第02章 转向架结构原理及基本部件

第二章 转向架结构原理及基本部件
整体轮
直辐板轮
S形辐板轮
1.踏面 2.轮缘 3.轮辋 4.辐板 5.轮毂 6.轮箍 7.扣环 8.轮心
轮箍轮
第二章 转向架结构原理及基本部件
车轮按结构可分为轮箍轮和整体轮两大类。轮箍轮是将轮 箍用热套装法装在轮心上，镶入扣环而成。扣环可在轮箍和轮 心配合松弛时防止轮箍脱出，起安全止挡作用。整体轮是将轮 箍与轮心上的轮辐合成一个整体。此外，有些国家还采用在轮 辋与辐板之间加入弹性元件的车轮。这种车轮称为弹性车轮， 通常只在地铁车辆上使用。中国铁路目前在机车上仍用轮箍轮 ，在客、货车辆上已全部使用整体辗钢轮。
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轴身：两车轮之间的部分，有些客、货车车轴的轴身自轮座 向中央逐渐缩小，也有一些轴身通长为圆柱形，采用盘形制动 的制动盘组装在轴身上。
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(二)车轴材质及要求 优质碳素钢，锻压成型 含碳量小于1.35%，除铁、碳和限量以内的硅 、锰、磷、硫
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转向架基本作用及要求：
1. 增加车辆载重、长度和容积，提高速度； 2. 正常情况下车体都能可靠坐落在转向架上； 3. 承受并传递从车体至轮对以及钢轨间的各种载荷和作用力，使轴重均匀
分配； 4. 安全、灵活地在线路（如直线、曲线）上运行； 5. 具有良好的减振性能，减小振动、冲击和动应力，提高车辆的运行平稳
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6. 拉杆式定位：拉杆两端有橡胶节点，分别与轴箱和构架连接， 实现弹性定位。
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7. 转臂式定位：又称弹性绞定位，一端与轴箱固接，另 一端通过橡胶节点与构架相连。
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8. 橡胶弹簧定位：轴箱和构架间设有橡胶弹簧，合理选取刚度， 实现弹性定位。
r0
R
得
R br0
y
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• 纯滚线横移量 y一定时，踏面斜度越大，通过的曲
线半径R越小。
• 轨距加宽
y br0
R
一定，R越小，则y越大，外侧轮缘间隙减小，因 此轨距要加宽。当R<650m时要考虑轨距加宽。
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第四节 轴箱装置 一、轴箱装置的作用
压缩型
压剪型
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车轮踏面做成一定的斜度，其作用为： • 便于通过曲线 • 可自动调中 • 踏面磨耗沿宽度方向比较均匀 磨耗型踏面 踏面形状应满足的要求：
名义直径：离轮缘内侧70mm处的直径，为滚动圆。 轮径小的优点：降低车辆重心，减小簧下质量，缩短固定轴距。
缺点：阻力增加，轮轨接触应力增大，踏面磨耗较快等 我国标准轮径：
S型辐板整体辗钢轮：应用于高速、重载。特点：辐板为不 同圆弧连接成的S形状；LM型踏面；取消了辐板孔；适当减薄 轮毂孔壁厚度。可提高强度；有较好的径向弹性，可显著改善 轮轨动作用力。
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弹性车轮 主要优点：可减小车辆簧下部分质量，降低轮轨力，缓和冲击，
提高列车运行平稳性，改善车轮与车轴的运用条件，减小磨 耗和噪声。
与实心车轴比，减轻质量20-40%； 降低了簧下质量，从而减小轮轨动力作用； 特别适用于高速和重载车辆。
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三、车轮
(一)车轮各部位名称及作用 1.踏面，2. 轮缘， 3. 轮辋， 4. 辐板，5. 轮毂 车轮上与钢轨相接触的部分称为踏面，车轮上踏面下最外 的一圈，在整体轮上称为轮辋，在轮箍轮上称轮箍。踏面一 侧凸起的部分称为轮缘。轮缘位于钢轨的内侧，可防止轮对 滚动脱轨，并起导向作用。车轮上与车轴相结合的部分称为 轮毂。轮毂与轮辋用轮辐连接。轮辐可以是连续的圆盘，称 为辐板；也可以是若干沿半径方向布置的柱体，称为辐条。
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第一节 转向架的作用与组成 一、转向架的作用 • 二轴车辆：载重、长度和容积等不能满足要求
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• 三轴车辆：过曲线性能差
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转向架：常见的多轴车辆采用带转向架结构形式的。把 两个或几个轮对用专门的构架组成的一个小车，称为 转向架。
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3. 多级悬挂：很少用，结构过分复杂，两级悬挂设计合 理的话减振效果已足够好。
内侧悬挂转向架
中心悬挂转向架
外侧悬挂转向架
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三、按垂向载荷的传递方式分类 （一）车体与转向架间的载荷传递 1. 心盘集中承载： 2. 非心盘承载：旁承承载，弹簧承载。 3. 心盘部分承载：旁承、心盘按一定比例承载
性和安全性； 6. 利用轮轨间的粘着，传递牵引力
