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特种铁道车辆转向架选型分析

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《装备制造技术））２ｏ１５年第７期　特种铁道车辆转向架选型分析　马鹏超，崔红　（南车长江车辆有限公司，湖北武汉４３０２１２）　

摘要：针对特种货物的运输要求，提出了特种铁道车辆转向架的选型原则，通过对转Ｋ６型、２０９Ｔ型和转２６Ｇ型三种　成熟结构转向架动力学性能计算，分析了在不同速度等级下，装用三种转向架的车辆动力学性能指标满足　ＧＢ／Ｔ５５９９—１９８５（铁道车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》的情况，并对特种铁道车辆的动力学平稳性指标评价标准　提出了建议的考核要求。　关键词：转向架；选型；探讨　

中图分类号：Ｕ２７０．３３１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　６７２—５４５Ｘ（２０１　５）０７—００８１—０２　

随着我国科学技术的发展，很多高、精、尖设备　和军队装备需采用特种铁道车辆进行长距离运输。　这些车辆载重不大，但货物价值高或属危险货物或　属特种装备等，须配备专门的押运人员，确保货物运　输的安全。有些货物对车辆运输过程中的各向加速　度有较苛刻要求，有押运人员乘座的车辆其平稳性　指标与人员的舒适度密切相关，因此，为减少特种货　物在运输过程遭受潜在损害，提高押运人员乘座舒　适性，保证产品运输的安全，选择性能优良的转向架　非常重要。　１转向架选型原则　（１）采用技术成熟、性能可靠、维修方便且能满　足车辆运用要求的转向架。　（２）车辆运行速度为１２０　ｋｍ／ｈ，轴重满足车辆载　重要求，货物车用转向架轴重不低于２１　ｔ，乘务车用　转向架轴重不低于１８　ｔ，铁道车辆是通过轴重来确定　车辆的总重量，这点与汽车相类似，如果每车有Ⅳ个　轴，轴重为Ｇ吨，则车辆的总重不能超过（ＮｘＧ）吨。　（３）对有特殊运输要求货物，转向架与车体配装　后的垂向和横向最大加速度应小于０．５ｇ。　（４）平稳性指标应小于３．５，保证押运人员的乘　座舒适性。　２转向架选型　根据上述要求，结合国内既有转向架情况，拟从　转Ｋ６、２０９　Ｔ和转２６　Ｇ型转向架三种转向架中选取。　２．１备选转向架主要结构及性能参数　２．１．１转Ｋ６型转向架结构简介　转Ｋ６为铸钢三大件式转向架，主要由侧架、摇　枕、轮对、中央弹簧悬挂及减振装置、交叉支撑装置　和基础制动装置等组成（图１）。一系悬挂采用轴箱弹　性剪切垫，二系采用带变摩擦减振装置的中央枕簧　悬挂系统，两侧架之间加装下交叉支撑杆，采用双作　用常接触式弹性旁承、ＲＥ２Ｂ型车轴及ＬＭ磨耗型踏　面车轮，基础制动装置采用拉杆式单侧闸瓦制动、　奥一贝球铁衬套和组合式制动梁［１］。　

图１转Ｋ６型转向架　２．１．２　２０９Ｔ型转向架结构简介　

该转向架为两系悬挂客车转向架，由构架、轮对　轴箱、摇枕弹簧和基础制动装置等组成（图２）。采用　构架Ｈ型铸钢和ＲＤ３型短圆柱滚动轴承轮对。轴箱　采用自润滑、干摩擦弹定位。摇枕弹簧悬挂装置采用　单节长摇枕吊和构架外侧悬挂有摇动台结构，有垂　向油压减振器和纵向牵引杆。基础制动装置采用杠　杆传动，双侧闸瓦制动，有缓解弹簧［２１。　

图２　２０９Ｔ型转向架　收稿日期：２０１５—０４—０１　作者简介：马鹏超（１９６８一），男，河南宁陵人，大学本科学历，高级工程师，研究方向为特种铁道车辆总体设计研究。　

