城市轨道交通车辆转向架PPT课件

铁道机车车辆.第二章转 向架ppt培训课件
• 转向架概述 • 转向架的结构与原理 • 转向架的维护与检修 • 转向架的未来发展 • 案例分析
01
转向架概述
转向架的定义与作用
转向架的定义
转向架是铁道机车车辆的重要组成部 分，它负责支撑车体并承担来自车体 和轨道的各种载荷，同时通过轮对实 现车辆在轨道上的行驶和转向。
03
转向架的维护与检修
转向架的日常维护
日常检查
对转向架的各个部件进行外观检 查，确保无异常声音、无严重磨
损或变形。
油脂涂抹
按规定对轴承、关节等部位涂抹 润滑油脂，保持良好润滑状态。
紧固件检查
检查并紧固转向架上的螺栓、螺 母等紧固件，确保连接牢固。
转向架的定期检修
按照规定周期，对转 向架进行全面解体、 清洗和检查。
转向架的发展趋势与展望
总结词
未来转向架的发展将更加注重环保、安全、舒适和智 能化等方面，同时将不断适应新的市场需求和技术发 展趋势。
详细描述
随着环保意识的不断提高和新能源技术的不断发展， 未来转向架将更加注重环保和节能。例如，采用新能 源驱动系统，优化转向架结构，降低运行噪音和振动 等措施，以提高转向架的环保性能。同时，随着智能 化和自动化技术的不断发展，未来转向架将更加注重 安全性和舒适性。例如，采用先进的传感器和控制算 法，实现精确的操控和稳定的运行，提高乘客的舒适 性和安全性。
转向架的作用
转向架的主要作用是支撑车体和载荷 ，确保车辆在轨道上稳定行驶，同时 实现车辆的曲线通过和高速运行。
转向架的组成与分类
转向架的组成
转向架通常由轮对、轴箱、轴承、弹簧悬挂装置、制动装置 等部分组成。
转向架的分类

3.2.2 轮对与轴承轴箱装置
1.轮对
轮对结构如图3-11所示。轮对由一根车轴和两个同 型号车轮通过过盈配合组装而成，采用冷压（或热套） 工艺进行组装，车轮与车轴牢固地结合在一起，不允许 有松脱现象。轮对的作用是引导车辆沿钢轨运动，同时 还承受着车辆与钢轨之间的载荷。
3.2 构架、轮对与轴承轴箱装置
3.1 转向架基础知识
3.1.1 转向架的作用和组成
2.转向架的组成
（3）构架。构架是转向架的基础，主要包括侧梁、 横梁、案卷及其他零部件的安装或悬挂座，构架将转向 架的各个零部件组成统一整体。
（4）制动装置。转向架制动装置指的是基础制动装 置，主要包括制动缸、放大系统、制动闸片和制动盘。
3.1 转向架基础知识
3.2 构架、轮对与轴承轴箱装置
图3-9 北京地铁10号线 车辆拖车用转向架构架
3.2 构架、轮对与轴承轴箱装置
3.2.1 构架
2.构架的分类
按制造工艺，构架分为铸钢和焊接构架两种形式，城轨车 辆一般采用焊接构架。一般焊接构架的梁为中空箱形，重量 轻，节省材料，又能满足强度和刚度的要求，应用比较广泛。
1.轮对
（2）车轮
①车轮按结构的不同分为整体轮和轮箍轮，如图3-14 （a）和图3-14(b)所示。整体轮按其材质可分为辗钢轮、铸 钢轮等。轮箍轮又可分铸钢辐板轮心、辗钢辐板轮心以及铸 钢辐条轮心的车轮。
②车轮按材质的不同分为弹性车轮和非弹性车轮。其 中，弹性车轮如图3-14(c)所示。地铁、轻轨车辆及高速列车 车辆也有使用弹性车轮的。
如图3-10所示，构架按结构形式有开口式、封闭式，或 形、“日”字形、“目”字形等，主要根据横梁的数目与位置 而定。其中，开口式、形、“日”字形形式最常见。