和制动力； 7. 要求结构简单，装拆、检修方便。
作用：承载、转向、减振、制动、动力转 向架还有牵引的作用。
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二、转向架的组成
1. 轮对轴箱装置 2. 弹簧悬挂装置 第一系悬挂（轴箱悬挂） 第二系悬挂（中央悬挂） 包括：弹簧装置、减振装置和定位装置 3. 构架或侧架 4. 基础制动装置 5. 转向架支承车体装置或称承载方式 转向架的承载方式： 心盘集中承载、非心盘承载和部分心盘承
3、安全通过辙叉
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1.翼轨 2.轮缘 3.叉心 4.辙叉 5.护轮轨
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(二) 踏面斜度与曲线半径 径向通过曲线，可减小运行阻力，减小轮轨之间的磨耗，有利 于避免脱轨现象的发生。 外侧半轮半径：r0+y， 内侧半轮半径：r0-y
由
r0 y R b
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RD3型滚动轴承轴箱
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横向力的传递过程：
➢ 右端 车轴
防尘挡圈与后轴承内圈
后轴承滚子
后
轴承外圈
前轴承外圈
轴箱盖
轴箱体
➢ 左端 车轴
压板
前轴承挡圈
承外圈
后轴承外圈
轴箱后盖
前轴承滚子 轴箱体
前轴
为改善轴箱密封性能，用橡胶迷宫式取代毛毡式密封。
四、轮对形状尺寸与线路的相互作用
(一) 轮缘内侧距离与线路尺寸的关系 1. 保证轮缘与钢轨间有一定的游间，以减少轮缘与钢轨的磨耗
，实现轮对的自动调中作用，避免轮对两侧车轮直径的允许 公差要求过高，避免轮轨之间的过分滑动及偏磨现象。 轮缘间隙=轨距-（轮缘内侧距+2×轮缘厚度） 2. 安全通过曲线 车轮踏面的安全搭载量＝轮对的最小内侧距＋最薄轮缘厚度 ＋轮辋厚－最大轨距
具备必要的抵抗脱轨的安全性。
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二、车轴
绝大多数为圆截面实心轴。
(一)车轴各部位名称及作用 1.轴颈，2.防尘板座， 3.轮座， 4. 轴身 轴颈：车轴上与轴承相作用的部分； 轮座：车轮压装处，也是车轴上直径最大的部分； 防尘板座：客、货车车轴上轴颈与轮座之间的过渡处，其上装 有滑动轴箱的防尘板或滚动轴箱的后挡板;
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第三节 轮 对 一、轮对组成及基本要求
• 一根车轴+两个相同的车轮；轮轴配合部采用过盈配合，不能有任何松动。
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承担车辆全部重量和各种力的作用。
对轮对的要求： 1.足够的强度； 2.重量小，具有一定弹性； 3.阻力小，耐磨性好； 4.能适应车辆直线运行，同时又能顺利通过曲线，
轴箱定位刚度与临界速度
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二、按弹簧悬挂装置分类
1. 一系弹簧悬挂：结构简单，便于检修、制造，成本低，多见于 货车。
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2. 二系弹簧悬挂：减振效果好，结构复杂，另部件多 ，成本高，用于客车和机车。
中央弹性悬挂 轴箱弹性悬挂
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第二章 挂装置的载荷传递 1. 具有摇动台装置的转向架： 2. 无摇动台装置的转向架：
（1）非心盘承载无摇动台转向架（2）心盘承载无摇动台转向架
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（三）构架（侧架）与轴箱轮对间的载荷传递 1. 侧架直接置于轮对轴箱上，无轴箱弹簧装置 2. 转向架有均衡梁，构架置于均衡梁弹簧上 3. 转向架构架由轴箱顶部的弹簧支承 4. 转向架构架由弹簧托盘上的轴箱弹簧支承
二、滚动轴承轴箱装置 1.特点： （1）降低了车辆起动阻力和运行阻力，在牵引力相同条 件下，可以提高牵引列车的重量和运行速度； （2）改善了车辆走行部的工作条件，减少了燃轴等惯 性事故； （3）减轻了日常养护工作，延长了检修周期，缩短了 检修时间，加速车辆的周转，节省油脂，降低运营成本低。
第二章 转向架结构原理及基本部件
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3. 干摩擦导柱式定位：构架上的导柱插入轴箱弹 簧托盘上的支持环。
209T型转向架轴箱弹簧装置
4. 油导筒式定位
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5. 拉板式定位：特种弹簧钢制成薄形定位拉板，一端 连轴箱，另一端通过橡胶节点连构架。
等杂质外，不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于 含碳量。含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可 焊性降低。
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(三)空心车轴车轴
通常是实心的，但车轴应力在截面上的分布是不均匀的,越 接近表面就越大,而在中心的应力很小。因此有可能采用空心 车轴代替实心车轴，以减轻簧下重量对机车车辆和线路的有害 影响。空心车轴在一些国家的铁路上虽已试用多年,但由于在 运用中受力状态复杂,仍在研究改进中。