货车转向架设计的几点思路
- 格式:doc
- 大小:1.68 MB
- 文档页数:6
转向架标准规范最新1. 引言转向架是铁路车辆的关键部件,承担着车辆的支撑、导向和减震等功能。
本规范旨在确保转向架的设计、制造和检验符合最新的安全和性能要求。
2. 适用范围本规范适用于所有类型的铁路车辆,包括但不限于客车、货车、高速列车和城市轨道交通车辆。
3. 设计要求- 转向架设计应满足车辆的载重、速度和运行环境要求。
- 应采用先进的材料和工艺,确保转向架的强度、刚度和耐久性。
- 设计应考虑车辆的动力学特性,优化转向架的几何参数,以降低轮轨作用力和提高运行平稳性。
4. 制造材料- 转向架的主要材料应选择高强度、低重量的合金钢或铝合金。
- 所有材料应符合国家或国际标准,并提供相应的质量证明。
5. 制造工艺- 转向架的制造应采用现代化的加工设备和技术,确保尺寸精度和表面质量。
- 焊接和热处理工艺应严格控制,以防止材料性能退化。
6. 性能测试- 转向架在出厂前应进行严格的性能测试,包括静态载重测试、动态平衡测试和耐久性测试。
- 测试结果应符合设计要求和本规范的规定。
7. 安全标准- 转向架的设计和制造应符合国家和国际的安全标准,包括但不限于紧急制动、侧向稳定性和防脱轨能力。
8. 维护和检修- 转向架应定期进行维护和检修,以确保其长期稳定运行。
- 维护和检修应遵循制造商的指导和本规范的要求。
9. 质量控制- 制造商应建立完善的质量管理体系,确保转向架的制造过程和最终产品符合本规范的要求。
10. 规范更新- 本规范将根据技术进步和行业需求定期进行更新和修订。
11. 结语转向架作为铁路车辆的重要组成部分,其质量和性能直接关系到铁路运输的安全和效率。
本规范的制定旨在引导和规范转向架的设计、制造和使用,以促进铁路行业的健康发展。
请根据实际应用场景和具体要求,对上述内容进行适当的调整和补充。
摘要我国汽车的转向桥一直是该行业见研究人员不停探索和研究的重要方向之一。
本设计主要针对轻型货车转向桥的进行设计,通过合理的计算,结构设计,而使汽车转向桥具有较好的转向灵敏性。
本设计介绍了转向桥的概念和原理,总体布局,主要通过对机械设计的学习、了解和掌握,来设计转向桥的各个组成零件,使其具有精确的尺寸和结构,最后通过合理的结构安排,组装成货车转向桥。
设计后的转向桥具有结构紧凑、重量轻、转向灵敏的特点,制造容易。
广泛用于微、轻型载货汽车。
其结构简单,价格低廉,充分体现的轻型货车转向桥的特点。
其转向桥的计算和结构布局,也为其他货车转向桥提供了设计方法和思路。
关键词:转向桥;计算;结构AbstractIn our country design of automobile's steering axle has always been one of the most important areas in which a lot of researches have been made. Our design mainly focus on the design of van's steering axle, with reasonable computation and structure design, we achieved good agility of automobile's steering axle.This design introduced steering axle's concept and principles, general planning, from the study and grasp of mechanism design, we design steering axle's components with accolade size and structure, through reasonable structure deployment, we can compose the van's steering axle.The steering axle we designed has many characteristics such as good compaction in structure, light weight, good agility and also it is easy to produce. it can be widely used in minimize、light truck. Its