我国各种车辆转向架的机构特点和适应性

我国各种车辆转向架的机构特点和适应性 摘要:以前的车辆一般采用二轴车的结构形式,车辆直接安装在车体下方,称为无转向架车辆。由于要通过小半径的曲线,二轴车的轴距不能太大,另外,车辆载重、长度和容积均受到限制。后来人们发明了转向架,转向架是能相对车体回转的一种装置, 它承载了车体的全部重量, 保证列车能顺利地通过弯道. 转向架由附属装置、构架、一系弹簧悬挂装置、二系弹簧悬挂装置、牵引杆等组成。将车体坐落在转向架上,通过轴箱装置将车轮沿钢轨方向的滚动转化为车辆沿线路方向的平动,支撑车体,承受并传递车体与轮对间载荷,并使轴重平均分配,从分利用轮轨间黏着,传递牵引力与制动力,缓和线路不平顺对车辆的冲击,保证良好运行平稳性和安全性,保证车辆有良好的直线稳定性和曲线通过能力。因此,转向架的性能优异程度、结构特以及对于城市轨道交通系统方式的适应程度决定了列车运行品质、动力性能、行车安全。 关键字:地铁车辆、直线电机车辆、低地板车辆、单轨交通车辆,结构特点,适应性

1、 我国B 型地铁车辆转向架

1.1B 型车辆转向架的机构特点

B 型城市轨道交通车辆转向架为轻量化、低噪声、无摇枕转向架。轴箱弹簧为无磨耗圆锥叠层橡胶弹簧,采用H 型钢板压型焊接构架,中央悬挂为空气弹簧直接支承车体的三无结构,采用单元式单侧闸瓦踏面制动装置,牵引电机横向架悬。转向架分为动车转向架(

图1) 和拖车转向架(图2) 。在动车转向架的每根车轴上装有1 台交流牵引电动机、齿轮传动箱和联轴器。动车转向架与拖车转向架相比,除轴箱弹簧的特性参数不同外,其他零部件可完全互换。9 T2 [( n' t8 z

图1 动车转向架装配图

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图2 拖车转向架装配图

首次采用I2DEA S 软件对转向架直接进行三维装配设计。构架、轴箱等的三维造型设计为后续的有限元强度计算打下了基础。对各零部件进行了准确的质量、转动惯量、重心和主惯性轴位置的计算,以便为转向架的动力学性能计算提供可靠的基础数据。 www.ditiezu.com; ^5 {3 T% {8 M# q0 \7 w

1.12 轮对轴箱定位装置 地铁族 B/ _8 e/ p% M- p8 s' ~" G3 D

轮对轴箱定位装置采用圆锥叠层橡胶弹簧(图3) ,橡胶弹簧的优点在于具有非线性刚度特性,并有隔离高频振动和降低轮轨噪声的作用。对三向弹簧参数进行优化选择,在获得转向架适宜的蛇行运动稳定性和满足传递制动力、牵引力要求的前提下,注重提高转向架的曲线通过能力。在轴箱弹簧与轴箱之间设有调整垫片,以便于落车调整。轴箱盖与构架之间设有安全吊环。

图3 轮对轴箱弹簧装配图

采用我国现行标准的H SD 型车轮,车轮滚动圆直径为

1.13 构架组成

构架为H 型轻量化低合金高强度钢板焊接结构,主要由2 根侧梁和2 根横梁组成(图4) 。侧梁上盖板、下盖板和立板的厚度分别为12 mm 、14 mm 、10 mm,侧梁内部设有多块厚度为8 mm 的筋板。构架横梁采用直径

图4 构架装配图

构架侧梁上焊有制动缸安装座、轴箱弹簧定位座等,横梁上焊有牵引电机吊座、齿轮箱吊杆座、牵引拉杆座和横向缓冲器座等。所有关键安装座的位置精度均通过对转向架构架的整体加工获得。采用三维有限元分析法进行了构架应力和振动模态分析。计算表明,构架整体应力分布合理,不存在薄弱环节。模态分析采用了L anczo s 方法,最低阶模态振型为构架扭曲,频率为3011 H z 。正常运用情况下,转向架构架的使用寿命不低于车体寿命(30 a),在此期间内不需要对转向架进行结构修整。转向架焊接制造完工后需进行消除焊接内应力的处理。

1.14中央悬挂装置

中央悬挂装置采用低横向刚度、大扭转变形的空气弹簧直接支承车体的三无结构,垂向用可变阻尼节流阀减振,横向安装油压减振器,还设有非线性横向缓冲止挡和新型抗侧滚扭杆装置(图5) 。动车头部转向架装设排障器和信号天线托架。当采用第三轨受电时,还需装设第三轨受流器。

图5 无摇枕型中央悬挂装配

牵引装置由中心销、牵引梁、复合弹簧和新结构Z 形牵引拉杆组成,牵引点距轨面高度为385 mm 。新结构Z 形牵引拉杆具有低的横向及垂向附加刚度,提高了车辆的横向及垂向动力学性能,实现了无磨耗、无间隙牵引。

1.15 基础制动装置.

动车、拖车转向架均采用单侧单元式踏面制动装置,制动力优先由动车的再生制动负担。每轴设1 个带弹簧停放制动器的单元制动缸,停放制动能力满足用户规定的最大限制坡道要求。此方案的优点在于,动车、拖车转向架的制动装置(除制动倍率外) 完全相同。与轴装盘形制动和轮装盘形制动相比,该转向架具有较低的簧下质量,有利于减小轮轨之间的动作用力。 -

1.2 B型地铁车辆的适应性的地铁生活门户论坛, E; l7 r; ~' q" C8 @! t1 B

(1) 对于采用VVV F 交流传动的A 型和B 型城市轨道交通车辆来说,踏面单元制动是较理想的基础制动方式。

8 T4 s" t7 e( q2 B6 X$ j

(2) 车轮直径大小及其辐板形式不仅影响轮轨之滑防空转控制传感器、接地电刷装置和固体轮缘润滑间的相互作用,也关系到转向架传动装置的设计和牵引电机的选择。应尽快研制车轮直径和辐板形式合理的噪声优化车轮。

(3) B 型城市轨道交通车辆转向架的基本结构和技术完全可以用于A 型车,只需根据A 型车铝合金车体的设计特点对转向架固定轴距和空气弹簧上支承面高度进行适当调整即可。 铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北京地铁天津地铁南京地铁广州地铁深圳地铁香港地铁重庆轻轨武汉轻轨长春轻轨大连轻轨台北捷运高雄捷运2 A9 O2 P( P5 A: ^9 F* I/ F9 O# 地- 中国地铁生活门户论坛涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。/ v6 G) J- Q; n9 X" h

