CRH3转向架的检修

2016届毕业设计方案
课题名称：CRH3型动车组转向架的检修与维护
二级学院铁道牵引与动力学院
班级动车组134
学生姓名晏俊
指导老师李丹
完成日期2015年11月
2016届毕业设要求
一、课题名称：列车转向架的检修
二、指导老师：李丹
三、设计内容与要求：
1、课题概述
随着我国科技的不断进步，国家对铁路客、货车的投入不断加大，铁路客、货车的载重和速度都在不断提升，客、货车的转向架、车钩缓冲装置等都在协调发展。转向架作为铁道车辆组成的关键部件之一，是影响铁路运输安全的重要因素，其直接影响着车辆运行安全性、平稳性和可靠性。这就需要我们充分认识转向架，全面了解转向架的结构，深入研究转向架的检修工艺，满足高速铁路、客运专线高标准技术要求，对保证运营安全、提高维修效率和避免不必要的损失等都具有重要的意义。
我所做的课题就是CRH3系列的转向架。CRH3型动车组转向架分为动车转向架和非动力转向架。我们主要是了解动车组转向架在列车运行中起到了那些作用，现阶段转向架发展主要面临的主要技术难题，以及他的组成和起到的作用。
国外列车发展概况高速客车的关键技术之一就是转向架，其历史可以追溯到19世纪中期。转向架的应用不仅提高了客车的运行速度，同时使车辆具有良好的曲线通过性能和舒适性。早期的客车转向架主要以铸钢结构或钢板铆焊结构为主，一系悬挂采用导框式轴箱加板簧方式，轴承为滑动轴承，其中央悬挂采用板簧加摇枕结构，心盘用于承载和传递纵向力，基础制动为踏面制动。随着制造水平的提高，客车转向架开始采用焊接构架结构。20世纪20年代开始出现了摇动台结构的转向架，有效地降低了二系横向刚度，从而大幅度提高了车辆的横向动力学性能。50年代后，盘形制动、磁轨制动及防滑器等新技术开始在客车上得到应用，为客车运行速度的提高奠定了基础。在此之后，空气弹簧的应用以及中心销取代了传统的心盘结构，使客车的动力学性能得到了进一步改善。70年代后，无摇枕转向架开始出现，使客车转向架朝着轻量化、模块化、无磨耗、高舒适度的方向发展。进入90年代后，磁轨涡流制动开始应用，不仅消除了磨耗，降低了噪声，还大大提高了制动效率。
本论文在大量搜集资料的基础上，分析比较了国内外动车组转向架的发展及现状，研究了动车组转向架构架的结构特点；构架强度的计算和试验工况以及动应力测试等内容；同时，还总结了电动车组转向架开发研制中的经验教训。这对未来高速动车组的研制有一定借鉴作用。
研究表明，加强对减振器座、制动吊座、扭杆座等支吊座的运用工况的研究，补充和完善动车组转向架构架的强度计算和试验规范等，都是保证动车组安全运行需要急待研究解决的重要课题。
答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。
2、设计论文要求
文字要求：说明书尽量打印（除图纸外）。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。
图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标规范，文字注释必须使用工程字书写。
2、设计内容与要求
本设计课题要求对客、货列车转向架的国内外发展现状、结构型式、工作原理以及检修和维护等内容进行分析。要求绘制转向架的二维图。
毕业设计学生分组进行选择项目的设计：
1CRH3型动车组转向架的检修；
2HXD1型重载货车转向的检修。
要求完成：
1.设计说明书；
2.转向架的二Leabharlann Baidu图。
四、设计参考书
1.《高速动车组总体及转向架》
2.《国产铁路货车》
3.各类专业期刊
五、设计说明书要求
1.封面
2.目录
3.内容摘要（200—400字左右，中英文）
4.正文（客、货转向架的国内外发展现状、基本结构型式、工作原理图及检修流程等内容）
5.结束语（设计体会）
6.附录（参考文献、图纸、材料清单等）
六、毕业设计进程安排
第一周：熟悉转向架等相关专业知识，着重教师规定部分内容。
第二周：调研转向架的发展状况。
第三周：分析转向架的结构型式。
第四周：分析所选车型的转向架特点。
第五周：分析转向架工作原理。