simple structure and low price fully embodies the features of van's steering axle. V an steering axle's computation and structure deployment also provide a good design method for other van's steering axle.Key words:steering axle ;account ;structure目录前言 (1)1 转向桥 (2)1.1转向桥的定义 (2)1.2转向桥的安装形式 (2)2 转向桥的结构 (3)2.1组成转向桥的组成部分 (3)2.2组成转向桥的结构及其影响因素 (5)3 转向桥的设计计算 (8)3.1 转向桥主要零件尺寸的确定 (8)3.2 非断开式转向从动桥前梁应力计算 (10)3.2.1 在制动情况下的前梁应力计算 (10)3.2.2 在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算 (11)3.3 转向节在制动和侧滑工况下的应力计算 (12)3.3.1 工况下的转向节应力计算 (13)3.3.2 在汽车侧滑工况下的转向节应力计算 (14)3.4 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (14)3.4.1 在汽车制动工况下的计算 (14)3.4.2 在汽车侧滑工况下的计算 (15)3.5 推力轴承和止推垫片的计算 (17)3.5.1 推力轴承计算 (17)3.5.2 转向节止推垫片的计算 (18)4 转向桥定位参数 (19)4.1 主销后倾角 (19)4.2 主销内倾角 (20)4.3 车轮外倾角 (21)4.4 车轮前束 (21)5 转向桥实验 (23)5.1 车道路实验、使用实验及整车室内台架试验 (23)5.2 转向桥在扭力机上进行静扭转强度实验 (24)6 结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录A译文 (28)附录B外文文献 (34)附录:前言我国作为一个发展中国家,汽车使用越来越多,而当前由于设计方案所限,不能精确地选择零部件的尺寸和结构,造成有的地方强度不够,而有的地方强度又过剩,严重地影响了产品的开发和设计,造成直接经济损失。
机械设计课程设计说明书120Km/h货车转向架设计班级:铁车一班姓名:***学号:********指导老师:***目录1.1 转8A型转向架 (3)1.2 转K5转向架 (3)1.3 转K6的结构特点 (4)第二章转向架的结构设计2.1 120Km/h货车转向架的主要技术参数 (5)2.2 侧架 (5)2.3 车轴 (6)2.4 摇枕 (6)2.5 车轮踏面的选择 (6)2.6 圆柱滚动轴承 (7)2.7 弹簧装置 (8)2.8 轮对与轴箱装置 (8)2.9 基础制动装置 (9)第三章车辆结构强度3.1 侧架受力分析 (10)3.2 弹簧强度计算 (10)3.3车轴的强度计算 (11)附录:爆炸图参考文献1.1 转8A型转向架转8A型转向架结构简单,自重轻,强度较大,对线路不平顺的适应能力强,在低速运行时性能较好,因此,在较长一段时间内成为我国50~60t级货车使用的主型转向架。
转8A至今已经有40多年的历史,经过不断的改进和创新,在一段时间内基本满足了我国铁路运输的需要。
但在40多年的运用中,转8A转向架也暴露出一些问题,主要有:抗菱刚度低,菱形变形大;枕簧空车静挠度偏小,减振装置的减振性能不稳定,当斜楔和与其配合的磨耗板磨耗到接近段修限度时,减振装置便丧失了减振作用;与车体之间的回转阻力矩较小,导致车体的低速摇头运动不能得到有效抑制,使车辆的力学性能变差。
1.2 转K5转向架转K5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、制造成本低、检修维护方便等优点。
采用了全新的设计理念,具有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。
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,使侧滚转动中心降低,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。