2、直线电机车辆转向架

2.1 直线电机车辆转向架结构特点

相对应不同的直线电机悬挂方式, 其转向架结构也不相同, 以下对直线电机不同悬挂方式的转向架结构型式进行分析。

2. 1 1 架悬式

架悬式是指直线电机通过吊杆悬挂在转向架H 型构架上。这种结构的转向架接近传统的地铁转向架, 无需对轴箱和轮对进行改变。由于直线电机悬挂在构架上, 其垂向振动受构架的影响。为了保证直线电机和感应板之间的间隙, 需控制转向架构架振动幅度, 为此, 要求轴箱悬挂的垂向刚度较大。轴箱悬挂的垂向刚度较大带来的最大问题是转向架构架均衡能力差, 构架受力大, 当转向架通过线路不平顺时容易引起车轮的减载, 带来了安全隐患。为解决转向架均载的问题, 需将转向架构架对角断开, 使转向架构架变为以对角为中心线的

铰接结构, 如图7所示 架悬式的优点是转向架接近传统地铁转向架, 便于维护和使用。缺点是转向架构架是铰接结构, 增加了构架的复杂性, 电机和感应板间的间隙较大。

2. 12 轴悬式

轴悬式是将直线电机通过轴承悬挂在车轴上。这种方式直线电机与感应板间的间隙只受轮对的垂向运动、线路不平顺和感应板的影响, 与转向架的悬挂无关。这种电机悬挂的优点是直线电机与感应板间的间隙容易保证, 并且间隙变化范围不大。缺点是直线电机属簧下质量, 轮轨垂向动作用力大, 电机与车轴需通过轴承连接, 增加了系统的复杂性。由于电机和轮对连在一起导致电机的垂向振动加速度很大, 对电机的抗振性要求较高。因此, 这种直线电机转向架的技术风险仅集中在电机悬挂和轮轴设计上, 可以在传统转向架的基础上, 无需对悬挂系统进行更改,

只需对轮对做改装设计并增加电机悬挂装置即可。

。图8 是日本早期研制的电机直接悬挂于轮对上的一种转向架,在直线电机悬挂座中部安装有抱轴轴承, 电机定子通过橡胶轴衬支承在轴承上。从直线电机定子传来的垂向静态力和动态力直接通过轴箱轴承由轮对承受; 纵向牵引力的传递与旋转电机转向架类似, 即牵引力先通过轮对传递给轴箱, 再由轴箱传递给构架。然而, 试验结果表明, 这种结构由于直线电机完全属于簧下重量, 轮轨动作用力较大, 而且牵引力通过轴箱传递, 对曲线通过时的轮对径向摇头影响很大, 这种结构后来被放弃。如果对其进行改进, 将纵向力的传递直接由电机传递给车体中心销, 可解决上述问题。

2. 13 轴箱悬挂式

轴箱悬挂式是指将直线电机悬挂在轴箱上。优点同轴悬式。缺点是轴箱悬挂需内置, 悬挂杆件过多, 增加了电机悬挂的复杂性。庞巴迪公司研究开发的直线电机转向架BM30002LIM 型转向架, 如图9 所示。其主要结构包括构架、摇枕、轮对、轴箱装置、一系悬挂、二系悬挂(中央悬挂) 、牵引杆、直线电机吊挂及调整装置、基础制动装置、集电靴等附件。转向架构架采用高锰合金钢材焊接而成, 内置式布置, 以降低自重; 轴箱、一系双锥形叠层橡胶弹簧悬挂采用内置方式。直线电机以5 点悬挂方式悬挂在轴箱上, 消除了一系悬挂弹簧由于受空、重车高度变化和一系橡胶弹簧蠕变对直线电机与感应板之间气隙变化的影响, 最大限度地保证运行过程中气隙的稳定, 使气隙控制到9 mm ,有利于提高电机的效率; 采用外置基础制动, 易于更换闸片; 二系悬挂采用空气弹簧带摇枕结构, 并设有抗侧滚扭杆。

图9 BM30002LIM 型转向架

2.2 直线电机车辆的适应性

(1)由于车辆采用了直线电机,轮径和轴距都大大减小,转向架结构也非常紧凑,地板面高度仅为930 mm ,整车高度比普通车辆低约200 mm。此外,用于1 500 V 三轨供电的集电靴、车轮外侧的盘形制动、内侧悬挂的一系簧、摇枕、直线电机悬挂方式等都是这种转向架的特点所在。

(2)柔性转向架在通过曲线时,由于踏面锥度的存在,轮对偏向外轨道,并能自动趋向径向位置,让转向架顺利通过曲线。但由于两轮对夹角仍不够大,轮轨冲角不能减小到零,且没有径向装置,后轮径向运动能力不足,因此柔性转向架的曲线通过能力不如真正意义的径向转向架。

(3)直线电机的效率却较旋转电机差, 原因是直线电机的气隙较旋转电机的气隙大。轨道车辆上的直线电机气隙更大, 一般在12 mm 左右, 而普通旋转电机的气隙一般在0125~018 mm 之间。直线电机悬挂在构架、副构架或轴箱上, 车载定子与地面转子是处在一个相对直线运动的弹性(轴箱垂向弹性定位以及道床弹性) 系统间, 不可避免地会造成相互间隙变化。直线感应电机的效率和功率因数与气隙成反比[3 ] , 当电机气隙为12 mm 时, 电机效率下降到73 %左右。从改善电机性能上来讲, 定子铁心与反应板之间的气隙越小越好, 但由于车辆和线路的加工、制造和施工工艺水平, 通常将这个气隙设计在8~12mm ,在实际运行中, 一般在6~14 mm 之间变化。要提高直线电机效率, 必须减小直线电机与感应板之间的气隙。考虑到轨道不平顺、感应板不平顺和运行中的直线电机振动以及车轮的磨损, 电机和感应板之间气隙不能太小, 气隙过小容易使电机初级与次级相互接触而发生事故。不同的转向架型式和电机悬挂模式直线电机和感应板间的间隙不同。直线电机转向架设计最重要的是如何减小直线电机和感应板间的间隙以提高使用效率和功率因数。

3、低地板车辆转向架

3.1 低地板车辆转向架的结构特点

独立轮对转向架结构形式低地板独立轮对转向架的主要结构特点为:

(1) 用下凹的车轴桥代替车轴, 左右车轮可独立转动。

(2) 采用小直径弹性车轮。

(3) 采用板梁式摇枕或无摇枕结构。

(4) 一二系悬挂分别采用橡胶弹簧和空气弹簧, 以降低振动和噪声。

(5) 结构简单、质量轻。

3.11双独立轮对板梁式摇枕从动转向架

图1 为菲亚特公司研制的双独立轮对板梁式摇枕从动转向架, 其结构主要由弹性车轮、下凹形构架、空气弹簧、垂向减振器、横向减振器、牵引拉杆和板梁式摇枕等部件组成。转向架质量214 t, 轴距1 400 mm ,轮径680 mm , 采用该转向架后, 使整个车厢的低地板面率达56%。其主要结构特点为:

