货车转向架设计的几点思路

货车转向架设计思路
1转向架主要参数的选择与确定
1.1轴重
它主要与车辆的载重要求、线路强度，桥梁载重等级和钢轨重量等因素有关。

选择轴重后可确定车轴、车轮和轴承型号。

1.2 轮型及轮径（D、E轮，φ840）
1.3通过最小曲线半径（与用户线路条件有关）
1.4最大运营速度（用户或设计要求）
1.5转向架弹簧垂向静挠度(分空重车两种状态)
一般要求尽量加大空车的静挠度，因刚度越大，自振频率越高，响应大;反之响应就小。

对于一个自由度点头振动的转向架，其频率：
P=
1
1
1
1M
K
P
L
式中L1——构架长度P1——约为0.25L1
K1——一台转向架的垂向刚度（kN/m）
M1——一台转向架的质量(t)
1.6弹簧定位刚度：(与斜楔角度,摩擦系数, 弹簧刚度等有关)
1.7转向架制动倍率（与车辆的整体制动要求有关）
2.转向架主要尺寸的选择与确定
3.1固定轴距
固定轴距定的小，可以减少转向架的自重，减少侧向力，降低点头振动的振幅。

减轻轮缘与钢轨内侧的磨耗，可以灵活地通过曲线；但固定轴距定的太小，更换内侧闸瓦困难，检修不便，且使蛇行运动波长减少,蛇行临界速度减小。

目前线路允许每延米
载荷按65KN计算，故货车固定轴距通常在1580——1850mm间。

2.2轴颈中心距（与轴型有关）
2.3旁承中心距（一般定为1520mm，对于采用弹性旁承的转向架该值影响转向架的回转阻力大小）
2.4下心盘直径
心盘直径的不断加大，主要是为了扩大承载面积。

心盘载荷：按AAR标准推荐：单位面积压力为7Mpa，我国D轴心盘载荷为380KN，单位面积压力为7.3Mpa,E轴心盘载荷为455KN(下心盘直径为Ø356和Ø375)，单位面积压力为6.0Mpa和5.25Mpa。

为使心盘压力不超过7Mpa，可采用大心盘结构（国外已把心盘直径加到600mm ，甚至达1000mm）。

2.5下心盘面到轨面距离（看是否含心盘磨耗盘）
分自由高和空车高两种状态
2.6下心盘面旁承上平面距离(自由状态)
如是弹性旁承分自由和压缩两种状态
2.7侧架上平面到轨面距离(自由状态)
2.8轴箱下平面至轨面高(与限界有关)
3．构架型式的选择：
3．1三大件式转向架
由一个摇枕和两个侧架组成的三大件式转向架，其主要优点是结构简单，制造，检修方便，均载性较好；其缺点是两轮对有“菱形”变位，轮缘与钢轨冲角较大，蛇行运动加剧；
3．2焊接构架式转向架
由一个心盘梁（或称横梁），两个侧梁组成的称为构架式转向架，其优点是定位刚度大，几乎无“菱形”变位，故有较高的二次蛇行临
界速度，结构较复杂，运用时间长后易出现裂纹，故只适合单件或小批量生产。

4．方案的选择与相关计算
对所选的方案进行优化主要从几何通过和动力学性能两大方面入手进行计算。

几何通过以计算它可否顺利通过最小半径的曲线。

对于轴箱导框式定位结构，主要是计算轴箱与构架上的轴箱导框的纵向及横向间隙。

纵向间隙: a=a1+a2
横向间隙: b=b1+b2
外侧车轴：a=M/2(L/R+e/2L) b=C/2(L/R+e/2L)+10
中间车轴：b=L*L/2R+10
e---轮轨间隙
M---轮对轴颈中心线间的距离
C---轴箱宽度
L---转向架固定轴距之半
R---最小曲线半径
以3E 轴转向架为例：
e=40 M=1981 C=320 L=1300 R=145000
则1、3位车轴
a=1981/2（1300/145000+40/2600）=24
b=320/2（1300/145000+40/2600）+10=13.9
则2位车轴
b=1300*1300/2/145000=15.8
按轴箱与构架上的轴箱导框的纵向及横向间隙可互取的原则,因此轴箱导框横向间隙为25±3mm.
轴箱导框纵向间隙为16±2mm 。

动力通过则须通过 动力学计算，使其满足稳定性，平稳性（对客车为舒适性）和安全性要求（GB5599或相关标准）。

其评定指标为：
轮轨横向力——Q
轮轴横向力——H 脱轨系数——P
Q 轮重减载率——
P P 倾覆系数——D
5旁承的选用
常用的有常接触弹性旁承和钢性旁承。

不管何旁承，其摩擦回转力矩都应选得比较合适，因为摩擦回转力矩与抗脱轨安全性有一定影响（M 增大，侧向力增大），脱轨系数Q/P 也表明这一关系。

转向架抗蛇行运动稳定性不仅与其几何参数和质量特性有关，还与运动速度有关，最佳回转阻里力矩M 可近似由下式确定：
M=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+*22141νωωνp m Y 0 ** 旁承间隙的大小要兼顾车辆可顺个利通过曲线，因此不宜过大。

可按近似按下式选取: δ=线路顺坡率*车辆定距/4
过大了使摩擦阻力增大，车体与转向架相对转动受阻，致使外侧轮缘侧向力过大。

一般可按下式选取:h=1/4(顺坡率i*车辆定距L) 例如：转K 2取51±。

6 减振器型式的选择
有油压减振器，摩擦减振器，橡胶减振器之分。

摩擦减振器又有单摩擦减振器和双摩擦减振器以及利诺尔减振器。

又分常摩擦减振器和变摩擦减振器。

摩擦减振器的相对摩擦系数，在新设计的货车转向架中，相对摩擦系数设计值一般取为0.07，实测值约0.09。

一般振动理论要求的相对摩擦系数为0.07——0.1。

但对于空重两级刚度的弹簧,空车的相对摩擦系数偏大，一般以不大于0.15为佳.
摩擦减振器的摩擦力有常摩擦力和变摩擦力之分，变摩擦力与摩擦块（件）的相对位移有关，如转8A 转向架上行程和下行程的摩擦
力应是不相等的，故相对摩擦系数通常用两者的平均值来表示，即Φ=P F F 21+。

而常摩擦减振器的相对摩擦系数Pj
F =Φ， F ——减振器的摩擦力， F=⨯μN **
μ ——摩擦副的摩擦系数，一般μ=0.25—0.35
N ——摩擦副表面上的正压力(减振器弹簧的工作压力)
Pj ——弹簧装置承受的静载荷。