五、牵引电机对角配置的单独轴—纵向驱动

原理：
电机驱动轴与齿轮减速箱之间的扭矩的传递由一传动轴来实现。
结构特点：
两牵引电机呈对角纵向悬挂于构架横梁的下方； 齿轮减速箱一端弹性悬挂于构架的端梁，另一端抱在轮对车轴
上。 两轮对各自独立配置牵引电机及其传动装置； 电机和减速箱间采用十字联轴节、传动轴驱动 电机纵向配置使轮对内侧留出了更大的空间，有利于安排制动 盘或采用内置式轴箱，有利于减缩转向架的固定轴距。

结构特点：
牵引电机完全弹性地悬挂于构架。 单个电机纵向布置，经万向接头空心轴传动。


性能特点：
较上述的单电机两轴—纵向驱动、骑马式结构减 轻了簧下重量，改善了动力性能，其余特征均与 之相类似。
全悬挂单电机两轴纵向驱动装置（简图）
1—牵引电机； 2—联轴节； 3—驱动伞齿轮； 4—万向接头空心轴； 5—联轴器； 6—轮轴； 7—减速箱； 8—制动盘


单电机两轴纵向驱动、骑马式结构（简图）
1—牵引电机； 2—联轴器； 3—驱动伞齿轮； 4—空心轴； 5—橡胶联轴器； 6—轮轴； 7—减速箱； 8—制动盘
四、全悬挂单电机、两轴—纵向驱动


原理：
电机两端伸出的驱动轴经联轴器、减速齿轮驱动 万向接头空心轴，再经橡胶联轴器将扭矩传递给 轮轴。

3、摇枕弹簧装置


DK4型转向架的摇枕弹簧装置采用无摇动台的空气弹 簧支悬形式 结构特点：



摇枕由钢板焊成空心鱼腹形等强度梁，上、下盖板厚14mm， 腹板厚8mm。 摇枕做成密封结构，兼作空气弹簧的附加空气室 摇枕支承在空气弹簧上，由气嘴与空气弹簧相连通 DK4型转向架采用心盘承载的方式，下心盘直径为360mm。 下旁承实际上是一块固定在摇枕上的渗碳摩擦板。上下旁承 之间的间隙为3～5mm，左右的旁承间隙之和不超过8mm。 在摇枕与构架之间有纵向牵引拉杆。其作用是把轮周牵引力 传递到摇枕上，但不妨碍摇枕在上下、左右方向的位移。

包括轴箱弹簧、垂向减振器和轴箱定位装置等。
（4）构架 —— 转向架的骨架，它将转向架的各个零、部件组 成一个整体，并承受和传递各种力。它包括侧梁、横梁或端梁， 以及各种相关设备的安装或悬挂支座等。
（5）二系悬挂（车架/体与转向架间的连接装置）—— 用以传
递车体与转向架间的垂向力和水平力，使转向架在车辆通过曲线
时能相对于车体回转，并进一步减缓车体与转向架间的冲击振动 ，同时必须保证转向架安定。它包括二系弹簧、各方向减振器、 抗侧滚装置和牵引装置等。 （6）驱动装置（动力转向架）—— 将动力装置的扭矩最后有
效地传递给车轮。包括牵引电机、车轴齿轮箱、联轴节或万向轴
和各种悬吊机构等。
（7）基础制动装置 —— 由制动缸传来的力，经放大系统（
第三章
城轨车辆转向架
• 第一节 概
述
转向架是车辆最重要的组成部件之一。其结构是否合理直
接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。 高速列车在世界各地疾速奔驰，现代城轨车辆飞速发展，无 一不与转向架技术的进步发展息息相关。 可以毫不夸张地说，转向架技术是“靠轮轨接触驱动运行的
现代机车车辆”得以生存发展的核心技术之一。
进。 （3）缓冲 —— 缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证车辆具 有良好的运行平稳性和稳定性。
（4）转向 —— 保证车辆顺利通过曲线。
（5）制动 —— 产生必要的制动力，以使车辆在规定的距离内 减速或停车。 当然，非动力转向架并不产生驱动力，它是被别人拉着走的， 因此它可以没有牵引作用（任务）。
二、转向架的组成及各部分的作用
三、典型城轨车辆转向架构架简介
1．北京地铁车辆DK3型转向架构架 2．上海地铁车辆SMC型转向架构架
• 第五节 弹簧装置及减振器