(1) 采用小直径弹性车轮, 两车轮间采用下凹形构架连接, 无一系悬挂。

(2) 空气弹簧坐落在凹形构架的凹槽中, 空气弹簧上盖朝下安装, 橡胶堆凸台与车体关节部分相配合。

(3) 为进一步降低地板面, 摇枕采用板梁式扁平结构, 且沿轨道方向纵向安装, 起支撑车厢质量和连接2 个独立轮对的作用。

(4) 构架与摇枕间安装水平油压减振器, 构架与车体间垂向油压器采用18°倾斜安装, 并用纵向牵引拉杆连接, 以传递其牵引力和制动力。

3.12 双独立轮对万向轴驱动转向架

为了使车厢获得100% 的低地板结构, 除了采用直径650 mm 的小弹性车轮外, 将交流牵引电机悬挂在车体上, 制动盘则安装在电机轴上, 使车厢地板面距轨面仅360mm (见图2) 。图3 为该轻轨车采用的双独立轮对转向架, 自重216 t。其结构特点主要为:

(1) 采用无摇枕结构, 车体直接落在二系弹簧上。

(2) 交流牵引电机全悬挂在车厢地板上, 通过万向轴驱动齿轮箱, 从而驱动车轮; 齿轮箱一端通过连接臂安装在车轮外侧车轴上, 另一端则通过齿轮箱吊销悬挂在构架上, 以减少簧下质量。

(3) 一系悬挂采用橡胶弹簧, 以减少振动和噪声。

(4) 二系弹簧采用沙漏式旁承弹簧。为了实现更低的地板面和合理的座位布置, 沙漏式弹簧沿构架纵向不对称布置; 由于沙漏式弹簧有较小的横向刚度, 故在车体上设置横向止挡, 以限制车体通过曲线时有过大的横向位移。

(5) 两凹形构架之间采用小框架连接, 并安装有横向油压减振器。

3.13 双独立轮对垂向电机驱动转向架

1990 年, 德国柏林的BN 公司, 曾开发过LRN 2000 试验型低地板轻轨车。这种车辆装有中心电机, 经过2×104 km 的运行考验后, 就开始批量生产。该车采用BN 2000 型双独立轮对转向架结构(见图4) , 关节式车厢坐落在构架上。其结构特点主要为:

(1) 一系悬挂为人字形橡胶堆, 水平安装在轴箱与构架之间。

(2) 二系悬挂为每侧2 个空气弹簧。

(3) 构架为H 形结构, 横梁中间下凹有利于降低地板面。

(4) 构架与车体间每侧安装1 个横向和垂向减振器, 制动盘安装在中心电机装置的电机端部。

(5) 牵引电机垂向布置在车轮外侧, 通过螺旋圆锥齿轮驱动与车轴固结的短车轴, 使车轮转动。

(6) 转向架质量为318 t, 该转向架采用了弹性车轮、人字形橡胶堆, 有利于降低振动和噪声, 还有利于改

善曲线通过和减少轮轨磨耗。

3.14 单独立轮对无摇枕转向架

第1 列带交流电机的智能型低地板轻轨车是由德国杜瓦格公司开发, 该车全长有60% 以上的地板面高仅 440 mm , 其他部分地板面高为530mm , 这2 个平台用1 块短板连接, 这样使旅客感到整个车厢的地板面都非常低。用于该车的单轮对转向架见图5, 通过车体关节部分引导独立轮对, 该转向架由弹性车轮、一系橡胶簧、二系高圆簧、梯形构架和油压减振器等组成, 重1.5 t。

其主要结构特点是:

(1) 两弹性车轮通过凹形梁车轴桥连接, 轮径为590 mm。

(2) 构架沿纵向采用梯形结构, 端梁离轨面很低。

(3) 构架与车体间除安装垂向减振器外, 还装有抗蛇行减振器, 以衰减尾车的横向振动。

(4) 安装了防滑系统, 以避免车轮擦伤。

3.2低地板车辆转向架适应性

低地板轻轨车一般是指地板面距轨面高度为250~350mm的车辆,设多关节,

能够通过

小半径曲线(最小曲线半径可达16m); 由于其地板面低,便于旅客上下车,甚至可以不修站台,大大降低了系统的整体造价。低地板轻轨车虽然结构比较复杂,但与整个轨道交通投资降低相比,所增加费用是非常少的,可使轨道交通不仅在特大城市发展也能扩展到大中城市,以改变整个国家的城市交通发展格局。因此轻轨交通越来越受到各国重视。

第一代低地板轻轨车在中间部分设低地板进口,低地板大约占车长的10%~15%,后经改进可达到车长的50%。第一代低地板轻轨车采用常规高转向架,分段式低地板,车内需要台阶过渡; 第二代低地板轻轨车其低地板约占整车的60%~70%,车内还需要台阶向高地板区过渡; 第三代低地板轻轨车的动力转向架采用独立轮对,取消车轴,动力转向架上方的中间通道也可以做成低地板,从而实现车辆内100%低地板。低地板轻轨车的结构复杂性和交通适用性使其列车制动系统具有很明显的自身特点。

4、单轨交通车辆转向架

4.1 单轨交通车辆转向架结构特点

4.1 1 转向架构架转向架构架是将驱动装置、走行轮、稳定轮、导向轮、基础制动装置、车体悬挂装置、牵引装置、受流器、接地装置等汇集在一起的结构性部件。构架是以16MnR 钢板为主要材料的焊接结构,由侧梁、横梁、端梁、导向轮支架、支座、电机吊架等组成。走行轮组成的空心车轴压装在构架侧梁轴套内侧,齿轮减速箱通过12枚M20螺栓固定在轴套外侧。侧梁四角焊有导向轮支架。横梁中部焊有牵引装置安装座。端梁中部焊有走行安全轮安装座。在构架两侧靠中心处焊有2个支座,支座上部焊有空气弹簧安装座;支座下部设有稳定轮支架、受流器座安装孔;支座内部有密闭空腔作为空气弹簧的附加空气室,支座一侧焊有电机吊座,通过4枚M24螺栓固定驱动电机。

4.12 二系悬挂和牵引装置

无摇枕转向架的主要特点在于其二系悬挂和牵引装置的结构:通过空气弹簧、横向油压减振器和横向缓冲器缓和车体的振动;通过中心销、牵引梁、牵引橡胶传递牵引力和制动力。

4.121 空气弹簧

选择带橡胶堆的低横向刚度的空气弹簧,以改善乘坐舒适性和通过曲线的性能。空气弹簧的下部通风口与转向架构架内部附加空气室连接,上部进风口与车体的管路连接。空气弹簧与附加空气室之间设节流孔,对车体起垂直减振作用。胶囊下部的叠层橡胶堆可减小车辆通过曲线时胶囊的变形量,因而改善其受力状况。另外,空气弹簧在无气状态时,此叠层橡胶堆还起垂直减振作用。安装空气弹簧时,上部进风口和下部通风口的外部表面需涂润滑脂防锈。

