地铁转向架构架疲劳评价与载荷谱试验研究

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1、1引言1．1地下铁道交通车辆概述11i16

2、快捷、发达的城市公共交通已成为城市现代化的重要标志，它不仅是市民工作和生活的重要保障，更是城市经济发展的重要基础。随着城市化进程加速，城市人口迅速增多，特别像北京、东京等人口多达上千万的特大城市，城市交通问题亦日趋紧张。发展大容量快速的城市轨道交通，特别是地铁轨道交通，已成为世界大多数城市解决城市交通拥挤问题的优先举措。其中，地铁车辆是地铁运输体系中重要的，关键的设备，而转向架是地铁车辆的关键部件，对于车辆运行的安全性、舒适性起到了至关重要的作用。“地下

3、铁道交通"简称地铁。自世界上第一条地下铁道于1863年1月在伦敦建成以来，地铁进入了高速发展阶段。目前，地铁以每年1．4个城市的速度增长，世界上很多大中城市都确立了发展地铁的方针。经过一百多年的发展，地铁车辆技术取得了长足的进展，已由最初的蒸汽机车发展为以电动车辆为主的现代地铁车辆。现代地铁车辆的类型主要有三种：A型车、B型车和C型车。其中，A型车和B型车是目前我国地铁交通系统中的主车型，其基本编组单元为2M+IT或1M+IT。一般来说，A型车主要应用于客流量比较大的线路，如上海地铁l、2号线，广

4、州地铁l、2号线，深圳地铁，南京地铁南北线等；而B型车主要应用于客流量中等的线路和既有线路，如北京地铁，天津地铁等。当然，地铁车辆的具体外形和配置会根据各国、各地区的客流量、地理形状和技术条件等有所不同，如我国的地铁车辆一般要比国外的长。现代地铁车辆的主要技术特点有：交流异步传动，变压变频控制，智能功率模块，封闭式牵引电动机，电制动与机械制动协调配合，大型中空铝合金型材料或薄型不锈钢材料车体，轻型转向架，计算机网络控制，具有高性能的空转与滑行保护，完善的故障诊断与显示记录功能，模块化、集成化低噪声

5、结构，采用触rc信号系统的自动驾驶或无人驾驶等。其中，交流传动与控制技术、轻量化车体技术和轻型转向架技术是地铁车辆的三大关键技术。在转向架技术方面，轻量化、低噪声的无摇枕转向架是国内外地铁车辆转向架的发展方向。其构架为焊接钢结构，由侧梁、横梁和纵梁组成，侧梁一般采用鱼腹型的焊接箱型结构，横梁一般采用无缝钢管结构，侧梁和横梁通过穿透式焊接连接，在构架上同时还安装有各种吊座，如减震器安装座、电机吊座、齿轮箱吊座等。一系悬挂采用盘绕钢弹簧或橡胶弹簧，二系悬挂采用自由膜式空气弹簧，为了提高车体的平稳性，在

6、空气弹簧中设置节流阀以提供二系悬挂的垂向阻尼，为了减小车体相对于转向架产生的侧倾，转向架上还设有抗侧滚扭杆。总而言之，地铁车辆正超着更加舒适安全、结构更加简单、维修更加方便、与周围环境更加协调等方向发展。也只有这样，地铁才能在解决城市交通问题上起到根本的作用。1．2国内地铁车辆概趔11l我国从1965年开始建设地铁，北京地铁1号线是国内建成的第一条地铁。改革开发后，北京、上海、广州等大城市开始加快了地铁交通建设，上海地铁1号线、北京地铁复八线和广州地铁1号线相继开工，标志着国内地铁交通进入一个快速

7、发展的时期。目前，己有北京、上海、天津、广州、南京、武汉、深圳、长春、大连、重庆和杭州等城市开通了地铁线路或正在建设线路。在已建的地铁线路上，A、B型地铁车辆得到了广泛应用。使用A型车的主要线路有：上海地铁线路，广州地铁1、2号线，深圳地铁1号线和南京地铁1、2号线。除上述A型车外，我国地铁交通线路上运营的大多数车辆是B型车，还有少数线路使用了C型车。目前，B型车均由国内企业自行设计，只有少数关键部件是进口的，国内己完全能够制造B型车，并满足国内市场需求。其中，使用B型车的线路有：北京地铁线路，广

8、州地铁3、4号线，天津地铁1号线，武汉地铁1号线，成都地铁l号线，杭州地铁l号线和沈阳地铁l号线。在转向架方面，种类很多，既有从国外整机进口的，如上海地铁1号线用转向架，也有通过引进国外技术研制的，如北京地铁复八线用转向架，还有国内企业自主研发的转向架，如出口伊朗德黑兰地铁的转向架。国内既有地铁线路的几种典型的地铁转向架主要技术参数如表l—l所示。2表1．1几种典型的地铁转向架主要技术参数原北京地铁上海1、2号原北京复八原北京地铁A型国产化转向架国产转向架线转向架改进转向架拟制转向架运营速度80K

9、m／h轴重14t16t同定轴距2100m2500岫2200衄2100m2500m轴颈中心距1930ram1940m1930衄1940m钢板拼装构架铸钢焊接旧式转臂一级悬挂八字橡胶圆锥橡胶八字橡胶圆锥橡胶钢簧空簧空簧、扭杆空簧空簧、扭杆二级悬挂横向减振器摇枕横向减振器摇枕垂向减振器牵引方式斜对称拉杆旧式Z杆层叠橡胶堆斜对称拉杆旧式Z杆鼓齿联轴器TD联轴器鼓齿联轴器传动装置钢箱铝箱钢箱铝箱杠杆式单侧单元式单侧杠杆式单侧单元式单侧基础制动闸瓦1．3论文研究内容本课题来源于北京市科委研究课