北京交通大學(xué)調(diào)研報(bào)告(編輯修改稿)
2024-08-30 01:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 架的零部件有輪對、軸箱裝置、彈簧懸掛裝置（見機(jī)車車輛彈簧懸掛裝置）、基礎(chǔ)制動裝置、構(gòu)架或側(cè)架、搖枕等；在機(jī)車和動車的轉(zhuǎn)向架上還有驅(qū)動裝置?！ ?831年美國鐵路首先在客車上采用二軸轉(zhuǎn)向架，隨后,在貨車上,在蒸汽機(jī)車的導(dǎo)輪、從輪上和在煤水車上也陸續(xù)采用。轉(zhuǎn)向架的出現(xiàn)和改善，為機(jī)車車輛增大荷載能力，提高運(yùn)行速度和改善運(yùn)行品質(zhì)創(chuàng)造了條件。除二軸車和蒸汽機(jī)車的動軸外，各種機(jī)車車輛包括柴油機(jī)車、電力機(jī)車、燃?xì)廨啓C(jī)車以及動車組的動車和附掛車都在底架的前后兩端各裝一臺轉(zhuǎn)向架?！?轉(zhuǎn)向架有多種類型，按軸數(shù)可分為二軸轉(zhuǎn)向架、三軸轉(zhuǎn)向架和多軸轉(zhuǎn)向架；按彈簧懸掛方式可分為一系彈簧懸掛轉(zhuǎn)向架和兩系彈簧懸掛轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架按用途可分為下列三類。 機(jī)車和動車轉(zhuǎn)向架分驅(qū)動轉(zhuǎn)向架和從動轉(zhuǎn)向架兩種?！ ?驅(qū)動轉(zhuǎn)向架：安裝有驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)向架，用于電力機(jī)車、柴油機(jī)車、燃?xì)廨啓C(jī)車和動車。轉(zhuǎn)向架有二軸式、三軸式和四軸式,裝有兩系彈簧懸掛裝置（圖1）。 驅(qū)動轉(zhuǎn)向架按驅(qū)動方式可分為兩種?！ 、佟∫毫︱?qū)動轉(zhuǎn)向架：僅用于液力傳動的柴油機(jī)車和燃?xì)廨啓C(jī)車。轉(zhuǎn)向架上的車軸齒輪箱將變扭器、萬向軸和中間齒輪箱傳遞來的機(jī)車發(fā)動機(jī)功率變成扭矩，使輪對轉(zhuǎn)動?！ 、凇‰娏︱?qū)動轉(zhuǎn)向架：廣泛用于各種電力傳動機(jī)車和動車，由裝在轉(zhuǎn)向架上的牽引電動機(jī)通過傳動齒輪箱產(chǎn)生扭矩使輪對轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的輪對通過輪軌間的粘著作用產(chǎn)生機(jī)車牽引力。機(jī)車牽引力經(jīng)過軸箱導(dǎo)向裝置傳給轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，再經(jīng)牽引裝置傳給車體，而后再經(jīng)車鉤緩沖裝置實(shí)現(xiàn)列車牽引。制動時(shí)由制動裝置產(chǎn)生的制動力也是這樣。牽引裝置有承載式的心盤或中心支承非承載的中心銷和各種拉桿式牽引裝置等多種形式。為了提高粘著重量利用率，現(xiàn)代機(jī)車轉(zhuǎn)向架多采取各種措施降低牽引點(diǎn)高度，以減小軸重轉(zhuǎn)移。軸箱導(dǎo)向裝置安裝在轉(zhuǎn)向架簧上和簧下部件之間，有導(dǎo)框、導(dǎo)柱和軸箱拉桿等多種形式，其結(jié)構(gòu)參數(shù)對機(jī)車走行質(zhì)量、能源消耗和零部件壽命有直接影響。 根據(jù)牽引電動機(jī)懸掛方式，電力驅(qū)動轉(zhuǎn)向架有軸懸式和架懸式兩種。軸懸式轉(zhuǎn)向架又稱半懸掛式轉(zhuǎn)向架或抱軸式轉(zhuǎn)向架，其牽引電動機(jī)一端通過抱軸承支承在輪軸上，另一端彈性地懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，這種半懸掛方式結(jié)構(gòu)簡單，檢修方便，但簧下重量大，加劇了機(jī)車對線路的動荷作用，軌道不平順引起的振動和沖擊也會剛性地傳給齒輪和牽引電動機(jī),容易使之損壞。因此,半懸掛方式多用在構(gòu)造速度低于120公里/小時(shí)的機(jī)車上。為改進(jìn)這一缺點(diǎn)，在一些機(jī)車上采用了彈性齒輪或彈性驅(qū)動機(jī)構(gòu)。采用彈性齒輪時(shí)，齒輪心和齒冠之間加裝彈性元件；采用彈性驅(qū)動機(jī)構(gòu)時(shí)，電動機(jī)的抱軸端支承在空心軸上，并通過彈性元件與輪對連接。架懸式驅(qū)動轉(zhuǎn)向架又稱全懸掛式轉(zhuǎn)向架，其牽引電動機(jī)的全部重量都支承在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架或車體的底架上。