８１　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．７，２０１　５　２．１．３转２６Ｇ型转向架结构简介　该转向架为两系悬挂机冷车专用转向架，由构架、　轮对轴箱、中央悬挂和基础制动装置等组成（图３）。采　用Ｈ型铸钢构架、ＲＤ３型短圆柱滚子轴承车轴和ＬＭ　磨耗型踏面的ＫＫＤ型车轮。一系悬挂采用轴箱弹簧和　导柱干摩擦弹ｌ生定位方式，二系悬挂采用摇枕弹簧加油　压减振器和有摇动台结构；基础制动装置采用杠杆传动　和双侧闸瓦制动，闸瓦靠自身重力缓解，无缓解簧。　

图３转２６Ｇ型转向架　２．２备选转向架主要技术参数对比　转Ｋ６、２０９Ｔ和转２６Ｇ三种转向架的主要技术参　数如表１所示。　表１转Ｋ６、２０９Ｔ和转２６Ｇ转向架主要技术参数对比表　序号　项目　转Ｋ６　２０９Ｔ　转２６Ｇ　１　轴重Ｉｔ　２５　１８．５　２１　２　自重／ｔ　４．８　７　７．２　最高商业运营　３　１２０　１４０　１２０　速度，（ｋｍ／ｈ）　４　固定轴距／ｍｍ　１８３　Ｏ　２４０　０　２４Ｏ　Ｏ　５　车轮直径／ｒａｍ　８４０　９１５　９１５　轮对（轴箱）　干摩擦导柱式　干摩擦导柱式　６　橡胶簧弹性定位　定位方式　弹性定位　弹性定位　一系为八字橡胶　７　弹簧形式　弹性切垫；二系枕　一、二系均　一、二系均　簧为圆柱弹簧　为圆柱弹簧　为圆柱弹簧　８　减振方式　斜楔式变摩擦减振　油压减振器　油压减振器　９　牵引方式　减振斜楔传递　纵向牵引拉杆　纵向摇枕挡　２．３转向架动力学性能分析比较　采用ＳＩＭＰＡＣＫ动力学分析软件将备选转向架　配装某车体进行了动力学性能计算分析，评定标准　为ＧＢ／Ｔ　５５９９—１９８５《铁道车辆动力学性能评定及试　验鉴定规范》，在空车和重车工况下，分别对车辆垂　向加速度、横向加速度和车辆的平稳性指标等主要　参数来进行比较（见表２、表３）。　表２装用转Ｋ６、２０９Ｔ和转２６Ｇ三种不同　转向架时的横向和垂向加速度比较　空车　重车　美国Ⅲ级线路　美国Ⅲ级线路　转Ｋ６型　２０９Ｔ型　转２６Ｇ型　转Ｋ６型　２０町型　转２６Ｇ型　转向架　转向架　转向架　转向架　转向架　转向架　横向　垂向　横向　垂向　横向　垂向　横向　垂向　横向　垂向　横向　垂向　加速　加速　加速　加速　加速　加速　加速　加速　加速　加速　加速　加速　度　度　度ａｙ　度∞　度　度　度　度　度　度　度　度　４０　０．１２８７　０．１０８７　０．０８８７　０．０７９８　０．０９７６　０．０８７５　０．１２１２　Ｏ．１ｌＯ５　Ｏ．Ｏ７９２　０．０７７５　０．０９４３　０．Ｏ８　５０　０．１４ｏ２　０．１４１０　０１０５４　０．０９４５　０．１１４８　０．１ｌ３２　０．１４３１　０．１４３２　０．Ｏ９９８　０　０９４３　０ｌＯ７６　０１０９ｌ　６０　０．１９８５　０ｌ８０９　０．１０９８　０１１３１　０．１２ｏ６　０．１３４５　０．１７８９　０．１７６３　０．１１６５　０．１２７６　０１２７３　０１３８ｌ　７０　０．２２７６　０．１９８３　０．１３３２　０．１６５４　０．１４１３　０．１７８９　０．１８９３　Ｏ．１８ｌ２　０．１２０８　０１４３８　０．１４７９　０．１６５＇：　８０　０．２３５８　０２６７３　０．１５４３　０．１７０８　０．１９８７　０．２ｌ２７　０．２３２１　０．２４３　０．１５３２　０．１６７４　０．１７６５　Ｏ．１８９　９０　０．２６７９　０．２９８５　０．１８０９　０．２０３４　０．２２Ｏ４　０．２４４３　Ｏ．２５６４　０．２６６２　０．１７７６　０１９９２　０１９９６　０．２２３】　１０ｏ　０２８３１　０　３１６２　０．１９２３　０．２３４３　０．２３５８　０．２６Ｏ６　０．２７８２　０．２８３３　０Ｉ８８４　０　２２７５　０　２２６５　０．２５６（　１１０　０．３１７８　０．３６７４　０．２３５４　０．２４３ｌ　０．２５８９　Ｏ．２７８７　０．３０３３　０．３４２７　０．２２６１　０　２３０８　０．２４９７　０　２６５　ｌ２Ｏ　Ｏ３７６２　ｎ４１９３　０．