CRH1CRH2CRH5动车组转向架结构原理说明

二 构架
１.构架主体
Ｈ形箱型结构，由两侧梁和两横梁组焊而成。
２.侧梁组成
由六块钢板焊成封闭箱体（侧梁焊有结构如图）。
３.横梁组成
分前端横梁和后端横梁两种，均采用无缝钢管 型材，横梁与横测梁连接座圆筒焊接（横梁上焊有结构如
图）。
４．构架吊座
牵引拉杆座、扭杆座和齿轮箱采用加装补强板 后整体焊接结构；轴箱定位座为模锻成型结构；在无法使用
高度阀
① ②
③
①.高度阀座
②.高度阀 ④
③.右杆端部
④. 杆
⑤
⑤.左杆端部 ⑥
⑥.下座组成
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3.差压阀
差压阀作用：保证转
向架两侧空气弹簧的
内压差不超过规定值
②
③
①
①.差压阀座 ②.差压阀 ③.上枕梁
如图所示，差压阀②通过差压阀 座①与上枕梁③相连
差压阀
4.抗蛇行减振器
该型减振器用于抑制高速车辆的蛇形运动
的悬挂装置，空气弹簧系统确保车辆保持高度不变。
空气弹簧
空气弹簧组成
① 胶囊 ③.上盖组成
② 橡胶堆组成 ④摩擦板组成
空气弹簧在转向架上的位置
1
2
3
1-车体 2-空气弹簧 3-构架
2.高度阀
作用：维持车体在不同静载荷下都与轨面保持 一定高度；当车体倾斜程度超过无感区后，转向架左右两侧
高度控制阀分别产生进排气作用，减少车辆倾斜
（5）CRH2车轮
CRH2 型动车组转向 架车轮按JISE5402《 铁道车辆—碳素钢整 体辗压车轮》设计和 生产，车轮采用整体 扎制车轮，轮辋宽度 为，踏面形状采用 LMA型。 新造车轮滚动圆直径 为Ø860mm，最大磨 耗直径为Ø790mm。 在靠轮辋轮缘侧面 Ø790mm圆周上，设 有磨耗到限标记。 CRH2车轮踏面形状 见图2-2所示。
制动轴盘
动力转向架构 架比非动力转 向架构架在横 梁上多了一个 齿轮箱拉杆座
3.技术参数
设计使用寿命（年） 最高试验速度（km/h） 运行速度（km/h） 轨距（mm） 最大轴重（t） 轴距（mm） 新（旧）车轮尺寸（mm） 轮对内侧距（mm）
车轮踏面 最小曲线半径（m） （速度v<5 km/h）
应超过30%。
一系垂向减振器
六 二系中央悬挂装置
二系悬挂装置主要由空气弹簧、上枕梁、牵引 装置、抗侧滚扭杆等部件组成。 空气弹簧上设有上枕梁，上枕梁采用焊接结 构，四角与车体连接。上枕梁与构架间牵引装置采用“Z”
型双牵引杆。
1.空气弹簧系统
空气弹簧系统由空气弹簧、高度阀、压差阀和 附加空气室通过管路连接而成，是转向架构架与上枕梁之间
+0.285
+0.254
+0.285
（9）S形辐板车轮
AX30513 AX30500
AX30500
T2车辆5
TPB车辆6
MH车辆7
MC1 车辆8
AX30514
AX30514 AX30513
AX30513 AX30500
AX30500 AX109567
动力转向架
非动力转向架
AX30499
CRH5型动车组转向架特点：
1
一系悬挂装置采用拉杆式轴箱定位方式
2
果进行比较确定分析结果的可信度。
（三）强度评价
1.确定危险点：由分析结果可以得出，所吊杆最大应力为180.403MPa ，发生在吊杆头部与吊销的接触部位。
2.校核强度：应力小于TB/T1335-1996规定的吊杆材料（45钢）的许用 应力242MPa，吊杆结构强度符合设计要求。
3.确定改进措施： 1）增大吊杆头部接触面处的厚度。 2）可适当增大过度区圆角半径。 3）适当的减小吊杆中部的尺寸。
可见，通过对吊杆进行有限元分析，可以 对现有吊杆的结构进行适当改进，从而达到吊 杆设计的最优化。
4.相关图纸
（1）CRH1拖车轮对 （2）CRH1动车轮对 （3）CRH2轴箱弹簧 （4）CRH2车轴 （5）CRH2车轮 （6）CRH5轴箱弹簧 （7）CRH5车轮 （8）CRH5车轴 （9）S形辐板车轮
轮辋宽度 135mm
轮毂宽度 180mm
轮毂装配直径 192mm
四、轴箱组成
12
3
4,5
6
7
1-后部挡圈； 2-O型圈； 3-轴箱体；
