车辆构造与检修教案(四)

《车辆构造与检修》教案（四）

本章重点：弹簧装置的作用、分类及主要特性；抗侧滚扭杆；高度调整阀、

差压阀、钢弹簧的故障形式；橡胶弹簧；空气弹簧；油压减振；

第一节弹簧装置的作用、分类及主要特性

一、弹簧装置的主要作用

使车辆的质量与载荷比较均匀地传递给各轮轴，并使车辆在静载状况下，两端车钩高度在规定的范围内。缓和各种原因引起的车辆振动。

二、弹簧的分类

1、钢质弹簧

2、橡胶弹簧

3、空气弹簧

三、弹簧的主要特性参数

弹簧的主要特性是挠度、刚度、柔度。弹簧的特性可用弹簧挠力图表示。

1、弹簧负荷：弹簧承受的外力。分工作负荷、极限负荷两种。

2、弹簧挠度（f）: 在载荷的作用下，弹簧所产生的弹性变形。分静挠度、动挠度两种。

f=H0-HP

3、弹簧刚度（Ｋ）：弹簧受压缩时变化单位长度所需要的荷重。

Ｋ＝Ｐ／f

4、弹簧柔度（i）:刚度的倒数就是弹簧的柔度。

5、弹簧挠度裕量：在最大计算载荷下弹簧的挠度与其静挠度之差。

6、弹簧挠度裕量系数：弹簧挠度裕量与弹簧静挠度之比。

四、弹簧组合的刚度、柔度

1、弹簧串、并联刚度的计算

并联布置的弹簧系统的当量刚度等于各个弹簧刚度的代数和。

串联布置的弹簧系统的总柔度等于各个弹簧柔度的代数和。

串并联时，可先将各级并联弹簧的当量刚度计算出来，然后简化成串联布置的当量弹簧系统，计算出其当量刚度，就是整个系统的当量刚度。

第二节钢弹簧的结构

一、弹簧的结构

（一）叠板弹簧

（二）螺旋弹簧

1、螺旋弹簧主要参数：簧条直径d、弹簧平均直径D、有效圈数n 总圈数N、

弹簧全压缩高度Hmin、弹簧自由高度H0、弹簧指数m、

垂向静挠度fv 和垂向刚度Kv等。

（三）环弹簧

（四）抗侧滚扭杆

为了改善车辆垂向振动性能，需要相当柔软的垂向悬挂装置（如采用空气弹簧），但同时出现车体侧滚振动的角刚度也随之变得相当柔软，使运行中的车辆车体侧滚角角位移增大，车体晃动大，使车辆的舒适性降低。为了提高车体抗侧滚振动的性能，一般采取以下措施：

（1）尽量增大中央悬挂装置中空气弹簧的横向间距，以增大侧滚振动的角刚度，增强抗侧滚的性能。

（2）在转向架中央悬挂装置中设置抗侧滚扭杆装置。

1、组成

抗侧滚扭杆装置由1根扭杆、2个扭臂、2个固定连杆和2个支承座组成。

2、结构特点

⑴扭杆与扭臂的连接采用圆锥直齿渐开线花键连接及外加防松垫圈和圆螺母紧固，该

连接能使扭杆与扭臂之间紧密无间隙，便于安装与拆卸。

⑵在支承座中采用了自润滑聚四氟纤维关节轴承，避免了因扭杆弯曲而影响轴承的使

用寿命。

⑶连杆与扭臂及连杆座的连接均采用自润滑关节聚四氟纤维杆端轴承，该设计能满足

车辆发生浮沉、横摆、侧滚及伸缩振动时该连杆接点六个方向的运动。

3、工作原理

当车体发生侧滚时，一根连杆向上运动，另一根连杆向下运动，这时带动扭臂的一头向上或向下运动给扭杆一个力矩，使得扭杆发生扭转变形，扭杆产生的反力矩抵抗车体的侧滚，从而改善车体侧滚性能。

4、滚扭杆装置的安装方法：

首先将扭杆装置用8个螺栓将支承座与构架连接，这时扭杆应转动灵活。再将连杆的一头连接于摇枕的安装座上，用弹簧垫圈和槽形螺母拧紧并打上开口销防松。

二、弹簧的名词术语（P131~132)

三、螺旋弹簧主要特性计算

两级刚度弹簧的轴向（垂向）特性

随着货车载重量增加，带来的问题是空、重车簧上质量相差悬殊。若仍采用一级刚度弹簧组，有可能使空车的弹簧静挠度过小，自振频率过高，其振动性能不良。采用两级刚度弹簧组，空车时仅外簧承载，弹簧刚度小，静挠度大，可改善空车运行品质，同时使轮重减载率减小，有利于防止脱轨的发生。重车时内外簧同时承载，刚度较大，可避免因弹簧挠度过大而影响车钩高度。故采用两级刚度弹簧，可兼顾空重车两种状态。两级刚度弹簧在国内外货车转向架中得到广泛应用。

1、径向刚度计算

2、径向稳定性计算

3、应力计算

第三节钢弹簧的检修

一、钢弹簧的故障形式及检修要求

1、裂纹与折损：

部位：弹簧两端1.5___2圈内,且一般自簧条内侧开始。

原因:受较大的冲击力,超载、偏载.

制造或修理时，工艺不当造成的。

过多锤击造成的。

检查：听声音或看螺距是否均匀。

2、衰弱：

表现：自由高度降低。

原因：超载、偏载.

修理时，热处理工艺不当造成的。

限度：自由高度降低不超过5MM。

处理：重新热处理。

3、、腐蚀及磨耗：

腐蚀的原因：氧化腐蚀；

热处理时，表面氧化皮脱落。

限度：圆簧直径腐蚀、磨耗超过原型8℅时，更换。

二、转向架圆簧组装要求：

1、摇枕圆簧外圈自由高同侧相差不得超过5mm，同一转向架不得超过8mm。

2、轴箱圆簧自由度同一轴箱相差不得超过4mm ，同一转向架不得超过6mm。

3、组装时同组弹簧内、、外圈旋向须相反。

4、安装夹板螺栓时须给油并加5mm×40mm的开口销。

枕弹簧组装后高度须符合图纸规定。

三、圆弹簧的压力试验

1、经过热修的钢弹簧要按图纸规定的最大试验载荷压缩不少于三次，再压缩时不应

有永久变形。

2、不作热修的圆弹簧以常用荷重进行试验，符合规定要求。

侧滚扭杆装置检修要求

1、列检时应检查销轴上的开口销是否脱落、连杆及支承座螺母是否松动。

2、A3 级检修时应将扭杆拆下，分解扭杆座，清洗并加润滑脂。

3、A3级检修时扭杆应拆除并更换椽胶密封圈，清洗轴承。

4、A3级检修时扭杆应进行电磁探伤，检查是否有裂纹。

5、A4级检修时，还要检查轴承经向间隙，当间隙大于0.15时，更换轴承或连杆。

第四节橡胶弹簧装置

一、铁道车辆上采用橡胶弹簧装置的优点

二、橡胶元件设计的主要注意事项

三、橡胶元件的有关计算