4.122 横向油压减振器

降低空气弹簧横向刚度的同时,匹配适当的横向阻尼力,以改善车辆的横向性能。

4.123 横向缓冲器

采用适应于低横向刚度空气弹簧的横向缓冲器。

4.124 中心销

中心销插入牵引梁内,传递纵向力。通过与中心销配合的金属套和与牵引梁配合的聚氟四氯乙烯衬套, 中心销可以自由地转动和垂直移动。

4.125 牵引梁

牵引梁通过牵引橡胶堆悬挂在转向架构架上。

4.126 牵引橡胶堆

每台转向架使用4个牵引橡胶堆。其作用与普通转向架摇枕牵引拉杆缓冲橡胶相同。安装牵引橡胶堆时,使其预压缩,这样能够延长牵引橡胶的寿命。

4.127 高度阀调整车辆高度高度阀的调整杆安装在构架与车体底架之间,要求有足够的容许位移,所以使用球形杆端。空气弹簧的高度通过测量车体底架上空气弹簧上平面至构架上空气弹簧安装面之间的距离来进行调整,此距离为[(200+f)士3]mm,此处t 为调整垫的厚度。

4.128 车轮踏面磨耗时车体高度的调整

通过在空气弹簧座处加调整垫来调整车体高度。为了使空气弹簧被抬起后容易将调整垫插入,在空气弹簧座上设2个M16螺纹孔,以便用2个M16的螺栓顶起空气弹簧。安装调整垫后,在其四周缝隙处填满密封胶,以防雨水渗入空气弹簧座而生锈。

4.13 走行安全轮

跨坐式转向架的走行安全轮处于经常不使用状态。一旦在事故状态时,为了保证走行安全轮能正常使用,在安全轮里选用了双侧具有接触式橡胶油封的单列深沟球轴承。轴承内充填锂基润滑脂。该润滑脂具有防锈性,适用运行温度为一35℃~+l1OC。这种轴承是永久润滑,无需保养,安装前不需加热,也不需清洗。

4.14 联轴节

联轴节主要用在驱动电机和减速箱之间,传递驱动电机输出的力矩。要求联轴节不仅要能传递动力,同时还能弥补驱动电机与减速箱输入法兰之间因制造误差引起的装配偏差,以及衰减因启动或制动工况中产生的部分或全部冲击。故在设计中采用弹性联轴节。针对传动轴的工作特点及要求,采用了牙嵌式弹性联轴节。该联轴节允许线速度为30 m /s~40 m /s ;允许扭转角为3.2o ~5.07;额定扭矩大于或等于1 700N ·m ;扭转角刚度为98.35×1O 。N ·m /rad 289.28×1O 。N ·m /rad 。在额定扭矩且转速为1.500 r/min 时,该联轴节允许的轴向偏移量大于或等于5 mm ,径向偏移量大于或等于3.4 mm ,角偏移量大于或等于4.3 mm 。联轴节的材质为球墨铸铁或铸钢。

4.15 车轮及其驱动装置

通过对国外跨坐式单轨列车走行轮及其驱动装置的分析研究,并参照我国重型载货汽车驱动后桥的成 熟结构,此次设计的走行轮采取了三件式、无轮辐的平底宽轮辋结构,采用“o ”形橡胶密封圈。轮辋与驱动轮毂的连接是楔块式。驱动轮轮毂通过轴承支承在轴壳上,驱动轮轮毂与驱动轴(半轴) 法兰通过螺栓连接。驱动轴采用全浮式支承,通过端部的花键与减速箱从动圆柱齿轮连接,从而将经减速箱传来的扭矩传递到车轮上,实现驱动的目的。水平轮(导向轮和稳定轮) 轮辋形式是两件式、有轮辐的平底宽轮辋。水平轮轮辋通过螺栓与轮毂连接并支承在2个圆锥滚子轴承上,为可转动部分,轮轴(头) 与转向架构架通过螺栓相连,为不可转动部分。辅助钢轮(安全轮) 与水平轮轮辋通过螺栓固定在一起。水平轮与轨道两侧的压紧负荷通过调整垫片调节。

4.16 制动器 ·

通过调研和初步计算分析,选择了KNORR 公司用于汽车的钳盘式制动器。该制动器直径为430 mm ,厚度为45 mm ,控制方式为气控制,带强力弹簧停车制动器,杠杆比为15.6左右,单个制动器摩擦面积为400 cm。。制动器装在减速器第二级从动齿轮轴上,制动钳装在减速器壳体上。

4.2 单轨车辆转向架的适应性

综合以上几个方面的汁算与分析,我国城市快速轨道变通(80~l60)km /h 车辆,建议采用的五类编组彤式.1 5种车型.如表所示表4中所列的数据 并非固定的数值。国外采用的快速轨道交通车辆的形式各种各样,在车辆编组 ,有半动车形式;在最大运行速度卜 有80 90、IO0、105、ll0、120、130、135 140、160 km/h 多种;在车辆尺寸上有短窄型的车体(轴重较小) ,因此以上建议的车型分类为车辆选型的考虑趋势,车辆的选型应根据特有的线路特征及需要达到服务水平,在最合理的经济效益原则下进行综合选择。

参考文献:

[1]严隽耄. 车辆工程[M ]. 北京:中国铁道出版社,1999.

[2]孙竹生,鲍维千. 内燃机车总体及其走行部[M ]. 北京:中国铁道出版社,1995.

[3]王福天. 车辆系统动力学[M ]. 北京:中国铁道出版社,1994.

[4]张定贤. 机车车辆轨道系统动力学[M ]. 北京:中国铁道出版社,1996. [5]何宗华. 我国城市轨道交通技术需要研究解决的主要问题[J ]. 城市轨道交通研究,1998,(4):14—16.

[6]腾茂根. 地铁车辆国产化工作研究[J ]. 城市轨道交通研究,1998,(1):53—56.

[7]吴 克. 上海地铁客车运用故障综述[J ]. 铁道车辆,1998,36(7):42—43.

[8]张振生. 广州地铁车辆及其特点[J ]. 机车电传动,1998,(4):9— 12 、46.

[9]同济大学.B 型城市轨道交通车辆转向架构架强度计算分析报告[R ]. 2002.