• 车钩的分类
自动车钩
车钩
按车钩连接方法不同分 非自动车钩
非刚性车钩 按车钩特点的不同分
刚性车钩
城市轨道交通车辆构成课件
车辆构成→车钩缓冲装置
非自动车钩和自动车钩的不同点在于：
1．非自动车钩解钩时，机械和气动部分可气动也可 手动操作完成，但不能在司机室集中控制；
2．电气连接装置只能用于手动操作。 3．在非自动车钩上设有贯通道支撑座。
城市轨道交通车辆→构成
• 车辆的构成
• 车体 • 车门 • 车钩缓冲装置 • 转向架 I. 制动装置
城市轨道交通车辆构成课件
轨道交通车辆结构示意图
城市轨道交通车辆构成课件
城市轨道交通车辆→构成
城市轨道交通车辆构成课件
问题？？？
• 车辆由哪几部分构成？ 底架
• 车体由哪几部分构成？
侧墙
车体
车顶
城市轨道交通车辆→构成
（3）车体的构成→底架
• 车体底架由地板、侧梁、枕梁、小横梁和牵引梁 组成。
• 枕梁用于连接走行部，牵引梁设在底架的两端， 用来安装车钩缓冲装置。
1－端梁；2、7－枕梁；3－纵梁；4－侧梁；5－横梁；6－中梁。
城市轨道交通车辆构成课件
城市轨道交通车辆→构成
（4）车体的承载方式
位少、车门多且开度大。
•
对重量限制较为严格，以降低高架线路的工
程投资。
•
车体采用轻量化设计。
•
车体的防火要求严格。
•
车体的隔音和减噪措施有严格要求。
城市轨道交通车辆构成课件
城市轨道交通车辆→构成
（2）车体的材料 轨道交通车辆对于车体材料的要求包括：
• 具有一定的强度和刚度。 • 要耐腐蚀。 • 采用轻量化设计，能大大节约制造材料、降低牵

单侧闸瓦式
双侧闸瓦式
26
27
5、牵引电机与齿轮变速 传动装置
使牵引电机的扭矩转 化为轮对或车轮上的转矩， 利用轮轨之间的粘着作用， 驱动车辆沿着钢轨运行。
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6、转向架支承车体装置 车体与转向架联结部分的结构应能满足安全可靠地
支承车体，并传递各种载荷和作用力，同时车体与转向 架之间应能绕不变的旋转中心相对转动，以使车辆顺利 通过曲线。一般转向架支承车体的方式有心盘集中承载、 非心盘承载(或旁承承载)和心盘部分承载3种。
3、三个力的传递过程 垂向力 横向力 纵向力
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第四节 转向架构架
一、组成及作用
1、作用 转向架构架是转向架的骨架，用以安装转向架各组
成部分和传递各方向的力，并用来保持车轴在转向架内的 位置。 2、组成
一般由左右两侧梁和几个横梁组成。
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二、转向架构架的设计原则
① 必须全面考虑构架与各有关零、部件的相互位置关系，合 理布置结构；
影响显著。增大跨距可增加车体抗倾覆的复原力矩，提高车体 在弹簧上的稳定性。根据摇枕悬挂装置中弹簧横向跨距的不同 可分为： 1）外侧悬挂 转向架摇枕弹簧横向跨 距大于构架两侧梁纵向中 心线距离，称为外侧悬挂 转向架。
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2）内侧悬挂 摇枕弹簧横向跨距小于构架两侧梁纵向中心线距离，
称内侧悬挂转向架。
3）中心悬挂 摇枕弹簧横向跨距与构架两侧梁纵向中心线距离相等，
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1）拉板式定位 用特种弹簧钢材制成的薄片形定位拉板，其一端与轴箱连
接，另一端通过橡胶节点与构架相连。利用拉板在纵、横向的 不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动，以实现弹性定位。拉 板上下弯曲刚度小，对轴箱与构架上下方向的相对位移约束很 小。

