北京交通大学机车车辆导论2-1.ppt
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1第二章第二章机机车车辆结构原理构原理转向架向架独轮与单轴单轴车优点:
优点:
灵活灵活缺点:
缺点:
载重能力小载重能力小独轮与单轴单轴车1车体车体2轮对轮对3弹簧装置弹簧装置4导框导框轴箱轴箱二轴车优点:
优点:
通过性通过性缺点:
缺点:
载重能力载重能力三(多)轴车优点:
优点:
载重能力载重能力缺点:
缺点:
通过性通过性随着机车的加大、加重以及牵引力的增大,四个车轮已经不随着机车的加大、加重以及牵引力的增大,四个车轮已经不够用了,必须增加更多的车轮。
车轮一多,急转弯时就很难顺应拐够用了,必须增加更多的车轮。
车轮一多,急转弯时就很难顺应拐弯的弯度转弯弯的弯度转弯1831年美国人发明并使用了带两个到四个车轮的地盘,转弯时年美国人发明并使用了带两个到四个车轮的地盘,转弯时以每个地盘的轴为中心旋转,就能很顺利地沿着拐弯的弯度形式,以每个地盘的轴为中心旋转,就能很顺利地沿着拐弯的弯度形式,这就是转向架式地盘这就是转向架式地盘1831年美国铁路首先在客车上采用二轴转向架,随后,在各种年美国铁路首先在客车上采用二轴转向架,随后,在各种车上陆续采用。
转向架的出现和改善,为机车车辆增大荷载能力,车上陆续采用。
转向架的出现和改善,为机车车辆增大荷载能力,提高运行速度和改善运行品质创造了条件提高运行速度和改善运行品质创造了条件。
把两个或多个轮对用专门的构架把两个或多个轮对用专门的构架(侧架侧架)组成的一个小组成的一个小车,称为转向架。
常见的多轴车采用带转向架的结构形式。
车,称为转向架。
常见的多轴车采用带转向架的结构形式。
一、转向架的作用一、转向架的作用走行部是走行部是支撑支撑车体并车体并负担负担车辆车辆走行走行任务的部分,走行部的作用是保任务的部分,走行部的作用是保证车辆灵活、安全平顺地沿钢轨运行和通过曲线;可靠地证车辆灵活、安全平顺地沿钢轨运行和通过曲线;可靠地承受承受作用于车作用于车辆各种力量辆各种力量并传给并传给钢轨;钢轨;缓和缓和车辆和钢轨的车辆和钢轨的相互冲击相互冲击,减少减少车辆车辆振动振动,保证足够的运行平稳性和良好的运行质量;具有可靠的制动机构,使车保证足够的运行平稳性和良好的运行质量;具有可靠的制动机构,使车辆具有良好的辆具有良好的制动制动效果。
铁路发展初期车辆比较短小,车辆的走行部比效果。
铁路发展初期车辆比较短小,车辆的走行部比较简单,只包括通过弹簧安装在车体下部的两个轮对。
随着车辆的发展,较简单,只包括通过弹簧安装在车体下部的两个轮对。
随着车辆的发展,每辆车的轴数增加,而且对车辆性能要求也不断提高,于是把车辆的轮每辆车的轴数增加,而且对车辆性能要求也不断提高,于是把车辆的轮对、轴箱、悬挂装置、基础制动装置和构架等组成一个独立整体,称为对、轴箱、悬挂装置、基础制动装置和构架等组成一个独立整体,称为转向架,现代车辆的走行部指的就是车辆转向架。
转向架,现代车辆的走行部指的就是车辆转向架。
1.1.为增加车辆的载重、长度与容积,提高列车运行速度为增加车辆的载重、长度与容积,提高列车运行速度。
2.2.将车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线将车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动路运行的平动3.3.支承车体,承受并传递从车体至轮对间或从轮轨至车体之间的各种支承车体,承受并传递从车体至轮对间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力,并使轴重均匀分配载荷及作用力,并使轴重均匀分配4.4.能灵活地沿线路运行及顺利地通过曲线能灵活地沿线路运行及顺利地通过曲线5.5.具有良好的减振特性,缓和车辆和线路之间的相互作用,提高车辆具有良好的减振特性,缓和车辆和线路之间的相互作用,提高车辆运行平稳性和安全性运行平稳性和安全性6.6.充分利用轮轨之间的粘着,传递牵引力和制动力,放大制动缸所产充分利用轮轨之间的粘着,传递牵引力和制动力,放大制动缸所产生的制动力,使车辆具有良好的制动效果生的制动力,使车辆具有良好的制动效果7.7.转向架是车辆的一个独立部件,要求转向架与车体之间尽可能减少转向架是车辆的一个独立部件,要求转向架与车体之间尽可能减少联接件,并要求结构简单,拆装方便联接件,并要求结构简单,拆装方便一、对转向架的要求一、对转向架的要求二、转向架的组成二、转向架的组成转向架可分为以下五个部分:
转向架可分为以下五个部分:
1.1.轮对轴箱装置轮对轴箱装置轮对:
车轮直径为轮对:
车轮直径为915mm915mm(客车)和(客车)和840mm840mm(货车)(货车)轴箱体轴箱体前后端盖前后端盖滚动轴承滚动轴承第二章第二章机车车辆转向架原理及结构组成机车车辆转向架原理及结构组成2.2.弹性悬挂装置弹性悬挂装置包括包括弹簧装置弹簧装置、减振装置减振装置和和定位装置定位装置设在轮对与构架(侧架)或构架与车体设在轮对与构架(侧架)或构架与车体(摇枕)之间(摇枕)之间轮对与构架(侧架)之间的称为轴箱悬轮对与构架(侧架)之间的称为轴箱悬挂装置(第一系悬挂)挂装置(第一系悬挂)第二章第二章机车车辆转向架原理及结构组成机车车辆转向架原理及结构组成构架与车体(摇枕)之间的称为摇枕构架与车体(摇枕)之间的称为摇枕(中央)悬挂装置(第二系悬挂)(中央)悬挂装置(第二系悬挂)弹性悬挂装置的作用:
减少线路不平顺弹性悬挂装置的作用:
减少线路不平顺和轮对运动对车体的各种动态影响和轮对运动对车体的各种动态影响大多数货车只设大多数货车只设摇枕悬挂装置摇枕悬挂装置客车转向架既设客车转向架既设摇枕悬挂装置摇枕悬挂装置又设又设轴箱轴箱悬挂装置悬挂装置第二章第二章机车车辆转向架原理及结构组成机车车辆转向架原理及结构组成3.3.构构架或侧架架或侧架构架或侧架是转向架的基础构架或侧架是转向架的基础承受、传递各作用力及载荷承受、传递各作用力及载荷满足各零部件的结构、形状及组装的要满足各零部件的结构、形状及组装的要求求第二章第二章机车车辆转向架原理及结构组成机车车辆转向架原理及结构组成4.4.基础基础制动装置制动装置传递和放大制动缸的制动力传递和放大制动缸的制动力使闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩使闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩擦力转换成轮轨之间的外摩擦力擦力转换成轮轨之间的外摩擦力第二章第二章机车车辆转向架原理及结构组成机车车辆转向架原理及结构组成5.5.转向架转向架支承车体的装置(承载方式)支承车体的装置(承载方式)承载方式分:
承载方式分:
心盘集中承载、非心盘承载心盘集中承载、非心盘承载和和心盘心盘部分承载部分承载转向架转向架支承车体装置的基本要求:
支承车体装置的基本要求:
A.安全可靠地支承车体,承载并传递各种作用力安全可靠地支承车体,承载并传递各种作用力B.车体与转向架之间应能绕不变的旋转中心相对车体与转向架之间应能绕不变的旋转中心相对转动转动第二章第二章机车车辆转向架原理及结构组成机车车辆转向架原理及结构组成三、转向架的分类三、转向架的分类转向架的分类:
转向架的分类:
按轴数及轴箱定位方式分类按轴数及轴箱定位方式分类按弹簧悬挂装置分类按弹簧悬挂装置分类按垂直载荷的传递方式分类按垂直载荷的传递方式分类三三、转向架的分类、转向架的分类一、按轴数及轴箱定位方式分类一、按轴数及轴箱定位方式分类按轴数分类按轴数分类轴数是由车辆总重和每根车轴的容重确定的轴数是由车辆总重和每根车轴的容重确定的1.1.二轴转向架二轴转向架2.2.三轴转向架三轴转向架3.3.多轴转向架多轴转向架举例说明:
举例说明:
2E2E轴转向架的货车每轴容许轴轴转向架的货车每轴容许轴重为重为25t25t,其最大重量不能超过,其最大重量不能超过442525100100(tt)三三、转向架的分类、转向架的分类按轴箱定位方式分类按轴箱定位方式分类:
1.1.固定定位固定定位2.2.导框式定位导框式定位3.3.干摩擦导柱式定位干摩擦导柱式定位4.4.油导筒式定油导筒式定5.5.拉板式定位拉板式定位6.6.拉杆式定位拉杆式定位7.7.转臂式定位转臂式定位8.8.橡胶弹簧定位橡胶弹簧定位轴箱定位轴箱定位约束约束轮对轮对与与构架构架之间相对运动的机构称为轴箱定位装置,由于轴之间相对运动的机构称为轴箱定位装置,由于轴箱相对于轮对在左右、前后方向的间隙很小,故约束轮对相对运动的轮箱相对于轮对在左右、前后方向的间隙很小,故约束轮对相对运动的轮对定位通常也称为轴箱定位。