[10]北方交通大学.B 型城市轨道交通车辆动力学性能优化计算报 地铁族0 |, q9 j; V1 K t& P" t4 Q地铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北做最好的地铁生活门户论坛$ Q# T# O& y6 ^" T: ?) V7 ~1 地铁族( \; \. c7 i8 K# I3 E

我国各种车辆转向架的机构特点和适应性 摘要:以前的车辆一般采用二轴车的结构形式,车辆直接安装在车体下方,称为无转向架车辆。由于要通过小半径的曲线,二轴车的轴距不能太大,另外,车辆载重、长度和容积均受到限制。后来人们发明了转向架,转向架是能相对车体回转的一种装置, 它承载了车体的全部重量, 保证列车能顺利地通过弯道. 转向架由附属装置、构架、一系弹簧悬挂装置、二系弹簧悬挂装置、牵引杆等组成。将车体坐落在转向架上,通过轴箱装置将车轮沿钢轨方向的滚动转化为车辆沿线路方向的平动,支撑车体,承受并传递车体与轮对间载荷,并使轴重平均分配,从分利用轮轨间黏着,传递牵引力与制动力,缓和线路不平顺对车辆的冲击,保证良好运行平稳性和安全性,保证车辆有良好的直线稳定性和曲线通过能力。因此,转向架的性能优异程度、结构特以及对于城市轨道交通系统方式的适应程度决定了列车运行品质、动力性能、行车安全。 关键字:地铁车辆、直线电机车辆、低地板车辆、单轨交通车辆,结构特点,适应性

1、 我国B 型地铁车辆转向架

1.1B 型车辆转向架的机构特点

B 型城市轨道交通车辆转向架为轻量化、低噪声、无摇枕转向架。轴箱弹簧为无磨耗圆锥叠层橡胶弹簧,采用H 型钢板压型焊接构架,中央悬挂为空气弹簧直接支承车体的三无结构,采用单元式单侧闸瓦踏面制动装置,牵引电机横向架悬。转向架分为动车转向架(

图1) 和拖车转向架(图2) 。在动车转向架的每根车轴上装有1 台交流牵引电动机、齿轮传动箱和联轴器。动车转向架与拖车转向架相比,除轴箱弹簧的特性参数不同外,其他零部件可完全互换。9 T2 [( n' t8 z

图1 动车转向架装配图

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图2 拖车转向架装配图

首次采用I2DEA S 软件对转向架直接进行三维装配设计。构架、轴箱等的三维造型设计为后续的有限元强度计算打下了基础。对各零部件进行了准确的质量、转动惯量、重心和主惯性轴位置的计算,以便为转向架的动力学性能计算提供可靠的基础数据。 www.ditiezu.com; ^5 {3 T% {8 M# q0 \7 w

1.12 轮对轴箱定位装置 地铁族 B/ _8 e/ p% M- p8 s' ~" G3 D

轮对轴箱定位装置采用圆锥叠层橡胶弹簧(图3) ,橡胶弹簧的优点在于具有非线性刚度特性,并有隔离高频振动和降低轮轨噪声的作用。对三向弹簧参数进行优化选择,在获得转向架适宜的蛇行运动稳定性和满足传递制动力、牵引力要求的前提下,注重提高转向架的曲线通过能力。在轴箱弹簧与轴箱之间设有调整垫片,以便于落车调整。轴箱盖与构架之间设有安全吊环。

图3 轮对轴箱弹簧装配图

采用我国现行标准的H SD 型车轮,车轮滚动圆直径为

1.13 构架组成

构架为H 型轻量化低合金高强度钢板焊接结构,主要由2 根侧梁和2 根横梁组成(图4) 。侧梁上盖板、下盖板和立板的厚度分别为12 mm 、14 mm 、10 mm,侧梁内部设有多块厚度为8 mm 的筋板。构架横梁采用直径

图4 构架装配图

构架侧梁上焊有制动缸安装座、轴箱弹簧定位座等,横梁上焊有牵引电机吊座、齿轮箱吊杆座、牵引拉杆座和横向缓冲器座等。所有关键安装座的位置精度均通过对转向架构架的整体加工获得。采用三维有限元分析法进行了构架应力和振动模态分析。计算表明,构架整体应力分布合理,不存在薄弱环节。模态分析采用了L anczo s 方法,最低阶模态振型为构架扭曲,频率为3011 H z 。正常运用情况下,转向架构架的使用寿命不低于车体寿命(30 a),在此期间内不需要对转向架进行结构修整。转向架焊接制造完工后需进行消除焊接内应力的处理。

1.14中央悬挂装置

中央悬挂装置采用低横向刚度、大扭转变形的空气弹簧直接支承车体的三无结构,垂向用可变阻尼节流阀减振,横向安装油压减振器,还设有非线性横向缓冲止挡和新型抗侧滚扭杆装置(图5) 。动车头部转向架装设排障器和信号天线托架。当采用第三轨受电时,还需装设第三轨受流器。

图5 无摇枕型中央悬挂装配

牵引装置由中心销、牵引梁、复合弹簧和新结构Z 形牵引拉杆组成,牵引点距轨面高度为385 mm 。新结构Z 形牵引拉杆具有低的横向及垂向附加刚度,提高了车辆的横向及垂向动力学性能,实现了无磨耗、无间隙牵引。

1.15 基础制动装置.

动车、拖车转向架均采用单侧单元式踏面制动装置,制动力优先由动车的再生制动负担。每轴设1 个带弹簧停放制动器的单元制动缸,停放制动能力满足用户规定的最大限制坡道要求。此方案的优点在于,动车、拖车转向架的制动装置(除制动倍率外) 完全相同。与轴装盘形制动和轮装盘形制动相比,该转向架具有较低的簧下质量,有利于减小轮轨之间的动作用力。 -

1.2 B型地铁车辆的适应性的地铁生活门户论坛, E; l7 r; ~' q" C8 @! t1 B

(1) 对于采用VVV F 交流传动的A 型和B 型城市轨道交通车辆来说,踏面单元制动是较理想的基础制动方式。

8 T4 s" t7 e( q2 B6 X$ j

(2) 车轮直径大小及其辐板形式不仅影响轮轨之滑防空转控制传感器、接地电刷装置和固体轮缘润滑间的相互作用,也关系到转向架传动装置的设计和牵引电机的选择。应尽快研制车轮直径和辐板形式合理的噪声优化车轮。

(3) B 型城市轨道交通车辆转向架的基本结构和技术完全可以用于A 型车,只需根据A 型车铝合金车体的设计特点对转向架固定轴距和空气弹簧上支承面高度进行适当调整即可。 铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北京地铁天津地铁南京地铁广州地铁深圳地铁香港地铁重庆轻轨武汉轻轨长春轻轨大连轻轨台北捷运高雄捷运2 A9 O2 P( P5 A: ^9 F* I/ F9 O# 地- 中国地铁生活门户论坛涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。/ v6 G) J- Q; n9 X" h