部载荷并传递给整个车体；承受因各种原因而引起的横向力 和走行部传来的各种振动和冲击；
底架中部断面较大并沿其纵向中心线贯通全车的梁称为 中梁，它是底架的骨干。底架两侧边沿的纵向梁称为侧梁， 侧墙固定其上。底架两端部的横向梁称缓冲梁(或称为端梁)， 端墙固定其上。在转向架的支承处设有枕梁，为横向梁中断 面最大的梁。在两枕梁之间设有两根以上的大横梁。为了吊 挂设备，铺设地板，底架上还设有若干小横梁和纵向辅助梁， 同时达到了增强底架强度和刚度的目的，其中，中梁和枕梁 承担载荷最大，因而最为重要。
不锈钢
材料
C(max) Si(max) Mn(max)
Ni
Cr
S(max) P(max) N(max)
SUS301L 0.03
1.00
2.00 6.00~8.00 16.00~18.00 0.030 0.045 0.20
SUS304
0.08
1.00
2.00 6.00~10.50 16.00~20.00 0.030 0.045
任务一 车体的结构
2.车体的结构形式 按照车体结构承受载荷的方式不同，车体可分为底架承载 结构、侧墙和底架共同承载结构和整体承载结构三类。
任务一 车体的结构
图2-1 整体承载结构车体
任务一 车体的结构
模块化车体结构
模块化车体设计是将整个车体分为若干个模块，如图 2-2所示，在每个模块的制造过程中完成整车需要的内装、 布管与布线的预组装(见图2-3)并解决相互之间的接口问 题。各模块完成后即可进行整车组装。每一模块的结构部 分本身采用焊接，而各模块之间的总成采用机械连接，如 图2-4所示。
任务一 车体的结构
模块化结构的缺点 ①模块化结构的个别部件(如司机室框架)采用了部分钢材 制造，各部件之间又采用了钢制螺栓连接，所以车体自重 要比全焊结构稍重； ②为保证隔热、隔声性能，组装后，内部需喷涂隔声阻尼 浆和安装玻璃棉或其他隔热、隔声材料； ③车体结构在使用中仅对表面涂装进行必要的维修，在正 常工况下可以满足使用寿命30年的要求。

(c)
(a)具有双排球形转盘的铰接转向架；(b) 具有球心盘的铰接转向架； (c) TGV高速列车的雅可比铰接转向架
第二节 轮对
轮对的组成及基本要求 车轴 车轮

第三节 轴箱装置
滚动轴承轴箱装置的特点 车辆滚动轴承轴箱装置的型式 滚动轴承的选型、精度等级及材质

第四节 弹性悬挂元件的结构、 设计及计算
二、转向架的基本构成
1. 2. 3.
4.
5.
6.
轮对及轴箱装置 构架 转向架支承车体装置 弹性悬挂装置 齿轮变速传动装置 制动装置
上海地铁新型转向架
上海地铁新型转向架
轮对
轴箱
构架
摇枕
基础制动装置
三、转向架结构分类




按车轴的数目和类型 按轴箱定位方式 按弹簧装置的型式 按摇枕弹簧的横向跨距 按车体与转向架之间的载荷传递方式 铰接式转向架的车体与转向架连接方式
（2）差压阀

差压阀是保证一个转向架两侧空气弹簧的 内压之差，不能超过为保证行车安全规定 的某一定值，若超出时，则差压阀自动沟 通左右两侧的空气弹簧，使压差维持在该 定值以下。所以，差压阀在空气弹簧悬挂 系统装置中起保证安全的作用。
差压阀原理及结构
选择差压阀的差压值时注意事项



①在转向架左右两侧空气弹簧为均载条件下，车辆正常运行时，该 压差值应不影响由于车辆振动所引起的空气弹簧内压变化的值。 ②差压阀的压差值应高于车辆在曲线(包括过渡曲线)上运行时，仅 是由于车体两侧增减载的载荷变化，使左右两个空气弹簧内压变化 的压差值(包括高度控制阀的充、排气作用)。 ③在上述两个要求的允许条件下，尽量取较小的压差值，使各空气 弹簧承载不会发生过分的不均衡，以提高车辆的运行平稳性和抗脱 轨性能。 ④当转向架一侧空气弹簧发生破裂事故时，另一侧空气弹簧内压不 能过高，并仍使车辆能以较低速安全运行，以便于事故的处理。 一般差压阀的压差值取为0.08～0.12MPa。