這種結(jié)構(gòu)能保證驅(qū)動性能,又能使?fàn)恳妱訖C(jī)和輪對之間實(shí)現(xiàn)彈性連接,從而顯著改善機(jī)車的走行性能。架懸式驅(qū)動轉(zhuǎn)向架自50年代以來得到廣泛采用。這種轉(zhuǎn)向架又有電機(jī)空心軸和輪對空心軸等多種類型?！ 膭愚D(zhuǎn)向架 不具備驅(qū)動功能的轉(zhuǎn)向架。包括蒸汽機(jī)車的導(dǎo)輪轉(zhuǎn)向架或從輪轉(zhuǎn)向架、煤水車轉(zhuǎn)向架，以及動車組的附掛車轉(zhuǎn)向架，其結(jié)構(gòu)基本上與車輛轉(zhuǎn)向架相似。 為減少機(jī)車通過曲線時(shí)的輪緣力及輪緣磨耗, 把機(jī)車兩個(gè)轉(zhuǎn)向架橫向彈性相連, 在機(jī)車中部, 即橫向連接處, 前轉(zhuǎn)向架后端離外軌的偏移量小于后轉(zhuǎn)向架前端離外軌的偏移量, 連接部的彈性元件變形, 作用于前后轉(zhuǎn)向架的彈性連接力。 連接裝置的效果如下: 減少前轉(zhuǎn)向架前導(dǎo)軸的輪緣力為減少輪緣磨耗, 雖然還可采用其他措施, 如輪緣涂油等, 但那些辦法并不能減小輪軌之間的作用力。采用連接裝置可減小輪軌之間的側(cè)壓力, 減少曲線上線路的維修工作量。通過曲線時(shí), 由于輪軌間側(cè)壓力減小, 機(jī)車不易脫軌, 提高了運(yùn)行的安全性。對連接裝置的作用稍加分析, 可得其特性如下: 前后轉(zhuǎn)向架前導(dǎo)軸輪緣力的減少程度不同 曲線半徑愈小, 其效果愈明顯。機(jī)車通過曲線時(shí)運(yùn)行速度愈高, 其效果愈不明顯。 我國鐵路曲線較多。在曲線多, 曲線半徑小的區(qū)段使用的機(jī)車, 輪緣磨耗常成為突出的問題。 曲線上軌側(cè)磨耗也很嚴(yán)重, 鋼軌使用壽命大為縮短。東方紅21 及N D : 型內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架橫向連接裝置對減少機(jī)車輪緣磨耗的明顯效果表明, 在某些機(jī)務(wù)段配屬的內(nèi)燃機(jī)車及電力機(jī)車上, 也應(yīng)該采用這種裝置。這是解決輪緣磨耗和曲線上軌側(cè)磨耗問題的最有效措施。該裝置結(jié)構(gòu)簡單, 工作安全可靠, 具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益, 且不影響機(jī)車原有的總體結(jié)構(gòu), 需要時(shí)可裝, 不需要時(shí)可拆。在干線內(nèi)燃機(jī)車及電力機(jī)車上, 由于機(jī)車中部車架下方有油箱或變壓器, 加裝連接裝置在結(jié)構(gòu)布置上會有一些困難, 要采取一些特殊的措施。 轉(zhuǎn)向架橫向連接裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足功力學(xué)、運(yùn)動學(xué)及機(jī)車總休布置的要求。在動力學(xué)性能方面: 應(yīng)能恰當(dāng)?shù)亟鉀Q功態(tài)作用與曲線通過中穩(wěn)態(tài)作用間的矛盾。從穩(wěn)態(tài)曲線通過的角度講, 采用無間隙的剛性連接比較有利: 可有效地減小輪對沖角及輪緣力, 以減輕輪緣磨耗，但采用這種連接方式肯定會惡化轉(zhuǎn)向架的動態(tài)性能, 例如在機(jī)車進(jìn)出曲線、道岔, 以及機(jī)車在軌道狀態(tài)不良的線路土運(yùn)行時(shí)均會增大輪軌間的動作用力。因此, 橫向連接裝置必須做成彈性裝置。在選擇彈性裝置的主要參數(shù)時(shí)應(yīng)考慮以下四個(gè)指標(biāo)。( 1 ) 自由間隙: 主要用來減小線路的不平順對轉(zhuǎn)向架的動態(tài)作用及補(bǔ)償轉(zhuǎn)向架的安裝誤差, 但不宜過大。一般可選擇在l m m 左右。線路條件惡劣時(shí), 間隙可選得稍大些。( 2 ) 彈簧剛度: 主要用來緩和線路對轉(zhuǎn)向架的沖擊剛度過小時(shí)會削弱橫向連接裝置的作用過大時(shí)又會增大動態(tài)作用力, 因此應(yīng)選擇適當(dāng)。由于彈簧的安裝空間常常受到結(jié)構(gòu)條件的限制, 所以多采用內(nèi)外圈彈簧的并聯(lián)形式, 以達(dá)到足夠的剛度。( 3 ) 預(yù)緊力: 主要用來與彈簧的剛度配合, 控制連接裝置的初始作用力。( 4 ) 工作行程: 用來控制連接裝置的彈性作用范圍, 曲線半徑小時(shí), 工作行程可選得適當(dāng)大一些。不同的曲線半徑及線路狀況對連接裝置參數(shù)選擇的要求不盡相同, 因此, 在結(jié)
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