2、直线电机车辆转向架

2.1 直线电机车辆转向架结构特点

相对应不同的直线电机悬挂方式, 其转向架结构也不相同, 以下对直线电机不同悬挂方式的转向架结构型式进行分析。

2. 1 1 架悬式

架悬式是指直线电机通过吊杆悬挂在转向架H 型构架上。这种结构的转向架接近传统的地铁转向架, 无需对轴箱和轮对进行改变。由于直线电机悬挂在构架上, 其垂向振动受构架的影响。为了保证直线电机和感应板之间的间隙, 需控制转向架构架振动幅度, 为此, 要求轴箱悬挂的垂向刚度较大。轴箱悬挂的垂向刚度较大带来的最大问题是转向架构架均衡能力差, 构架受力大, 当转向架通过线路不平顺时容易引起车轮的减载, 带来了安全隐患。为解决转向架均载的问题, 需将转向架构架对角断开, 使转向架构架变为以对角为中心线的

铰接结构, 如图7所示 架悬式的优点是转向架接近传统地铁转向架, 便于维护和使用。缺点是转向架构架是铰接结构, 增加了构架的复杂性, 电机和感应板间的间隙较大。

2. 12 轴悬式

轴悬式是将直线电机通过轴承悬挂在车轴上。这种方式直线电机与感应板间的间隙只受轮对的垂向运动、线路不平顺和感应板的影响, 与转向架的悬挂无关。这种电机悬挂的优点是直线电机与感应板间的间隙容易保证, 并且间隙变化范围不大。缺点是直线电机属簧下质量, 轮轨垂向动作用力大, 电机与车轴需通过轴承连接, 增加了系统的复杂性。由于电机和轮对连在一起导致电机的垂向振动加速度很大, 对电机的抗振性要求较高。因此, 这种直线电机转向架的技术风险仅集中在电机悬挂和轮轴设计上, 可以在传统转向架的基础上, 无需对悬挂系统进行更改,

只需对轮对做改装设计并增加电机悬挂装置即可。

。图8 是日本早期研制的电机直接悬挂于轮对上的一种转向架,在直线电机悬挂座中部安装有抱轴轴承, 电机定子通过橡胶轴衬支承在轴承上。从直线电机定子传来的垂向静态力和动态力直接通过轴箱轴承由轮对承受; 纵向牵引力的传递与旋转电机转向架类似, 即牵引力先通过轮对传递给轴箱, 再由轴箱传递给构架。然而, 试验结果表明, 这种结构由于直线电机完全属于簧下重量, 轮轨动作用力较大, 而且牵引力通过轴箱传递, 对曲线通过时的轮对径向摇头影响很大, 这种结构后来被放弃。如果对其进行改进, 将纵向力的传递直接由电机传递给车体中心销, 可解决上述问题。

2. 13 轴箱悬挂式

轴箱悬挂式是指将直线电机悬挂在轴箱上。优点同轴悬式。缺点是轴箱悬挂需内置, 悬挂杆件过多, 增加了电机悬挂的复杂性。庞巴迪公司研究开发的直线电机转向架BM30002LIM 型转向架, 如图9 所示。其主要结构包括构架、摇枕、轮对、轴箱装置、一系悬挂、二系悬挂(中央悬挂) 、牵引杆、直线电机吊挂及调整装置、基础制动装置、集电靴等附件。转向架构架采用高锰合金钢材焊接而成, 内置式布置, 以降低自重; 轴箱、一系双锥形叠层橡胶弹簧悬挂采用内置方式。直线电机以5 点悬挂方式悬挂在轴箱上, 消除了一系悬挂弹簧由于受空、重车高度变化和一系橡胶弹簧蠕变对直线电机与感应板之间气隙变化的影响, 最大限度地保证运行过程中气隙的稳定, 使气隙控制到9 mm ,有利于提高电机的效率; 采用外置基础制动, 易于更换闸片; 二系悬挂采用空气弹簧带摇枕结构, 并设有抗侧滚扭杆。

图9 BM30002LIM 型转向架

2.2 直线电机车辆的适应性

(1)由于车辆采用了直线电机,轮径和轴距都大大减小,转向架结构也非常紧凑,地板面高度仅为930 mm ,整车高度比普通车辆低约200 mm。此外,用于1 500 V 三轨供电的集电靴、车轮外侧的盘形制动、内侧悬挂的一系簧、摇枕、直线电机悬挂方式等都是这种转向架的特点所在。

(2)柔性转向架在通过曲线时,由于踏面锥度的存在,轮对偏向外轨道,并能自动趋向径向位置,让转向架顺利通过曲线。但由于两轮对夹角仍不够大,轮轨冲角不能减小到零,且没有径向装置,后轮径向运动能力不足,因此柔性转向架的曲线通过能力不如真正意义的径向转向架。

(3)直线电机的效率却较旋转电机差, 原因是直线电机的气隙较旋转电机的气隙大。轨道车辆上的直线电机气隙更大, 一般在12 mm 左右, 而普通旋转电机的气隙一般在0125~018 mm 之间。直线电机悬挂在构架、副构架或轴箱上, 车载定子与地面转子是处在一个相对直线运动的弹性(轴箱垂向弹性定位以及道床弹性) 系统间, 不可避免地会造成相互间隙变化。直线感应电机的效率和功率因数与气隙成反比[3 ] , 当电机气隙为12 mm 时, 电机效率下降到73 %左右。从改善电机性能上来讲, 定子铁心与反应板之间的气隙越小越好, 但由于车辆和线路的加工、制造和施工工艺水平, 通常将这个气隙设计在8~12mm ,在实际运行中, 一般在6~14 mm 之间变化。要提高直线电机效率, 必须减小直线电机与感应板之间的气隙。考虑到轨道不平顺、感应板不平顺和运行中的直线电机振动以及车轮的磨损, 电机和感应板之间气隙不能太小, 气隙过小容易使电机初级与次级相互接触而发生事故。不同的转向架型式和电机悬挂模式直线电机和感应板间的间隙不同。直线电机转向架设计最重要的是如何减小直线电机和感应板间的间隙以提高使用效率和功率因数。

3、低地板车辆转向架

3.1 低地板车辆转向架的结构特点

独立轮对转向架结构形式低地板独立轮对转向架的主要结构特点为:

(1) 用下凹的车轴桥代替车轴, 左右车轮可独立转动。

(2) 采用小直径弹性车轮。

(3) 采用板梁式摇枕或无摇枕结构。

(4) 一二系悬挂分别采用橡胶弹簧和空气弹簧, 以降低振动和噪声。

(5) 结构简单、质量轻。

3.11双独立轮对板梁式摇枕从动转向架

图1 为菲亚特公司研制的双独立轮对板梁式摇枕从动转向架, 其结构主要由弹性车轮、下凹形构架、空气弹簧、垂向减振器、横向减振器、牵引拉杆和板梁式摇枕等部件组成。转向架质量214 t, 轴距1 400 mm ,轮径680 mm , 采用该转向架后, 使整个车厢的低地板面率达56%。其主要结构特点为:

(1) 采用小直径弹性车轮, 两车轮间采用下凹形构架连接, 无一系悬挂。

(2) 空气弹簧坐落在凹形构架的凹槽中, 空气弹簧上盖朝下安装, 橡胶堆凸台与车体关节部分相配合。

(3) 为进一步降低地板面, 摇枕采用板梁式扁平结构, 且沿轨道方向纵向安装, 起支撑车厢质量和连接2 个独立轮对的作用。

(4) 构架与摇枕间安装水平油压减振器, 构架与车体间垂向油压器采用18°倾斜安装, 并用纵向牵引拉杆连接, 以传递其牵引力和制动力。

3.12 双独立轮对万向轴驱动转向架

为了使车厢获得100% 的低地板结构, 除了采用直径650 mm 的小弹性车轮外, 将交流牵引电机悬挂在车体上, 制动盘则安装在电机轴上, 使车厢地板面距轨面仅360mm (见图2) 。图3 为该轻轨车采用的双独立轮对转向架, 自重216 t。其结构特点主要为:

(1) 采用无摇枕结构, 车体直接落在二系弹簧上。

(2) 交流牵引电机全悬挂在车厢地板上, 通过万向轴驱动齿轮箱, 从而驱动车轮; 齿轮箱一端通过连接臂安装在车轮外侧车轴上, 另一端则通过齿轮箱吊销悬挂在构架上, 以减少簧下质量。

(3) 一系悬挂采用橡胶弹簧, 以减少振动和噪声。

(4) 二系弹簧采用沙漏式旁承弹簧。为了实现更低的地板面和合理的座位布置, 沙漏式弹簧沿构架纵向不对称布置; 由于沙漏式弹簧有较小的横向刚度, 故在车体上设置横向止挡, 以限制车体通过曲线时有过大的横向位移。

(5) 两凹形构架之间采用小框架连接, 并安装有横向油压减振器。

3.13 双独立轮对垂向电机驱动转向架

1990 年, 德国柏林的BN 公司, 曾开发过LRN 2000 试验型低地板轻轨车。这种车辆装有中心电机, 经过2×104 km 的运行考验后, 就开始批量生产。该车采用BN 2000 型双独立轮对转向架结构(见图4) , 关节式车厢坐落在构架上。其结构特点主要为:

(1) 一系悬挂为人字形橡胶堆, 水平安装在轴箱与构架之间。

(2) 二系悬挂为每侧2 个空气弹簧。

(3) 构架为H 形结构, 横梁中间下凹有利于降低地板面。

(4) 构架与车体间每侧安装1 个横向和垂向减振器, 制动盘安装在中心电机装置的电机端部。

(5) 牵引电机垂向布置在车轮外侧, 通过螺旋圆锥齿轮驱动与车轴固结的短车轴, 使车轮转动。

(6) 转向架质量为318 t, 该转向架采用了弹性车轮、人字形橡胶堆, 有利于降低振动和噪声, 还有利于改

善曲线通过和减少轮轨磨耗。

3.14 单独立轮对无摇枕转向架

第1 列带交流电机的智能型低地板轻轨车是由德国杜瓦格公司开发, 该车全长有60% 以上的地板面高仅 440 mm , 其他部分地板面高为530mm , 这2 个平台用1 块短板连接, 这样使旅客感到整个车厢的地板面都非常低。用于该车的单轮对转向架见图5, 通过车体关节部分引导独立轮对, 该转向架由弹性车轮、一系橡胶簧、二系高圆簧、梯形构架和油压减振器等组成, 重1.5 t。

其主要结构特点是:

(1) 两弹性车轮通过凹形梁车轴桥连接, 轮径为590 mm。

(2) 构架沿纵向采用梯形结构, 端梁离轨面很低。

(3) 构架与车体间除安装垂向减振器外, 还装有抗蛇行减振器, 以衰减尾车的横向振动。

(4) 安装了防滑系统, 以避免车轮擦伤。

3.2低地板车辆转向架适应性

低地板轻轨车一般是指地板面距轨面高度为250~350mm的车辆,设多关节,

能够通过

小半径曲线(最小曲线半径可达16m); 由于其地板面低,便于旅客上下车,甚至可以不修站台,大大降低了系统的整体造价。低地板轻轨车虽然结构比较复杂,但与整个轨道交通投资降低相比,所增加费用是非常少的,可使轨道交通不仅在特大城市发展也能扩展到大中城市,以改变整个国家的城市交通发展格局。因此轻轨交通越来越受到各国重视。

第一代低地板轻轨车在中间部分设低地板进口,低地板大约占车长的10%~15%,后经改进可达到车长的50%。第一代低地板轻轨车采用常规高转向架,分段式低地板,车内需要台阶过渡; 第二代低地板轻轨车其低地板约占整车的60%~70%,车内还需要台阶向高地板区过渡; 第三代低地板轻轨车的动力转向架采用独立轮对,取消车轴,动力转向架上方的中间通道也可以做成低地板,从而实现车辆内100%低地板。低地板轻轨车的结构复杂性和交通适用性使其列车制动系统具有很明显的自身特点。

4、单轨交通车辆转向架

4.1 单轨交通车辆转向架结构特点

4.1 1 转向架构架转向架构架是将驱动装置、走行轮、稳定轮、导向轮、基础制动装置、车体悬挂装置、牵引装置、受流器、接地装置等汇集在一起的结构性部件。构架是以16MnR 钢板为主要材料的焊接结构,由侧梁、横梁、端梁、导向轮支架、支座、电机吊架等组成。走行轮组成的空心车轴压装在构架侧梁轴套内侧,齿轮减速箱通过12枚M20螺栓固定在轴套外侧。侧梁四角焊有导向轮支架。横梁中部焊有牵引装置安装座。端梁中部焊有走行安全轮安装座。在构架两侧靠中心处焊有2个支座,支座上部焊有空气弹簧安装座;支座下部设有稳定轮支架、受流器座安装孔;支座内部有密闭空腔作为空气弹簧的附加空气室,支座一侧焊有电机吊座,通过4枚M24螺栓固定驱动电机。

4.12 二系悬挂和牵引装置

无摇枕转向架的主要特点在于其二系悬挂和牵引装置的结构:通过空气弹簧、横向油压减振器和横向缓冲器缓和车体的振动;通过中心销、牵引梁、牵引橡胶传递牵引力和制动力。

4.121 空气弹簧

选择带橡胶堆的低横向刚度的空气弹簧,以改善乘坐舒适性和通过曲线的性能。空气弹簧的下部通风口与转向架构架内部附加空气室连接,上部进风口与车体的管路连接。空气弹簧与附加空气室之间设节流孔,对车体起垂直减振作用。胶囊下部的叠层橡胶堆可减小车辆通过曲线时胶囊的变形量,因而改善其受力状况。另外,空气弹簧在无气状态时,此叠层橡胶堆还起垂直减振作用。安装空气弹簧时,上部进风口和下部通风口的外部表面需涂润滑脂防锈。