大轴重货车转向架设计的探讨作者:付成仁来源:《中国科技博览》2014年第03期[摘要] 重载运输已成为世界铁路货运发展的方向,提高轴重、增大单车载重是世界各国重载运输一致采用的举措。
我国目前通用货车轴重采用21t、23t,重载货车的轴重为25t。
我国与重载技术发达的国家相比存在较大差距,转向架轴重偏低,严重制约了我国重载货车技术的进一步发展。
[关键词] 大轴重货车转向架探讨中图分类号:U260.331重载技术是我国铁路货运发展的重要方向。
所谓重载运输,是指在一定的铁路技术装备条件下,通过采用大功率内燃或电力机车,扩大列车编组长度、提高列车轴重和牵引重量,采用特殊运输组织方式等措施,使牵引重量和输送能力达到一定标准的运输方式。
重载运输已成为世界铁路货运发展的方向,提高轴重、增大单车载重是世界各国重载运输一致采用的举措。
90年代末期开始,在淘汰传统的转8A转向架的同时,我国通过合作、合资等方式,相继开发了转K2、转K4等21t轴重的新型提速转向架,满足120km/h商业运行速度的要求;开发了转K6、转K5型25t轴重的货车转向架,运用在载重70t、80t货车上,满足大秦线编组210辆、牵引重量2万吨的重载列车运输要求,这一重载运输技术水平跨入世界先进行列,填补了我国铁路货车制造及重载运输领域的多项空白,达到了国际先进水平。
然而,我国目前通用货车轴重采用21t、23t,重载货车的轴重为25t。
我国与重载技术发达的国家(见下表)相比存在较大差距,转向架轴重偏低,严重制约了我国重载货车技术的进一步发展。
转向架按构架形式可分为构架式和三大件式两种。
构架式转向架无菱形变形,轴重小,适合于快速运输;三大件式转向架轴重大,抗菱刚度小,适合于重载,但其提速后易产生菱形变形。
经过10多年的运用,三大件式转向架安装交叉支撑装置后,解决了抗菱刚度不足问题,动力学性能稳定,货车使用可靠性大幅度提高,关键部件的惯性质量问题得到了有效解决。
试述铁路货车的转向架检修及优化策略摘要:铁路货车在进行正常运行的时候,其转向架会对其运行的稳定性以及安全性产生直接影响。
目前我国铁路货车转向架检修工作中存在一些问题,这些问题会严重影响到我国铁路货车的正常运行,所以在进行铁路货车转向架检修工作的时候必须要采取科学合理的策略,并且根据我国铁路货车转向架检修工作中存在的问题来制定有效的解决措施。
保证我国铁路货车转向架检修工作能够顺利进行,从而为我国铁路运输事业的发展提供有效保障。
关键词:铁路货车;转向架检修;优化策略铁路货车是铁路运输中的重要组成部分,而转向架是铁路货车的重要组成部分。
在现代铁路货车中,转向架作为主要的承载部件,其运行质量直接关系到车辆的安全和运行效率。
因此,为了更好地保障列车安全运行,在对其进行检修时,必须严格按照相关规定和标准,保证检修质量。
通过对转向架的检修,能够有效地提升车辆运行质量,避免安全事故发生。
1.检修工作在铁路货车转向架的检修过程中,由于工作内容较为复杂,因此在检修过程中必须严格按照相关规定和标准进行,以保证检修工作的顺利进行。
在具体的检修过程中,首先要对转向架的状态进行全面检测,包括轴承、轴箱、油封、减振装置、减振器等。
在检查时,要根据其功能进行检查,发现问题后及时处理。
其次要对转向架的运行情况进行检测,主要包括转向架的运行速度、走行里程和制动效果等。
通过检测结果,可以掌握转向架的运行状态,从而为检修工作提供依据。
最后要对转向架的故障进行处理,包括轴承的润滑和更换、轴箱的润滑以及减振器等。
在检修过程中,检修人员应该严格按照相关规定和标准进行操作。
检修人员在操作前必须对转向架进行全面检查,重点对轴承、轴箱、减振器等部件进行检查和维护,确保其正常运行。
在检修过程中还要注意对转向架状态的监测,并将数据及时反馈给工作人员。
同时也要对转向架状态的变化进行监测,一旦发现问题需及时处理。
2.常见故障与原因在实际运行过程中,转向架的常见故障主要有两个方面,一是构架与摇枕之间的间隙问题,二是转向架的减振问题。
货车的转弯原理货车的转弯原理涉及到几个方面的因素,包括车辆结构、负载情况、转弯半径、重心位置以及驾驶员的操作等。
下面我将详细解释这些因素在货车转弯中的作用。
首先,货车的结构对其转弯性能有着重要的影响。
货车通常采用前置驾驶室设计,其前轴负责转向,后轴负责承载重量。
这种结构使得驾驶员能够较好地控制车辆的转向角度,并且对车辆的操控有更好的感觉。
此外,货车的后轴通常安装了双轮,以增加车辆的稳定性和承载能力。