4,5-螺栓、螺母、垫片； 6-压盖；
7-螺栓、垫片
轴箱体结构
轴箱上安装有轴温传感器，部分轴端安装有速度传感器。
(a) 前端
(b)后端
五 一系悬挂轴箱定位装置
一系悬挂系统由两组螺旋钢弹簧、一系垂向减 振器和定位装置组成。
61
（6）CRH5轴箱弹簧
CR H5 车 轮
（8）CRH5车轴
非动力车轴由轴箱轴承座、轮座、三个制动盘座和轴身组成，总长2180mm，
表5-6 新轴轮座、制动盘座直径尺寸及其公差
安装方法
直径（ mm）
车轮
192
侧制动盘 194
中心制动盘 196
公差（mm）
最小
最大
+0.240
+0.265
+0.254
② ⑤
①
③ ④
牵引装置与构架、上枕梁的连接
9.抗侧滚装置
抗侧滚扭杆由扭杆、扭臂和吊杆组成，连接在 构架横梁和上枕梁间。
主要作用：减小车辆曲线运行时车体的侧滚角。
抗侧滚扭杆
抗侧滚装置在转向架上的位置
② ①
③
七、机械传动装置
机械传动装置由齿轮箱、万向轴、安全装置、电动机组成。 电机悬挂为体悬式。
齿 箱轴
转向架重量（kg） 空气弹簧横向跨距(mm)
640 2/3
乘客 W<2.5，司机室<3.5 一系螺旋钢弹簧 二系空气弹簧 SKF—TBU φ130xφ230x160圆锥滚子轴承组 拉杆定位 纵向：13.734 横向：4.990 轴盘制动 3740×2853×1050（动力） 3740×2834×1050（非动力） 8060（动力） 7660（非动力） 2000
辅助室。
8.牵引装置
车体与转向架间采用双牵引杆的牵引装置，传 递牵引力和制动力。牵引装置成“Z”型（由于部件布置像 字母Z，所以称之为Z型）连接，由一个均衡梁、两个带有弹
性关节牵引杆组成。
牵引装置通过牵引梁①传递构架②和上枕梁③之 间的牵引力和制动力。牵引拉杆通过弹性节点和螺栓 连接到构架上，牵引梁通过锥形衬套和螺栓连接到上 枕梁上。
二系悬挂由上枕梁、空气弹簧系统、抗侧滚扭杆、减震器、 防过充装置、横档、牵引装置等组成
3 传动装置由齿轮箱、万向轴、安全装置和体悬式电机组成，转
向架与车体间采用“Z”字形双牵引装置，传递牵引力和制动力
4
基础制动采用轴盘制动
1.动力转向架
CRH5装了三种 动力转向架 (AX30499,AX109 567,AX30500)
砂管加热装置-SHR
扫石器装置
仅列车端部转向架上设置，每列车装2套扫石器。
一、问题描述
二、CAD设计
三、CAE设计
（一）受力分析 （二）应力计算 （三）强度评价
（一）受力分析
1、垂向静载荷（“自下上而上”法） Pst=10(nPR-PT)（kN） Pst1=10(nPR-PT+PT1)/m 2、垂向动载荷
（1）CRH1拖车轮对
（2）CRH1动车轮对
（3）CRH2轴箱弹簧
（4）CRH2车轴
CRH2转 向架车轴 按照JIS E 4501（铁 道车辆－ 车轴强度 设计）进 行设计， 按JIS E 4502标准 进行生产 。为提高 车轴的疲 劳安全性 ，采用高 频淬火热 处理和滚 压工艺。
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图2-1 CRH2型客车车轴
轮缘润滑装置：安装在每列车两端的前转向架上，该 系统可按照列车运行方向、预定的时间间隔和列车时速启 动。润滑油属于生物可降解型白色植物油。
轮 缘 润 滑 装 置
撒砂装置
所有动轴和车头的一位轴安装带
①
②
加热装置的撒砂设备，根据列车
的运行方向触发撒砂器，如图
撒沙装置
⑤
④
③
①-砂箱；②-辅助控制单元；③砂位指示仪-SK；④-上砂装置SDN14-1；⑤-
（2）求结果
•添约束：在对称面上施加对称约束 •加载荷：在载荷左右点处施加载荷 •查错误：载荷列表后进行检查。 •求结果：进行有限元分析
（3）后处理
A、列结果：列约束反力 B、绘图形：绘制变形图、应力图和外边界路径
图 C、显动画：显示变形动画和应力动画 D、下结论：将杆身处的结果与材料力学计算结
CRH1/ CRH2/ CRH5 转向架 结构原理说明
2017.05.01 兰州交通大学
一 CRH5动车组