4.减振装置
填隙片安装在弹簧上座下面用于补偿不同的车 轴质量和重心，这样可保证转向架保持水平。优化 一系悬挂的特性，可以降低轮轨间的磨耗、转向架 摆动和滚动角。
三、南京地铁转向架
4.减振装置
（2）二系悬挂。二系悬挂如图3 77所示。二 系悬挂的主要功能是使乘客感到舒适。该悬挂对车 身进行挠性支撑，使得车身相对于转向架移动并且 与此同时提供横向重新定心功能。
1.结构特点
ART转向架为四轮内轴承型，包括预制钢构架以及提供有可转向 的车轴、叉臂、第二级空气弹簧悬挂和摇枕。最大设计速度120 km/h，最大运行速度110 km/h，承载17 000 kg。
通过空气弹簧悬挂，垂向负载从车身摇枕传输到转向架摇枕。这 些负载通过低摩擦旁承传输到转向构架上。转向架具有可转向机构， 它允许车轴在曲线段时转向。机构的几何形状是对称的，以改善转 向架的动态行为。转向架也配备有推进元件、制动设备、集电装置 和转速计。
三、南京地铁转向架
如
图
3-76
图3-76一系悬挂减振装置 1—同轴螺旋弹簧; 2—止动销; 3—一系缓冲器; 4—支撑板; 5—转 臂; 6—弹性衬套
三、南京地铁转向架
4.减振装置
该悬挂是个转臂型悬挂。轮对的导向由径向臂 来完成，转臂通过弹性衬套与构架连接。在车轴中 心线上方的两个同轴螺旋弹簧提供了垂直方向的刚 性，横向和纵向刚性则由安装在转臂端部并连接转 向架构架中扼架的弹性衬套提供。
图
3-73
三、南京地铁转向架
如
图
3-74
图3-74拖车转向架构架 1—管道支架; 2—空气弹簧接口; 3—侧构架; 4—扭接连杆托架; 5—制动装置连接件； 6—横向 缓冲器托架
三、南京地铁转向架

单元5 转向架
城市轨道交通车辆及操作
车轮与钢轨的接触面称为踏面。轮对踏面应具有一定的斜度，也称为锥形踏面， 其作用为： 直线运行时，轮对能自动调中；曲线运行时，能够减少轮轨之间的滑动；运行时 车轮与钢轨接触的滚动直径在不断地变化，致使轮轨地接触点也在不停地变换位 置，从而使踏面磨耗更均匀。
单元5 转向架
单元5 转向架
城市轨道交通车辆及操作
构架主要由P275 NL1钢板组成。大量的铸造和锻造部件通过电焊焊接在构架上 ，这些部件一般有：吊耳、一系和二系减振器座、一系垂向止挡、电机吊座和齿轮箱 吊座、踏面制动单元安装座、转向架和车体连接部位。
焊接后，构架机加工前应退火消除应力，抛丸后须用环氧树脂油漆进行防腐保 护。
单元5 转向架
城市轨道交通车辆及操作
车体装有空气源和高度阀，确保空簧的高度。两个高度阀通过调节杆来连接车体和转 向架。 空气弹簧主要分为膜式和囊式两大类，膜式又分为约束膜式和自由膜式，后者应用广 泛。空气弹簧主要由上、下盖和橡胶囊组成，它的密封要求非常高，常用的有压力自 封式和螺钉紧封式两种。 高度控制阀能够根据载荷的变化自动保持车体的高度，以减少车辆通过曲线时的倾斜 度。车辆正常行驶时，高度控制阀是不起作用的。
单元5 转向架
2.轮对装置
轮对（如图5－6）是由一根 车轴和两个同型号车轮过盈 配合组装而成。
单元5 转向架
城市轨道交通车辆及操作
图5-6 轮对
城市轨道交通车辆及操作
轮对的作用是引导车辆沿线路运行，并且承受车辆与钢轨之间的各种载荷。因 此，轮对应具有足够的强度和刚度，以保证车辆的安全运行。同时在保证强度 和使用寿命的前提下，应尽量减轻轮对的重量，并使其具有一定的弹性，以减 少车轮与钢轨之间的动作用力和磨耗。