２４３１　０．２６５１　０．２７Ｏ８　０　３０７９　０．３２０９　０　３６１８　０．２３２９　Ｏ　２５５９　Ｏ．２研８　Ｏ３１　１３２　０．４２１６　０．４６５９　０．２６５８　０２９９８　０．３０４８　０．３４１８　０．３６８６　０４１２３　０２５５　Ｏ　２８Ｏ６　０２９５２　０．３３６　８２　表３装用转Ｋ６、２０９Ｔ和转２６Ｇ三种不同转　向架时的横向和垂向平稳性指标比较　空车　重车　美国Ⅲ级线路　美国Ⅲ级线路　转Ｋ６型　２０９Ｔ型　转２６Ｇ型　转Ｋ６型　２０９Ｔ型　转２６Ｇ型　转向架　转向架　转向架　转向架　转向架　转向架　Ｗｙ　耽　Ｗｙ　Ｗｚ　Ｗｙ　Ｗｙ　耽　Ｗｙ　耽　Ｗｙ　耽　４０　２．１８２　１　９８７　１　８９２　１．７８６　１　９５６　１　８６６　２．１６５　１．９９３　１．８６５　１．７６５　１．９４３　１．８０５　５０　２．４０８　２．３１８　２．００７　１．９７４　２．１１３　２．Ｏ９６　２４８７　２．３１　１．９７３　２．００８　２．０８７　２．Ｏ６７　６０　２．７９９　２．５９１　２¨２　２．０７６　２．２２　２．２８５　２．５１３　２．６１　２．１８７　２．１４３　２．２０６　２　２６５　７０　２　９４３　２．６９２　２　１２８　２　３１２　２　４４３　２．３６８　２＿８０６　２．６３２　２．２０５　２．２Ｏ６　２．４３２　２．３５４　８０　３．Ｏ６２　２．９９　２．２ｓ４　２．２８９　２．４８９　２５ｌ１　２．８９３　２．７９８　２．２ｌ６　２．２６５　２．４６５　２．５３８　９０　３．２ｌ　３．１２８　２．４１８　２．４４２　２．６０７　２．６３２　３．Ｏ９２　３．１Ｏ９　２．３８９　２．４２７　２．５８１　２．６１３　１ｏ０　３．４３９　３．３６５　２４７９　２．５６９　２．７１５　２．７４１　３．２４３　３．２１１　２．４９８　２．５４３　２．７３２　２．６９８　１１０　３．５７６　３．４３２　２．５６３　２．７１１　２．７８６　２．８０３　３．３６１　３．３０７　２．５３１　２．６９８　２．８０１　２．７８７　１２０　３．７ｌ　３．５６９　２　６８４　２．７６５　２．８５ｌ　２．８５４　３．５ｌ８　３．４７１　２．６７３　２．７４２　２．８４３　２．８６５　１３２　３．８４５　３．６８３　２．８０１　２．８２５　２．９３２　３．０７６　３　６４２　３．５８３　２．７８９　２．８ｌ　２．９２１　３　０４３　从以上两个表的计算比较可以看出：　（１）车辆在空车和重车工况下，在美国Ⅲ级线路　谱上，在１３２　ｋｍ／ｈ速度范围内，车体最大横向加速度　和最大垂向加速度均小于Ｏ．５ｇ，在满足ＧＢ／Ｔ５５９９要　求同时，也满足最大横向加速度和最大垂向加速度　小大于０．５ｇ的特殊要求。　（２）装用转Ｋ６转向架的车辆，在美国Ⅲ级线路　上，空车１００　ｋｍ／ｈ和重车ｌ１０　ｋｍ／ｈ速度范围内横向　和垂向平稳性指标小于３．５，满足ＧＢｆＦ５５９９的优级　标准，在１３２　ｋｍ／ｈ速度范围内，空车和重车工况的横　向及垂向平稳性指标小于４．０，满足ＧＢ／Ｔ５５９９良好　标准，但不满足在１２０　ｍ／ｈ速度条件平稳性指标小于　３．５的要求。　（３）装用２０９Ｔ转向架时，在美国Ⅲ级线路上，空　重车在１００　ｋｍ／ｈ速度范围内，横向和垂向平稳性指　标小于２．７５，满足ＧＢ／Ｔ５５９９的客车良好级和货车优　级标准。空重车在１３２　ｋｍ／ｈ速度范围内，横向和垂向　平稳性指标小于３．０，满足ＧＢ／Ｔ５５９９的客车及格级　和货车优级标准。　（４）装用转２６Ｇ转向架时，在美国Ⅲ级线路上，　空重车在１００　ｋｍ／ｈ速度范围内，横向和垂向平稳性　指标小于２．７５，满足ＧＢ／Ｔ５５９９客车良好级和货车优　级标准。空重车在１２０　ｋｍ／ｈ速度范围内，横向和垂向　平稳性指标小于３．Ｏ，满足ＧＢ／Ｔ５５９９客车及格级和　货车优级标准。空重车在１３２　ｋｍ／ｈ速度范围内，横向　和垂向平稳性指标小于３．５，满足ＧＢ／Ｔ５５９９的货车　优级标准。　

