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
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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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
第二章 转向架结构原理及基本部件
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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
直径越粗，允许轴重越大。新型货车主要采用D、E轴 ，新型客车主要采用D轴。
• 转向架：二轴、三轴和多轴，轴数根据车辆总 重和允许轴重来定。
D轴允许轴重21t, 车辆（4轴）总重84t。 E轴允许轴重25t, 车辆（4轴）总重100t。
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（二）轴箱定位方式 轴箱定位装置：约束轮对和构架相对运动机构 • 基本要求：纵向和横向适当的弹性定位刚度，性
1.将轮对和侧架或构架联系在一起，使轮对沿钢轨的 滚动转化为车体沿线路的平动；
2.承受车辆的重量，传递各方向的作用力； 3.保证良好的润滑性能，减少磨耗，降低运行阻力； 4.良好的密封性，防止尘土、雨水等物侵入及甩油， 从而破坏油脂的润滑，甚至发生燃油等事故。
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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
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
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2.形式 滚子滚动轴承：圆柱、圆锥和球面滚子轴承 轴承组成：外圈、内圈、滚子和保持架（隔离环）
（1）圆柱滚子轴承与轴箱 特点：承受径向载荷的能力较大，承受轴向载荷稍差；
结构简单、制造容易、成本低、检修方便、运用比较安全 可靠。
RD3型滚动轴承轴箱装置，用于206，209客车转向架
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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。
载
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转向架的组成Βιβλιοθήκη Baidu
二系悬挂
非心盘承载
轮对轴箱装置 一系悬挂
构架
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转向架的组成
基础制动装置: 盘形制动
CRH1动车组转向架
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心盘集中承载
二系悬挂（中央悬挂） 轮对轴箱装置
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第二节 转向架的分类 一、按轴数、类型及定位方式分类 （一）轴数与类型 • 车轴: B,C,D,E四种
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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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。
货车840mm，客车915mm，柴油机车轮径为1050毫米,电 力机车轮径为1250毫米。蒸汽机车各种车轮的直径因机型而异 ，动轮直径通常在1370～2000毫米之间。
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锥型踏面
UIC S1002磨耗型踏面
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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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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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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，
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。
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。
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;
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。
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能稳定，结构简单，成本低，无或少磨耗。 • 作用：避免蛇行失稳，良好的曲线导向性能，减
小轮轨力和磨耗，确保运行安全和平稳性。
轴箱定位方式有多种，常见的有下面几种：
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1. 固定定位：轴箱与侧架为一体，无间隙。
2. 导框式定位：轴箱上有导槽，侧架或构架上有 导框，前后左右有一定间隙。
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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。
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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
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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。
（2）圆锥滚子轴承与轴箱 197726T圆锥滚子轴承，无轴箱式，用于货车转向架，承
受轴向力能力较强。 特点：既能承受径向力，又能承受轴向力；
结构简单，制造容易，检修方便，由于无轴箱体而重量轻。
第二章 转向架结构原理及基本部件
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（二）转向架中央（摇枕）悬挂装置的载荷传递 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
第二章 转向架结构原理及基本部件
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。
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。
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。
第二章 转向架结构原理及基本部件
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