W<=2.5。
转向架轴重为16.5吨,脱轨系数<=1.0,减载率<0.6,206KP自重为6.5吨,206WP自重为6.9吨,连续运行速度为161 kmA,最高实验速度为180 km/h。
乘坐该列车旅客可获得高度的快速感、平衡感、安全感,舒适感的美的享受。
自2005年起以上两种转向架在做厂修时均更换为SW-160型转向架。
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。
插图 SW-160 转向架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。
插图 209HS 转向架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。
插图 CW-1B 转向架插图 CW-2E 转向架插图英国进口样车的 T10-1 转向架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。
插图 PW-200 转向架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 月的郑武线动力学实验中最高时速达到了240km/h。
插图 SW-200 转向架插图 SW-200 转向架的盘型制动装置在这一阶段,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。
插图 CW-200 转向架插图正在西南交通大学牵引动力国家重点实验室进行实验的 CW-200KD 转向架插图四方厂的 SW-220K 无摇枕转向架插图四方厂的 SW-220K 无摇枕转向架插图BSP的AM96插图 X2000插图动车从建国初期到现在,我国的客车转向架逐渐由落后走向先进,特别是近年来,随着新转向架的装车使用和各种先进技术的运用,我们的旅行环境变得越来越好了。
我们有理由相信,未来的火车一定会更平稳,更舒适!下面是一些客车转向架的基本性能要求和参数:转向架的技术要求:•运用速度和实验速度:一般后者要高 10%-20% ;•制动距离;•通过最小曲线半径:连挂时为 145m ,单车调车为 100m ;符合机车车辆限界 GB146.1-1983 《标准轨距铁路机车车辆限界》和 9501-N 《高速铁路机车车辆限界技术条件》;•适用温度范围: ± 50 ℃;•车辆平稳性和安全性:平稳性指标≤ 2.5 ,脱轨系数≤ 1.0 ,轮重减载率≤ 0.65 ;•主要承载件强度规范:符合 TB1335-1996 《铁道车辆强度设计及实验鉴定规范》。
主要技术参数:•构造速度 /km/h•轴重 /t•自重 /t•固定轴距 /mm•轮径 /mm•轴颈中心距 /mm•旁承间距 /mm•中央弹簧横向间距 /mm•轴箱弹簧横向间距 /mm•制动倍率•一系垂向刚度 /kN/m•一系定位刚度 /kN/m•一系垂向阻尼 /kN · s/m•二系垂向刚度 /kN/m•二系横向刚度 /kN/m•二系垂向阻尼 /kN · s/m•二系横向阻尼 /kN · s/m•通过最小曲线半径 /m客车转向架发展的关键技术:•合理的悬挂参数;•疲劳可靠性的研究;•减少轮轨磨损和轮轨作用力;•选择技术成熟的关键零部件;•高效、可靠的制动系统;•减少噪音,吸收高频振动。