其次,货车的负载情况也对转弯能力有一定影响。
当货车装载重物时,重心位置会发生变化,进而影响车辆的稳定性和转弯性能。
如果重心偏高,货物易于发生侧翻,这就要求驾驶员在转弯时要谨慎操作,以保持车辆的平衡。
第三,转弯半径是决定货车是否能够顺利通过转弯的重要因素。
货车的转弯半径取决于车辆的轮距、轮胎规格以及转向角度等因素。
较大的转弯半径要求驾驶员有更大的空间进行转向操作,而较小的转弯半径则要求驾驶员更加细致地操作转向角度,以避免车辆与障碍物之间的碰撞。
此外,货车的重心位置也对转弯性能产生重要影响。
如果货物分布不均匀,重心偏离车辆中心,就会导致车辆在转弯时发生不稳定情况。
因此,在装载货物时,需要合理分布重量,保持车辆的平衡,以提高转弯稳定性。
最后,驾驶员的操作技巧和经验也是货车转弯的关键因素。
熟练的驾驶员能够通过正确的转向技巧,准确地控制车辆的转向角度和速度,保持良好的平衡和稳定性。
根据需要,驾驶员可以选择合适的转弯方式,如普通转弯、拉杆转弯或侧移转弯等,以适应不同的路况和转弯半径。
综上所述,货车的转弯原理涉及到车辆结构、负载情况、转弯半径、重心位置以及驾驶员的操作等因素。
只有合理配置这些因素,驾驶员经过充分训练和积累了丰富的经验后,才能够使货车在转弯时保持平衡和稳定,确保安全顺利通过转弯。
因此,在操作货车时,驾驶员需要综合考虑这些因素,提前做好转弯的准备并采取正确的操作策略。
否则,驾驶员在转弯时可能会遇到一系列的困难和问题,甚至导致交通事故的发生。
地铁盾构法施工后配套轨道设备转向架设计思路摘要:对盾构法施工的后配套渣土运输车转向架进行探讨,说明了在准静态条件下轮重减载率与脱轨系数的关系以及对脱轨的影响,对一体化轮轴转向架和独立旋转车轮转向架进行比较,就渣土运输车转向架设计建议。
关键词:转向架;脱轨;轮重减载率;一体化轮轴;独立旋转车轮1 概述盾构法施工的后配套运输系统方案涉及到与盾构机能力匹配及施工进度,如果要达到较高的施工进度必须配置强大的后配套运输系统。
目前,国内盾构法施工后配套运输系统基本上均采用有轨运输方式。
由于地铁盾构法施工的场地特点,决定了轨道运输系统必须由牵引机车、渣土运输车、砂浆运输车、管片运输车组成水平运输系统的编组列车,运行速度12km/h,根据情况可以是一列或两列以上。
其中运输车运输渣土重量在12.5-18 m3(25-36t)之间,由于车辆限界以及小半径曲线要求,所以土运输车多采用从动转向架形式。
本文试图就有关渣土运输车转向架的设计进行探讨,同时对设计中出现的几种型式进行比较评述。
2 转向架设计中考虑的主要问题机车采用转向架是为了增加车辆的载重、长度和容积。
在正常运送渣土过程中,转向架承受车体、车架、制动装置以及满载的渣土;能够保持要求的粘着力,把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车架,牵引编组前进;能缓和路线不平顺对机车的冲击,保证机车具有良好的运行平稳性和稳定性能顺利通过曲线,同时具有良好的制动力。
作为车辆的独立部件,要求结构简单,装拆方便,便于制造和检修[1][2][3]。
3脱轨安全性地铁盾构法施工采用的是临时简易轨道,普遍使用既有线上淘汰下来的24号、43号钢轨(轨距为762mm或900mm),隧道内施工环境恶劣,如果小半径弯道处轨枕固定钢轨不牢靠,会增大轨道的侧向横移量,使转向架频繁掉轨,严重影响施工进度。
根据发生脱轨过程的不同,可以分为三类不同的脱轨:爬轨脱轨、跳轨脱轨和挤轨脱轨[4]。
所以脱轨安全性一直是货车转向架开发中最为关注的问题之一,要使车辆在小半径曲线上低速运行时不至于脱轨,应计算出单个车轮的脱轨系数(用作用于轮缘上的侧向力q与作用于车轮上的垂直力f之比值表达,如图1),以确定轴箱横向定位刚度等参数。
快速货运电力机车转向架技术探讨摘要:近年来,大功率交流传动快速客运电力机车在我国发展迅速,技术日趋成熟,转向架的主要部件可借鉴快速客运电力机车转向架,以达到简化的目的。
但由于运营线路与牵引吨位的不同,对快速货运机车转向架的可靠性提出了更高的要求。
因此,有必要进一步研究快速货运载荷条件下对零件可靠性的影响。
关键词:快速货运;电动机车;转向架技术快速货运电力机车转向架技术得到越来越广泛的应用和简化,但由于运营线路的不同,对快速货运电力机车也提出了更高的要求,这对快速货运载荷工况下零部件的安全可靠性研究有一定的影响。
因此,在今后的发展过程中,相关人员应改进和创新这项技术。