CRH5采取“五动三拖”的编组构成，所用转 向架包括动力转向架和非动力转向架两种形式。
MC2车辆1
M2S车辆2
TP车辆3
M2车辆4
AX30499
AX109567 AX30500
AX30500 AX30513
普通螺母的吊座，均采用了销型螺母。
三、轮对组成
轮对包括动力轮对和非动力轮对两种； 区别：
动力轮对采用动车车轴，车轴安装齿轮箱和制 动盘；非动力轮对采用非动力车轴，车轴安装制动盘
动力、非动力轮对轴箱装置均由轮对、轴箱及 轴承组成。车轴均为空心车轴。采用压装方式装配车轮和制
动盘。
车轮断面图
直径 890mm
万向 轴
1.齿轮箱基本结构
齿轮箱三维结构
大齿轮及其在动轴上的位置
同心度 测量点
2.安全装置
安全装置的作用是当齿轮箱或电机发生故障 时，产生过大扭距对万向轴起保护作用，当扭距大于
17.5kN•m时安全装置卸载。
安全装置结构
八、基础制动装置
采用轴盘制动。如图
九、辅助装置
辅助装置包括轮缘润滑装置、扫石器、横向不 稳定检测系统、撒砂装置、速度传感器等。
最小曲线半径（m）(V<40 km/h) 线路曲线半径（m）(200 km/h)
30 250 200 1435 17 2,700 890 (810) 13531
XP55 100 （单车调行） 145 (连挂) 160 2200
技术参数
制动盘尺寸/材料(mm/钢) 每个动力轴/非动力轴的制动盘数 量 车辆平稳性指标 弹簧型式 轴承型式 轴箱轮对定位方式 弹性定位节点刚度(MN/m)／每轴箱 转向架制动型式 转向架外形尺寸(长×宽×高)(mm)
Pd= KdyPst
将209转向架吊杆的相关参数代 入以上各式可的垂向静载荷为 34.8kN，垂向动载荷为10.5kN。 则垂 向总载荷为45.3kN。
（二）应力计算
1.前处理: 定类型，画模型，设属性，分网格。 2.求 解: 添约束，加载荷，查错误，求结果。 3.后处理: 列结果，绘图形，显动画，下结论。
1.一系弹簧
1-内圈弹簧；2-外圈弹簧；3-调整垫；4-调整垫；5-定位板；6-弹性 垫
一系悬挂装置采用拉杆式轴箱定位。箱体与构架 间的连接通过在不同高度、端部有弹性节点的纵向拉 杆组实现（双拉杆轴箱定位结构）。
横向弹性垫 弹性节点（内部）
下拉杆
双层弹性节点 弹性节点
上拉杆
2.减振器
为减小 来自钢轨的振动，在 轴箱体和构架间还加 装了一系垂向减振器。 整个使用期间，减振 器阻尼特性的偏差不
（1）前处理
A.定类型209型吊杆，具体尺寸如下图所示。结构和载荷具有对 称性，且符合弹性力学平面应力问题。 B.画模型：利用吊杆结构的对称性，取其1/4创建实体模型。 C.设属性：用Solid45单元或带厚度的Plane42平面应力单元进行 离散。零件材料为45号钢 D.分网格：以智能划分的第6级用自由划分等方式进行离散，共 3567个节点，4321个单元。
刚结构焊接构架
一系悬挂及轮对 轴箱定位装置
二系悬挂及牵 引装置
组成 部分
轴温报警装置
基础制动装置
停放储能制 动装置
抗侧滚扭杆
上枕梁
非动力转向架
动力转向架与非动力转向架的主要区别
动力转向架有1根 动力轴和1根非动 力轴，而非动力 转向架有2根非动
力轴
动力轴上装有两 个制动轴盘和一 组齿轮箱，非动 力轴上装有三个
第1、8号车的 AX30499和AX109467 转向架轴端装有轴温 传感器、速度传感器
及接地回流装置
AX30499转向架前 端装有轮缘润滑 器和扫石器
２、４、７的 AX30500转向架装 有加速度传感器
动力转向架
2.非动力转向架
CRH5用了转向架AX30513 和AX30514两种T车组成：
速度传感器
抗蛇形 减振器
①
②
③
1-上支座 2-抗蛇行减振器 3-下支座
5.二系横向减振器
该型减振器用于控制车体相对与转向架之间的横向运动。
二系横向 减振器
①
② ③
6.二系垂向减振器
该型减振器用于抑制、衰减车体相对于转向架 之间的垂向运动，即点头和浮沉运动。
7.过渡枕梁
由钢板焊接成箱型结构，主要承受和传递车体 与转向架的力，同时作为二系悬挂空气弹簧气动系统的两个