第六周：分析所选车型的转向架检修与维护。
第七周：分析选择内容。
第八周：完成设计说明书及制图。
第九周：进一步熟悉转向架的结构类型、工作原理与检修流程。
摘要
动力分散型动车组由于其具有快捷、安全、舒适、高效的特点，已成为现代轨道车辆的发展趋势。动车组自身都带有动力，因此转向架结构比拖车转向架更为复杂。作为主要承载部件的动车转向架构架，其结构的安全可靠性是动车组研发中的关键项点。国内对动车组的研制开始于二十世纪九十年代中期，与国外相比在设计规范、制造工艺、运用环境等方面还缺少成熟的经验。
法国TGV高速转向架不断完善铰接式转向架结构，也趋向轻量化方向发展，但其轴重基本保持17t左右。
图1 TGV动车转向架
德国德国的第1台客车标准型转向架于1890年研制成功，该转向架采用锻压铆接构架，一系悬挂为轴箱导框加板簧，中央悬挂由中央板簧、摇枕、摩擦旁承和心盘组成。在此基础上，20世纪30年代德国又开发出Gōrlitz系列转向架，最高运行速度为160km/h。
This thesis compares the development of EMU domestic and abroad，analysis the structure of bogie f-rame，strengthen calculation，strengthen and strain test．It summarizes the practical experience to be used for reference of the future high speed EMU．Conclusion：For the saf．e operation of EMU，reinforce the operating study of hangers 1ike damper seats，brake cylinder hanger seats，torsion bar seats etc．，perf．ect the strength analysis and test criteria of motor bogie
关键词：动车组、转向架、构架、检修
ABSTRACT
Power decentrallzed EM U has become the deVelopment trend of’modem railway rolling stock with its rapid，safe，comfort and high e伍cient features．As a powered unit，EMU’s bogie is more complicated than trailerbogie．Accordin91y the saf．ety of bogie f．r锄e’s structure has been the key point in EMU Research&DeVelopment．Starting in the mid of 90’s，R&D of EMU in China lacks mature experience in the field of design criteria，manufacture technology and operating environments．
为解决轴箱导框的磨耗问题，德国联邦铁路（DB）从1939年开始研制Minden2Deutz新型转向架。该转向架采用了H型焊接构架，一系悬挂为双圆簧和双拉板式定位装置，中央悬挂由摇动台、钢圆簧、摇枕、摩擦旁承和心盘组成，在摇枕和构架的两侧设有牵引拉杆。该转向架于1949年完成试制并投入线路考核试验，随后定型为MD32标准型转向架。此后，又根据不同要求改型为M36等10多种MD系列转向架，其中，约一半以上出口到其他国家。与此同时，Gōrlitz V型转向架也于1958年研制成功。其结构同MD32基本相似，仅将一系悬挂的双拉板式定位改为橡胶导柱定位。为确保德国在高速铁路领域的地位，联邦政府于1972年投资5亿马克进行高速列车前期性研究，其中包括研制世界上首台滚动振动试验台和动力学仿真软件MEDYNA。座落在慕尼黑的试验台在经历了近6年的设计及施工后于1980年完工。该试验台可对机车车辆进行整车在实际轨道激扰条件下的直线、曲线动态模拟以及模态分析，最高试验速度为500 km/h，是世界上功能最完备的滚振试验台，为新型转向架的开发提供了有力的手段。