一、转向架介绍转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一,其主要作用为:1、车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度,以满足铁路运输发展的需要。
2、保证在正常运行条件下,车体都能可靠地坐落在转向架上,通过轴承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动。
3、支撑车体,承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力,并使轴重均匀分配。
4、保证车辆安全运行,能灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线。
5、转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装,使之具有良好的减振特性,以缓和车辆和线路之间的相互作用,减小振动和冲击,减小动应力,提高车辆运行平稳性和安全性。
6、充分利用轮轨之间的粘着,传递牵引力和制动力,放大制动缸所产生的制动力,使车辆具有良好的制动效果,以保证在规定的距离之内停车。
7、转向架是车辆的一个独立部件,在转向架于车体之间尽可能减少联接件。
二、快速货运电力机车对转向架的要求1、运行速度高。
快速货运电力机车的目的是解决当前货运机车牵引速度慢、运输效率相对较低(周期长、有效占线时间短)等问题。
因此,为了与其他物流业竞争,设计研制120~160km/h运用速度的区间机车转向架是快速货运机车技术发展的必然选择。
轻型载重货车设计(转向系及前桥设计)摘要在本次毕业设计中,是关于轻型载货汽车的前桥及转向系统的设计。
本着力争性能可靠,价优,易造的设计构想,同时也主要参照拖厂的同类车型,努力去改造,去创新。
转向从动桥是通过悬架和车相连,两侧安装着从动车轮,用以传递车架与车轮之间的各种力和力矩。
汽车的转向系是利用转向节使车轮可以偏转一定角度以实现汽车的转向。
汽车的转向系是用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构,在行驶中起到重要作用。
主要可分为机械转向系,动力转向系和电动转向系。
其中电动转向系是未来汽车转向系的发展方向。
综合各种因素,本次设计采用采用转向梯形机构布置在前轴之后的整体式车桥和采用了正效率很高,操纵方便且使用寿命长的机械式循环球式转向器。
本次设计包括对转向从动桥结构形式的选择,主要是计算前轴、转向节、主销、主销上下轴承、转向节推力轴承或止推垫片等在制动和侧滑两种工况下的应力校核。
还包括转向器的结构选择及其设计计算并对转向梯形进行优化设计。
设计中水平有限,但希望能设计出一辆经济实用的轻型载货汽车。
关键词:运输车,前桥,主销,转向轴THE DESIGNS OF THE STEERING SYSTEM ANDFRONT AXLE IN OWN UNLOAD AGRICULTURETRUCK TO TRANSPORT OF KD1080ABSTRACTIn this graduated designs, my assignment is the light truck’s front axle and steering system. I shall try my best to design my assignment,I want the light truck’s cap acity is secure and the price is low. It is also easy to make,at the same time,I refer to the light truck which made in YT factory.I want to improve and innovate it.Steering front axle connects the frame by suspension.Driven wheel are installed at the sides of the fore axle,which transmits kinds of forces and torques into the wheels. The steering knuckle link to the front axle causes the front wheels