4.122 横向油压减振器

降低空气弹簧横向刚度的同时,匹配适当的横向阻尼力,以改善车辆的横向性能。

4.123 横向缓冲器

采用适应于低横向刚度空气弹簧的横向缓冲器。

4.124 中心销

中心销插入牵引梁内,传递纵向力。通过与中心销配合的金属套和与牵引梁配合的聚氟四氯乙烯衬套, 中心销可以自由地转动和垂直移动。

4.125 牵引梁

牵引梁通过牵引橡胶堆悬挂在转向架构架上。

4.126 牵引橡胶堆

每台转向架使用4个牵引橡胶堆。其作用与普通转向架摇枕牵引拉杆缓冲橡胶相同。安装牵引橡胶堆时,使其预压缩,这样能够延长牵引橡胶的寿命。

4.127 高度阀调整车辆高度高度阀的调整杆安装在构架与车体底架之间,要求有足够的容许位移,所以使用球形杆端。空气弹簧的高度通过测量车体底架上空气弹簧上平面至构架上空气弹簧安装面之间的距离来进行调整,此距离为[(200+f)士3]mm,此处t 为调整垫的厚度。

4.128 车轮踏面磨耗时车体高度的调整

通过在空气弹簧座处加调整垫来调整车体高度。为了使空气弹簧被抬起后容易将调整垫插入,在空气弹簧座上设2个M16螺纹孔,以便用2个M16的螺栓顶起空气弹簧。安装调整垫后,在其四周缝隙处填满密封胶,以防雨水渗入空气弹簧座而生锈。

4.13 走行安全轮

跨坐式转向架的走行安全轮处于经常不使用状态。一旦在事故状态时,为了保证走行安全轮能正常使用,在安全轮里选用了双侧具有接触式橡胶油封的单列深沟球轴承。轴承内充填锂基润滑脂。该润滑脂具有防锈性,适用运行温度为一35℃~+l1OC。这种轴承是永久润滑,无需保养,安装前不需加热,也不需清洗。

4.14 联轴节

联轴节主要用在驱动电机和减速箱之间,传递驱动电机输出的力矩。要求联轴节不仅要能传递动力,同时还能弥补驱动电机与减速箱输入法兰之间因制造误差引起的装配偏差,以及衰减因启动或制动工况中产生的部分或全部冲击。故在设计中采用弹性联轴节。针对传动轴的工作特点及要求,采用了牙嵌式弹性联轴节。该联轴节允许线速度为30 m /s~40 m /s ;允许扭转角为3.2o ~5.07;额定扭矩大于或等于1 700N ·m ;扭转角刚度为98.35×1O 。N ·m /rad 289.28×1O 。N ·m /rad 。在额定扭矩且转速为1.500 r/min 时,该联轴节允许的轴向偏移量大于或等于5 mm ,径向偏移量大于或等于3.4 mm ,角偏移量大于或等于4.3 mm 。联轴节的材质为球墨铸铁或铸钢。

4.15 车轮及其驱动装置

通过对国外跨坐式单轨列车走行轮及其驱动装置的分析研究,并参照我国重型载货汽车驱动后桥的成 熟结构,此次设计的走行轮采取了三件式、无轮辐的平底宽轮辋结构,采用“o ”形橡胶密封圈。轮辋与驱动轮毂的连接是楔块式。驱动轮轮毂通过轴承支承在轴壳上,驱动轮轮毂与驱动轴(半轴) 法兰通过螺栓连接。驱动轴采用全浮式支承,通过端部的花键与减速箱从动圆柱齿轮连接,从而将经减速箱传来的扭矩传递到车轮上,实现驱动的目的。水平轮(导向轮和稳定轮) 轮辋形式是两件式、有轮辐的平底宽轮辋。水平轮轮辋通过螺栓与轮毂连接并支承在2个圆锥滚子轴承上,为可转动部分,轮轴(头) 与转向架构架通过螺栓相连,为不可转动部分。辅助钢轮(安全轮) 与水平轮轮辋通过螺栓固定在一起。水平轮与轨道两侧的压紧负荷通过调整垫片调节。

4.16 制动器 ·

通过调研和初步计算分析,选择了KNORR 公司用于汽车的钳盘式制动器。该制动器直径为430 mm ,厚度为45 mm ,控制方式为气控制,带强力弹簧停车制动器,杠杆比为15.6左右,单个制动器摩擦面积为400 cm。。制动器装在减速器第二级从动齿轮轴上,制动钳装在减速器壳体上。

4.2 单轨车辆转向架的适应性

综合以上几个方面的汁算与分析,我国城市快速轨道变通(80~l60)km /h 车辆,建议采用的五类编组彤式.1 5种车型.如表所示表4中所列的数据 并非固定的数值。国外采用的快速轨道交通车辆的形式各种各样,在车辆编组 ,有半动车形式;在最大运行速度卜 有80 90、IO0、105、ll0、120、130、135 140、160 km/h 多种;在车辆尺寸上有短窄型的车体(轴重较小) ,因此以上建议的车型分类为车辆选型的考虑趋势,车辆的选型应根据特有的线路特征及需要达到服务水平,在最合理的经济效益原则下进行综合选择。

参考文献:

[1]严隽耄. 车辆工程[M ]. 北京:中国铁道出版社,1999.

[2]孙竹生,鲍维千. 内燃机车总体及其走行部[M ]. 北京:中国铁道出版社,1995.

[3]王福天. 车辆系统动力学[M ]. 北京:中国铁道出版社,1994.

[4]张定贤. 机车车辆轨道系统动力学[M ]. 北京:中国铁道出版社,1996. [5]何宗华. 我国城市轨道交通技术需要研究解决的主要问题[J ]. 城市轨道交通研究,1998,(4):14—16.

[6]腾茂根. 地铁车辆国产化工作研究[J ]. 城市轨道交通研究,1998,(1):53—56.

[7]吴 克. 上海地铁客车运用故障综述[J ]. 铁道车辆,1998,36(7):42—43.

[8]张振生. 广州地铁车辆及其特点[J ]. 机车电传动,1998,(4):9— 12 、46.

[9]同济大学.B 型城市轨道交通车辆转向架构架强度计算分析报告[R ]. 2002.

[10]北方交通大学.B 型城市轨道交通车辆动力学性能优化计算报 地铁族0 |, q9 j; V1 K t& P" t4 Q地铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北做最好的地铁生活门户论坛$ Q# T# O& y6 ^" T: ?) V7 ~1 地铁族( \; \. c7 i8 K# I3 E


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