地铁车辆转向架技术最新进展

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1、地铁车辆转向架技术最新进展　　摘要：本文对地铁车辆转向架的作用和种类以及转向架的各部结构如构架、轮对、轴箱、悬挂装置、基础制动装置、中央牵引单元、轮缘润滑装置、辅助装置和驱动装置等的最新进展进行了较为详细的叙述，文中最后还对转向架制造过程中和制造完成后投入运用前的试验进行了概述。关键词：地铁车辆转向架、技术结构部件进展试验中图分类号：F407.472文献标识码：A文章编号：引言：第二次世界大战后，在国外，一部分从事飞机制造的技术研究人员转移到了铁路部门，他们的加入极大地推动了铁道车辆运动学的研究，并取得了丰硕的成果，包括定量地弄清了车轮踏面形状、回转阻

2、力、轴箱支承刚度等各种参数与车辆运行性能的关系。这个时期也是车轴轴承从滑动轴承移向滚动轴承的时期。进入上世纪50年代后，转向架构架是钢板或型钢铆接组装，之后变为铸钢制造，随着焊接技术和强度评价法的进步以及探伤技术的发展，又变为钢板焊接结构。同时，车轴设计、制造技术和整体辗钢车轮以及车轴超声波探伤法也取得了进展，并逐步成为成熟技术，使列车转向架的设计、制造进入一个新时代。13车辆运行时，受到来自线路上的冲击、车轮与钢轨间的横向移动、驱动系统的振动、加在作用车体上的风压等，产生了各个方向的振动，有纵向、垂向、点头、横向、摇头和测滚6种形式。车轮在钢轨上运行

3、时，要求平稳地在直线上运行和顺畅地通过曲线，减少作用在钢轨和车辆上的应力，这些均与转向架的结构和系统参数的选择有着重要关系。转向架是城轨车辆最重要的部件之一。转向架支承着车体的重量，并将轮对和车辆的一系悬挂系统减振元件（弹簧和减振器）收容在构架内，其上还安装有驱动装置（电机和齿轮箱以及牵引装置）。因此，必须满足以下要求：（1）具有曲线通过和直线运行时足够可靠的安全性；（2）减少振动噪声，有良好的舒适性；（3）磨耗和故障少，易维修；（4）重量轻，成本低；（5）对线路的动作用力小。1转向架的作用和种类1.1转向架的作用1）转向架作为车辆最重要的部件之一，在

4、垂向具有支承作用，在纵向具有传递牵引力和制动力的功能，在横向具有使车辆沿轨道运行的导向作用；2）转向架式车辆，可以根据转向架定距（中心距）的变化，适应车辆的长度、定员的变化；133）转向架相对于车体可以自由回转，车辆可以顺畅地通过曲线，特别是小半径曲线；4）转向架采用了弹性悬挂系统，保证了车辆具有良好的动力学性能和舒适性；5）安装了牵引电机、传动齿轮箱和基础制动等走行部必不可少的部件。曲线通过性能一直是铁道车辆动力学研究的重点，是评价车辆性能的重要指标。大量的理论和试验研究指出，通过优化转向架悬挂参数、改变轮轨型面以及采用主动控制技术都对改善车辆动力学

5、性能有重要作用，为此，在转向架设计时，应予以特别关注。1.2转向架的种类1）摇枕吊挂式车体通过心盘坐落在摇枕装置上，而摇枕吊挂在转向架构架侧梁上，使车体和转向架的横向移动成为可能，并缓和了车体的横向振动，同时，对垂向振动起到了减振作用。摇枕装置由上摇枕、下摇枕、吊杆和摇枕弹簧构成。转向架构架的侧梁通过轴箱弹簧支承在车轴上。2）螺旋弹簧横向刚性式由于结构简单，利用螺旋弹簧的横向刚性，兼顾抑制车辆的动摇，省略了吊杆和销等磨耗部件，起到了缓冲作用，并提供了复原力，上摇枕直接通过摇枕弹簧连接到构架上，有利于减轻重量和维修。133）车体直接空气弹簧式车体通过空气

6、弹簧支承在摇枕上，牵引力从转向架构架经过心盘传到摇枕上，由于空气弹簧不能传递牵引力，所以，通过拉杆传到车体上。车体重量经过摇枕、通过旁承支承在转向架侧梁上，旁承、吊杆起到防止蛇行运动的作用。4）无摇枕式省略了作为摇枕装置的摇枕，以实现转向架的轻量化和维修的简单化，这种转向架称作无摇枕转向架，车体与转向架直接由空气弹簧连接，由于运行中振动等原因产生的转向架构架和车体间的相对位移，由空气弹簧的变形来吸收，这种结构的转向架，由于没有摇枕使结构简单，可以大幅度地实现轻量化，同时，由于没有了心盘、旁承等滑动部分，具有易维修特征，成为当前转向架的主流。传递车体与转

7、向架牵引力时，在容许横向和摇杆相对运动的同时，采用了Z型拉杆等牵引装置。仅由空气弹簧的变形提供转向架回转阻力，使蛇行运动稳定。日本是世界上最早在地铁上采用了这种无摇枕转向架，欧洲为确保高速列车的运行稳定性，首先引入到高速车辆上。随着轨道交通运输的现代化，为制造出高性能的城轨车辆，作为走行部的转向架，在提高安全性、改善舒适性、实现轻量化和易维修等方面都取得了巨大进步。2转向架的结构132.1基本结构转向架由构架、枕梁装置、弹簧装置、轴承、轴箱、基础制动装置等构成。转向架构架由左右侧梁、连接它的横梁、端粱等框架组合而成。枕梁装置在中央有心盘，与设置在车体底

8、架枕梁的中心销组合而成，可以相对于车体自由回转。为适应车辆轻量化的要求，构架采用经济性好、可靠