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铁路交通中高速转向架动力学分析研究

铁路交通中高速转向架动力学分析研究

铁路交通中高速转向架动力学分析研究随着高速铁路的发展，铁路交通的速度和效率越来越高。

高速列车的运行离不开转向架的支持，而转向架的动力学行为对高速列车的运行和安全具有重要影响。

因此，对铁路交通中高速转向架动力学特性的研究具有重要意义。

1. 转向架的基本结构转向架是构成铁路车辆内部部件的一个非常关键的零部件。

它通常由车轮、轴箱、弹簧、支承架和止动器等零部件组成。

转向架在直线运动时，车轮受到重力和轨道的支持，而在曲线行驶时，车轮需要在弯道上发生偏移。

轮对的偏移由转向架来控制，保证高速列车在行驶过程中平稳运行。

因此，转向架的动力学特性对高速列车的行驶和安全至关重要。

2. 转向架的动力学特性转向架的动力学特性主要包括横向摆动和纵向振荡两个方面。

（1）横向摆动：高速列车在进入曲线时，车轴会发生横向摆动。

这种摆动受到车体和转向架的约束，因此，转向架的结构和刚度特性对横向摆动的影响很大。

横向摆动会影响列车的稳定性和行驶速度，因此要求转向架具有较高的刚度和抗扭性能。

（2）纵向振荡：高速列车在运行过程中会发生纵向振动，这种振动受到车体和轮对的作用。

转向架的弹性特性会影响车轴和车体之间的振荡能量传递，因此，转向架的刚度和弹性特性对于减小纵向振动很重要。

3. 转向架的动力学分析方法转向架动力学分析是研究铁路车辆运动规律和相应的动力学特性的一种方法。

常见的方法有解析方法、数值方法和试验方法。

（1）解析方法：解析方法通过数学方程式描述转向架的运动和变形，通过解析解求得转向架的动力学特性。

解析方法适用于简单结构和较小变形情况下的转向架分析。

（2）数值方法：数值方法通过有限元分析、多体动力学模拟等方法对转向架的动力学特性进行仿真分析。

数值方法适用于更复杂的结构和大变形情况下的转向架分析。

（3）试验方法：试验方法在实际高速列车上进行，通过安装传感器并测量车辆的运动和变形数据，来分析转向架的动力学特性。

4. 转向架动力学分析的应用转向架动力学分析在高速列车设计和运行中的应用越来越广泛。

SW_220K型转向架（2）

SW_220K型转向架（2）

SW_220K型转向架（2）SW_220K型转向架是由四方车辆工厂研制生产，构造速度时速160km/h，是旅客列车主型转向架。

本部分将会按照各家工厂研制无摇枕转向架的先后次序，以长客-四方-浦镇的顺序来介绍。

1. 长客厂早期试验型无摇枕转向架（含法国Y32型转向架简介）目前已知最早的国产无摇枕转向架是上世纪70年代末长客厂仿制法国Y32型转向架而来的试验型转向架。

有鉴于此，在正式介绍此转向架之前，我将先对Y32型转向架作一简介。

法国Y32型转向架巴黎奥斯特里茨车站Y32型转向架是上世纪70年代国际上比较先进的客车转向架。

时至今日，欧洲及国铁的主流无摇枕转向架的结构形式依然与Y32型大同小异。

2017年我在法国的时候虽然还是弃坑状态，但在不以为意的情况下拍到过使用Y32型转向架的客车。