to turn to the right or left .The steering system enables the driver to guide the automobile or wheeled tractor down the road and turn ringht or left.It is very important for the truck.there are mannnual steering,power steering and electric power steering.The electric power steering system will be the direction in the future.In view of all the factors,I adopt the ladder-shaped organization assigns after the front axle and very efficient that can be handled easily and had long performance life steering box of the circulation ball type. The design includes selection of the structure of the fore axle but most calculate the streys inspection under the break and the second slide of front axle ,steering knuckle inserts, king pin and ball bearing, thrust bearing and stop last spacer. Still include choosing and designing aslo calculating and carrying on optimization design ladder-shapedly of steering. The level is limited in the design, but I hope to design a economical and practical agricultural light truck.KEY WORDS: transporter, the front axle, king pin, steering shaft主要符号表量的名称量的符号单位汽车前轴静载荷G1N 汽车质心高度h g mm 转向阻力矩M r N.mm 接触应力σMPa 前轮承受的制动力pτN 前轮承受的垂直力Z1N 垂向弯矩MνN.mm 水平弯矩M h N.mm 车轮所受的重力g w N 前轮轮距B mm 两钢板弹簧座中心距S mm 转矩T N.mm 轮胎的滚动半径r r mm 地面垂向反力Z N 地面侧向反力Y N 力偶矩Q N.mm 轴承的轴向载荷F a N 轴承静承载容量C r0KN轴承当量静载荷P0KN 转向轴输入功率p1Kw 转向器中的摩擦功率p2Kw 效率η导程角α0rad 附着系数φ目录前言 (7)第一章概述 (7)第二章从动桥的方案确定 (10)§2.1 从动桥总体方案确定 (10)第三章转向系的方案确定 (12)§3.1 转向系整体方案确定 (12)§3.2 转向器结构形式及选择 (12)§3.3 循环球式转向器结构及工作原理 (13)第四章从动桥的设计计算 (15)§4.1从动桥主要零件尺寸的确定 (15)§4.2 从动桥主要零件工作应力的计算 (15)§4.3 在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算. 17§4.4 转向节在制动和侧滑工况下的应力计算 (19)§4.5 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (20)§4.6转向节推力轴承的计算 (23)第五章转向系统的设计计算 (24)§5.1 转向系主要性能参数 (24)§5.1.1转向器的效率 (24)§5.1.2传动比的变化特性 (24)§5.2 主要参数的确定 (25)§5.2.1 给定的主要计算参数 (25)§5.2.2 选择主要转向参数 (25)§5.2.3 车轮的左右最大转角确定 (26)§5.3 转向梯形的选择设计 (27)§5.4 转向梯形的优化 (28)§5.5 循环球式转向器的设计 (31)§5.5.1 转向器(循环球式)的效率 (31)§5.5.2 主要参数的选择 (31)§5.5.3 螺杆、钢球和螺母传动副 (32)§5.5.4 齿条、齿扇传动副设计 (33)§5.6 转向系主要性能参数确定 (34) (34)§5.6.1 转向系的角传动比ω§5.5.2 转向盘旋转圈数n (34)§5.6 循环球式转向器零件强度的校核 (34)§5.6.1钢球与滚道间的接触应力σ (35)§5.6.2齿的弯曲应力σ (35)§5.7 转向系其他元件的选择及材料的确定 (36)第六章转向系主要零件的强度计算 (37)§6.1 计算载荷的确定 (37)§6.2 主要零件的强度计算 (37)总结 (35)致谢 (40)参考文献 (41)前言在目前金融危机的大环境下,伴随着汽车行业的发展,轻型货运汽车在国民生产中扮演着更重要的角色。
试述铁路货车的转向架检修及优化策略摘要:转向架在铁路货车运行中占据着举足轻重的地位。
当前,铁路货车的结构与性能都有了很大的改变,为适应车辆的实际需求,转向架的质量与性能都要得到保证。
但在新时期的铁路货运环境中,转向架经常会发生很多故障问题,影响车辆的运行效率与运行安全,因此要高度重视转向架的故障检修工作。
文章围绕国内铁路货车转向架的现状,分析了转向架故障检修的主要技术,提出了转向架结构优化的有效策略,旨在保障铁路货车的安全平稳运行。
关键词:转向架;故障检修;结构优化随着铁路货运市场份额的逐渐加大,人们对铁路事业发展的关注度越来越高,现今国家与业内都加大了对技术、资金等方面的投入力度,致力于铁路货车的整车性能的研究,以确保铁路货车在新时期环境下更好的发展。
而转向架就是其中的一个重要课题,随着车辆载重与运行速度的提升,转向架的结构也要给予完善,通过检修技术与结构优化措施的应用,延长转向架的使用寿命,从而发挥更大的价值。
1现今铁路货车转向架的应用概况毋庸置疑的是,国内铁路货运业在国际上的地位一直处在前列,无论是自主研发、设计与生产上,创新能力都比较独到。
现今,铁路货运行业已经研发了多种不同型号的转向架,图一为其中的一种,并且在一定时间里实现了K2重车型转向机的可行性试验,后续又使K6、K8型转向机得到了应用。
第一,基于120千米/小时的车速,可以维持低磨耗的平稳运行,转向架技术已趋于国际水平。
第二,基于转向架的设计、加工、检修等方面,发展成交叉支撑转向结构,大大加强了车辆行走的安全性与稳定性。
第三,基于基本条件限制,铁路货运车辆通用轴承载的极限值为2.3万kg,重载接近2.5万kg,转向技术更加成熟[1]。
但随着国内铁路运输行业经历的第六次整体提速,转向架的力学性能与结构性能等,也要随之提升与优化,由此辅助车辆故障的检测与维修,从而保证铁路货车运行的安全性与稳定性。
图一铁路货车转向架结构2铁路货车转向架故障检修的主要技术2.1货车转向架故障检修中遇到的问题以图二所示的铁路货车转K6型转向架的交叉支撑来说,交叉杆不分解时,侧架立柱磨损板难以实现铆接,实际检修时,应分解检修摇枕档内面、侧架立柱板等部位,从而加大了检修的难度。
货车转向架设计思路
1转向架主要参数的选择与确定
1.1轴重
它主要与车辆的载重要求、线路强度,桥梁载重等级和钢轨重量等因素有关。
选择轴重后可确定车轴、车轮和轴承型号。
1.2 轮型及轮径(D、E轮,φ840)
1.3通过最小曲线半径(与用户线路条件有关)
1.4最大运营速度(用户或设计要求)
1.5转向架弹簧垂向静挠度(分空重车两种状态)
一般要求尽量加大空车的静挠度,因刚度越大,自振频率越高,响应大;反之响应就小。
对于一个自由度点头振动的转向架,其频率:
P=
1
1
1
1M
K
P
L
式中L1——构架长度P1——约为0.25L1
K1——一台转向架的垂向刚度(kN/m)
M1——一台转向架的质量(t)
1.6弹簧定位刚度:(与斜楔角度,摩擦系数, 弹簧刚度等有关)
1.7转向架制动倍率(与车辆的整体制动要求有关)
2.转向架主要尺寸的选择与确定
3.1固定轴距
固定轴距定的小,可以减少转向架的自重,减少侧向力,降低点头振动的振幅。
减轻轮缘与钢轨内侧的磨耗,可以灵活地通过曲线;但固定轴距定的太小,更换内侧闸瓦困难,检修不便,且使蛇行运动波长减少,蛇行临界速度减小。
目前线路允许每延米
载荷按65KN计算,故货车固定轴距通常在1580——1850mm间。
2.2轴颈中心距(与轴型有关)