它对转向架的横向动力性能、抑制蛇行运对定位通常也称为轴箱定位。
它对转向架的横向动力性能、抑制蛇行运动具有决定性作用。
动具有决定性作用。
轴箱定位装置在纵向和横向具有适当的弹性定位刚度值,从而可轴箱定位装置在纵向和横向具有适当的弹性定位刚度值,从而可避免车辆在运行速度范围内蛇行运动失稳,保证在曲线运行时具有良好避免车辆在运行速度范围内蛇行运动失稳,保证在曲线运行时具有良好的导向性能,减轻轮缘与钢轨的磨耗和噪声,确保运行安全和平稳性。
的导向性能,减轻轮缘与钢轨的磨耗和噪声,确保运行安全和平稳性。
1.导框式定位导框式定位拉板式定位拉板式轴箱定位拉板式轴箱定位拉板式定位用特种弹簧钢材制成的薄片形定位拉板,其一端与轴用特种弹簧钢材制成的薄片形定位拉板,其一端与轴箱连接,另一端通过橡胶节点与构架相连。
利用拉板在纵、箱连接,另一端通过橡胶节点与构架相连。
利用拉板在纵、横向的不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动,以实现弹横向的不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动,以实现弹性定位。
拉板上下弯曲刚度小,对轴箱与构架上下方向的性定位。
拉板上下弯曲刚度小,对轴箱与构架上下方向的相对位移约束很小。
相对位移约束很小。
拉杆式定位拉杆式轴箱定位拉杆式轴箱定位拉杆式定位拉杆的两端分别与构架和轴箱销接,拉杆两端的橡拉杆的两端分别与构架和轴箱销接,拉杆两端的橡胶垫、套分别限制轴箱与构架之间的横向与纵向的相对胶垫、套分别限制轴箱与构架之间的横向与纵向的相对位移,实现弹性定位。
拉杆允许轴箱与构架在上下方向位移,实现弹性定位。
拉杆允许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移。
有较大的相对位移。
转臂式定位转臂式轴箱定位转臂式轴箱定位转臂式定位又称弹性铰定位,定位转臂的一端与圆筒形轴箱体固接,又称弹性铰定位,定位转臂的一端与圆筒形轴箱体固接,另一端以橡胶弹性节点与构架上的安装座相连接。
弹性节点另一端以橡胶弹性节点与构架上的安装座相连接。
弹性节点允许轴箱与构架在上下方向有较大的位移,弹性节点内的橡允许轴箱与构架在上下方向有较大的位移,弹性节点内的橡胶件设计成使轴箱在纵向和横向具有适宜的不同的定位刚度胶件设计成使轴箱在纵向和横向具有适宜的不同的定位刚度的要求。
的要求。
层叠式橡胶弹簧定位人字形叠层橡胶弹簧人字形叠层橡胶弹簧1调整垫片;调整垫片;2弹簧座;弹簧座;3构架;构架;4叠层弹簧;叠层弹簧;5应急弹簧应急弹簧层叠式橡胶弹簧定位在构架与轴箱之间装设压剪型层叠式橡胶弹簧,其垂向在构架与轴箱之间装设压剪型层叠式橡胶弹簧,其垂向刚度较小,使轴箱相对构架有较大的上、下方向位移,而它刚度较小,使轴箱相对构架有较大的上、下方向位移,而它的纵、横向有适宜的刚度,以实现良好的弹性定位。
的纵、横向有适宜的刚度,以实现良好的弹性定位。
橡胶弹簧定位橡胶弹簧定位层叠式橡胶弹簧定位锥形叠层橡胶弹簧锥形叠层橡胶弹簧导柱定位1轴箱;轴箱;2一系弹簧;一系弹簧;3弹簧支柱;弹簧支柱;4内定位套;内定位套;5外定位套;外定位套;6支持环;支持环;7橡胶缓冲垫;橡胶缓冲垫;8扁销扁销导柱定位安装在构架上的导柱及坐落在轴箱弹簧托盘上的支持环均安装在构架上的导柱及坐落在轴箱弹簧托盘上的支持环均装有磨耗套,导柱插入支持环,当构架与轴箱之间发生上、下装有磨耗套,导柱插入支持环,当构架与轴箱之间发生上、下运动时,两磨耗套产生干摩擦,它的定位作用是通过导柱与支运动时,两磨耗套产生干摩擦,它的定位作用是通过导柱与支持环传递纵向力和横向力,再通过轴箱橡胶垫产生不同方向的持环传递纵向力和横向力,再通过轴箱橡胶垫产生不同方向的剪切变形,实现弹性定位作用。
剪切变形,实现弹性定位作用。
二、按弹簧悬挂装置分类二、按弹簧悬挂装置分类1.一系弹簧悬挂一系弹
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