第十周：答辩准备及答辩。
七、毕业设计答辩及论文要求
1、设计答辩要求
答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。
学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。
法国二战前，法国铁路客车运用的几乎全是美国Pennsylvania型转向架，该转向架采用传统的铸钢构架，一系悬挂为轴箱导框加均衡梁结构，中央悬挂采用摇动台、板簧及摇枕的模式，承载方式为摩擦旁承加心盘的组合。在此基础上，法国国铁(SNCF)设计出了最高速度为140km/h的Y16型转向架，随后又开发和研制出了Y20、Y24和Y26型转向架，其中，Y26型转向架首次采用了空气弹簧，最高试验速度达到了180km/h，并于1968年投入运用。在总结了上述转向架经验的基础上，SNCF于1967年研制出了Y30型转向架。该转向架采用了全新的结构：一系悬挂为人字形橡胶堆定位，中央悬挂为高圆钢簧加中心销模式。与此同时，SNCF还开发出了最高试验速度为230km/h的Y28和Y207型转向架，并在此基础上研制出新一代适合200km/h的Y32型转向架。Y32型转向架采用了H型焊接构架，一系悬挂为橡胶节点转臂定位，中央悬挂为高圆钢簧、横向液压减振器、垂向液压减振器、摇枕加抗侧滚扭杆装置，基础制动装置采用了盘形制动和磁轨制动。为减小转向架点头及横向等运动对车体的影响，牵引装置采用了钢丝绳连接的方式。Y32型转向架自1973年批量生产以来，一直是SNCF的主型转向架，并批量出口到其他国家。20世纪70年代以后，法国开始研制TGV高速列车，并研制出了Y229型转向架。法国TGV采用动力集中的牵引模式，车体之间采用铰接方式。为此，法国开发出了Y231型转向架用在第1代TGV-PSE拖车上，并在此基础上研制出了用在TGV-A拖车上的Y237型转向架。该转向架采用了H型焊接构架，一系悬挂为橡胶节点转臂定位，中央悬挂为大容积高柔性空气弹簧、横向液压减振器、垂向液压减振器、抗蛇行液压减振器、抗侧滚扭杆及Z字形拉杆牵引装置，基础制动装置采用了盘形制动。Y237型转向架由于采用了3m的大轴距及1:40的锥形踏面，故具有较高的抗蛇行稳定性。
frame
Key wOrds：
EMU，BoGIE，BoGIE FRAME，STRENGTH ANALYSIS．
第一章
1.1动车组的兴起
随着我国科技的不断进步，国家对铁路客、货车的投入不断加大，铁路客、货车的载重和速度都在不断提升，客、货车的转向架、车钩缓冲装置等都在协调发展。转向架作为铁道车辆组成的关键部件之一，是影响铁路运输安全的重要因素，其直接影响着车辆运行安全性、平稳性和可靠性。这就需要我们充分认识转向架，全面了解转向架的结构，深入研究转向架的检修工艺，满足高速铁路、客运专线高标准技术要求，对保证运营安全、提高维修效率和避免不必要的损失等都具有重要的意义。
图2德国MD530型转向架
德国WAGGON UNION公司在1974年研制成功MD52型转向架的基础上于80年代初开发出MD52-350原型车转向架，并经改进后定型为MD530型，用于1991年开通的第1代ICE高速列车，其最高运行速度为280km/h。该转向架一系悬挂采用了双圆簧和单向双层拉板定位，中央悬挂由摇动台、摇枕、摩擦旁承和中心销组成。为保证其可靠性，中央悬挂仍采用钢圆簧，摇枕的纵向定位采用橡胶缓冲座，在构架的两侧设有磨耗板，牵引力的传递采用中心销模式。MD系列转向架的旁承除承受车体的垂向载荷外，还提供回转力矩，以取代常规的抗蛇行减振器。为保证摇枕与构架间的扭转刚度和转向架的纵向振动不向车体传递，摇枕通过扭杆和拉杆连接到转向架的构架上。为了进一步改善MD530型转向架的动力学性能，MAN公司在90年代初研制成功带轮对耦合副构架的转向架和采用碳纤维轻型构架的独立旋转车轮转向架，2台高速转向架均采用了空气弹簧。