2.3旁承中心距(一般定为1520mm,对于采用弹性旁承的转向架该值影响转向架的回转阻力大小)
2.4下心盘直径
心盘直径的不断加大,主要是为了扩大承载面积。
心盘载荷:按AAR标准推荐:单位面积压力为7Mpa,我国D轴心盘载荷为380KN,单位面积压力为7.3Mpa,E轴心盘载荷为455KN(下心盘直径为Ø356和Ø375),单位面积压力为6.0Mpa和5.25Mpa。
为使心盘压力不超过7Mpa,可采用大心盘结构(国外已把心盘直径加到600mm ,甚至达1000mm)。
2.5下心盘面到轨面距离(看是否含心盘磨耗盘)
分自由高和空车高两种状态
2.6下心盘面旁承上平面距离(自由状态)
如是弹性旁承分自由和压缩两种状态
2.7侧架上平面到轨面距离(自由状态)
2.8轴箱下平面至轨面高(与限界有关)
3.构架型式的选择:
3.1三大件式转向架
由一个摇枕和两个侧架组成的三大件式转向架,其主要优点是结构简单,制造,检修方便,均载性较好;其缺点是两轮对有“菱形”变位,轮缘与钢轨冲角较大,蛇行运动加剧;
3.2焊接构架式转向架
由一个心盘梁(或称横梁),两个侧梁组成的称为构架式转向架,其优点是定位刚度大,几乎无“菱形”变位,故有较高的二次蛇行临
界速度,结构较复杂,运用时间长后易出现裂纹,故只适合单件或小批量生产。
4.方案的选择与相关计算
对所选的方案进行优化主要从几何通过和动力学性能两大方面入手进行计算。
几何通过以计算它可否顺利通过最小半径的曲线。
对于轴箱导框式定位结构,主要是计算轴箱与构架上的轴箱导框的纵向及横向间隙。
纵向间隙: a=a1+a2
横向间隙: b=b1+b2
外侧车轴:a=M/2(L/R+e/2L) b=C/2(L/R+e/2L)+10
中间车轴:b=L*L/2R+10
e---轮轨间隙
M---轮对轴颈中心线间的距离
C---轴箱宽度
L---转向架固定轴距之半
R---最小曲线半径
以3E 轴转向架为例:
e=40 M=1981 C=320 L=1300 R=145000
则1、3位车轴
a=1981/2(1300/145000+40/2600)=24
b=320/2(1300/145000+40/2600)+10=13.9
则2位车轴
b=1300*1300/2/145000=15.8
按轴箱与构架上的轴箱导框的纵向及横向间隙可互取的原则,因此轴箱导框横向间隙为25±3mm.
轴箱导框纵向间隙为16±2mm 。
动力通过则须通过 动力学计算,使其满足稳定性,平稳性(对客车为舒适性)和安全性要求(GB5599或相关标准)。
其评定指标为:
轮轨横向力——Q
轮轴横向力——H 脱轨系数——P
Q 轮重减载率——
P P 倾覆系数——D
5旁承的选用
常用的有常接触弹性旁承和钢性旁承。
不管何旁承,其摩擦回转力矩都应选得比较合适,因为摩擦回转力矩与抗脱轨安全性有一定影响(M 增大,侧向力增大),脱轨系数Q/P 也表明这一关系。
转向架抗蛇行运动稳定性不仅与其几何参数和质量特性有关,还与运动速度有关,最佳回转阻里力矩M 可近似由下式确定:
M=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+*22141νωωνp m Y 0 ** 旁承间隙的大小要兼顾车辆可顺个利通过曲线,因此不宜过大。
可按近似按下式选取: δ=线路顺坡率*车辆定距/4
过大了使摩擦阻力增大,车体与转向架相对转动受阻,致使外侧轮缘侧向力过大。
一般可按下式选取:h=1/4(顺坡率i*车辆定距L) 例如:转K 2取51±。
6 减振器型式的选择
有油压减振器,摩擦减振器,橡胶减振器之分。
摩擦减振器又有单摩擦减振器和双摩擦减振器以及利诺尔减振器。
又分常摩擦减振器和变摩擦减振器。
摩擦减振器的相对摩擦系数,在新设计的货车转向架中,相对摩擦系数设计值一般取为0.07,实测值约0.09。
一般振动理论要求的相对摩擦系数为0.07——0.1。
但对于空重两级刚度的弹簧,空车的相对摩擦系数偏大,一般以不大于0.15为佳.
摩擦减振器的摩擦力有常摩擦力和变摩擦力之分,变摩擦力与摩擦块(件)的相对位移有关,如转8A 转向架上行程和下行程的摩擦
力应是不相等的,故相对摩擦系数通常用两者的平均值来表示,即Φ=P F F 21+。
而常摩擦减振器的相对摩擦系数Pj
F =Φ, F ——减振器的摩擦力, F=⨯μN **
μ ——摩擦副的摩擦系数,一般μ=0.25—0.35
N ——摩擦副表面上的正压力(减振器弹簧的工作压力)
Pj ——弹簧装置承受的静载荷。