当时还很纳闷，何以一个准高速或更高速度等级的转向架竟然没有抗蛇行减振器？后来知道这个转向架是超临界运行，以尽量避免转向架的蛇行运动传递到车体上为设计理念，因此在一定速度条件下不需要装备抗蛇行减振器。

Y32型转向架的主要特点如下：1. 车体和转向架间采取柔性连接，取消心盘、旁承及传统意义上的摇枕，采用钢丝绳牵引，使转向架相对于车体完全“自由”运动，实现超临界速度运行；2. 采取两系弹簧悬挂，尽量减轻簧下重量；3. 弹簧悬挂参数的选择，尽量避免转向架的振动与车体的振动相耦合；4. 采取各种措施，避免振动、冲击和噪音传递到车体上，在各种传递载荷的部件之间，尽量避免金属直接接触；5. 充分利用二系弹簧在各个方向的弹性，尽量采用无磨耗结构，力求使车体和转向架之间的连结简化。

Y32型转向架根据速度等级及使用要求的不同，可以有不同的形式，如车轮直径可以不同，可采用踏面制动或盘形制动，可装备或不装备磁轨制动，应用于160km/h及以下的运行速度时可不采用抗蛇行减振器等。

出于方便落车的需要，Y32型转向架在二系弹簧之上装有摇枕梁，如用于200km/h及以上的运用速度而需要加装抗蛇行减振器时，抗蛇行减振器也装设于摇枕梁和构架之间（而非车体和构架之间），从而进一步简化落车工序。

货车转向架—副构架式径向转向架(车辆构造检修课件)

货车转向架—副构架式径向转向架(车辆构造检修课件)

3.典型径向转向架
转K7 背景：
重载(2E) 特点：
径向(自导向) 时间：
2007 厂家： 眉山车辆厂
七、径向转向架
七、径向转向架(Radial Bogie )
1.矛盾
蛇形运动稳定性 曲线通过性能 对轴箱定位刚度有相是解决上述矛盾的最有效措施之一： 1.保证足够的直线运动稳定性 2.径向转向架利用进入曲线时轮轨间蠕滑力，通过导向机构的 作用使轮对“自动”进入曲线的径向位置。
摇枕组成
摇枕为B+级钢铸造。摇枕结构与现有三大件转向架的摇枕结 构基本相似，摇枕两侧开有4个对称的方孔，用以连接杆的安装。 下心盘直径为375mm心盘。摇枕组成由摇枕、下心盘、斜面磨耗 板、固定杠杆支点座等零部件组成。
侧架组成
侧架为B+级钢铸造。侧架中央铸有弹簧托盘，以保证承载弹 簧组、变摩擦减振器的安装，取消了传统三大件转向架侧架两端 处的导框结构，而设计为方形平台，便于安装橡胶堆。
为了满足大秦线开行20，000吨运煤专列的运输需求， 适应铁路跨越式发展，南车集团眉山车辆厂根据2004年铁道 部科技研究开发计划（项目编号2004J010-B）引进了南非成 熟、先进的Scheffel转向架技术并进行了25t轴重副构架转向 架的研制，以改善车辆动力学性能和运行品质。
七、径向转向架
七、径向转向架
3.典型径向转向架
与K6的区别
轮对径向装置 交叉支撑装置；
两组橡胶堆
轴箱橡胶垫;
基础制动装置—下拉杆 中拉杆;
空重车调整—接触班(副构架)
横跨梁。
七、径向转向架
3.典型径向转向架
橡胶堆
橡胶堆由金属和橡胶硫化而成，橡胶堆为矩形结构，顶板上 有两个定位销，底板上有两个定位销，定位销直径均为30mm。 在组装时，导电铜绞线靠近侧架内侧。橡胶堆的纵向和横向刚度 是不相同的，组装时有人字形的沿车轴中心线，即横向方向。
我国铁路客车转向架现状及发展趋势

我国铁路客车转向架现状及发展趋势

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。