【正文】 擋，傳遞縱向力則主要通過牽引拉桿，它是跟車體接觸的零件。 空氣彈簧裝置設(shè)計(jì) 空氣彈簧裝置是二系懸掛系統(tǒng)里面最重要的部件，它是轉(zhuǎn)向架 的重要懸掛元件。空氣彈簧的作用是緩和沖擊，防止車輛向?qū)D(zhuǎn)向架旋轉(zhuǎn)較大，橫移較大。因此，通常來說空氣彈簧設(shè)計(jì)的好壞直接影響列車運(yùn)行平穩(wěn)性能的好壞。 空氣彈簧裝置 的組成本來是很復(fù)雜的，但是，考慮到我們?cè)O(shè)計(jì)的只是模型，所以我們簡(jiǎn)化了它的結(jié)構(gòu)。主要顯示的就是空氣彈簧，但是一般來說它還包括，各種調(diào)整閥，包括調(diào)整高度和差壓的調(diào)整閥。還有就是調(diào)整閥需要的保溫箱等。 空氣彈簧 具有以下 特點(diǎn)： 垂向變形 是列車運(yùn)行時(shí)給轉(zhuǎn)向架最主要的沖擊，它是由空氣彈簧和它下面的橡膠堆共同抵抗沖擊的，確保垂向變形量的增加，因?yàn)檫@樣可以有效的抵 抗車體自重的沖擊，確保轉(zhuǎn)向架的零件不受損壞 ； 水平方向 上 ， 橡膠堆的作用就是降低二系懸掛在這個(gè)方向上的剛度，確保車體可以在水平方向安全距離上的偏移量，這樣可以避免在水平具有較大沖擊時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的損壞。我們還可以通過改變附加空氣室改變空氣彈簧的充氣 量，進(jìn)而改變空氣彈簧的阻尼，有效減緩橫向沖擊，提高乘坐的舒適性。 空氣彈簧主要由橡膠氣囊、上蓋板 、 下蓋板、橡膠堆等零部件組成，如圖513 所示 。 圖 81 空氣彈簧 空氣彈簧采用上進(jìn)氣設(shè)計(jì)， 當(dāng) 壓縮空氣經(jīng)過高度調(diào)整閥進(jìn)入形附加空氣室（ 構(gòu)架內(nèi)腔和 橡膠氣囊 所形成） ，橡膠氣囊和附加空氣室間 設(shè)有 節(jié)流孔，空氣通過節(jié)流孔時(shí)產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)構(gòu)成二系懸掛的垂向阻尼。 牽引拉桿設(shè)計(jì) 中央牽引拉桿就是車體跟轉(zhuǎn)向架之間的連接部件。從車體傳來的垂向載荷主要是通過牽引拉桿座來完成的?？紤]到中央牽引拉桿座是垂向和縱向承受載荷的部件，我們?cè)谶x用材料的時(shí)候應(yīng)該選擇強(qiáng)度較大的，這里我們選用的是耐候鋼材料。由于牽引拉桿上連接車體下連接構(gòu)架，跨度較大，我們采用的是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，這樣可以節(jié)省材料，降低自重。焊接構(gòu)件同前面的構(gòu)架焊接一樣，焊接完成后都要進(jìn)行退火處理消除殘余熱應(yīng)力。牽 引拉桿的 強(qiáng)度設(shè)計(jì)按照 JIS E 4207 標(biāo)準(zhǔn) 來進(jìn)行 。 2 型車轉(zhuǎn)向架是 無搖枕的 結(jié)構(gòu)，常見的無搖枕 牽引拉桿 形式 主要有 Z形雙拉桿和單拉桿兩大類型 。 它們有以下的特點(diǎn)，如表 81。 我們可以看出， Z型雙拉桿落車作業(yè)比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，占用空間較大，部分和我們?cè)O(shè)計(jì)的輕量化，簡(jiǎn)單化的原則。所以我們這里主要采用的是單拉桿，所說落車作業(yè)比較復(fù)雜但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕量化是我們?cè)O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則。 上蓋板 橡膠氣囊 下蓋板 表 81 兩種牽引拉桿方式的比較 單拉桿式的牽引拉桿三維模型 見圖 82。 圖 82 中央牽引拉桿座及牽引拉桿組成 中央牽引拉桿 的特點(diǎn)有： 轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)向和橫移依靠牽引拉桿兩端橡膠關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)剪切變形適應(yīng)。 牽引裝置為短牽引桿，構(gòu)成的空間比其他的牽引裝置小，零件數(shù)量少且輕量化。 橫向減振器 橫向減振器共有兩個(gè)，分別位于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁連接梁與中央牽引拉桿座之間的前后位置，屬水平橫向布置。其作用是衰減車體與轉(zhuǎn)向架間的橫向振動(dòng)。減振器型號(hào) OD50116。 橫向減振器如圖 83。 牽引拉桿方式 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) Z形雙拉桿 落車作業(yè)簡(jiǎn)單 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大重量大 單拉桿 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小重量 輕 落車作業(yè)復(fù)雜 中央牽引拉桿 中央牽引銷 橫向減震器 圖 83 橫向減振器 抗蛇行減振器 抗蛇行減振器 是也被叫做縱向減震器，主要安裝在構(gòu)架側(cè)梁的外側(cè)，縱向水平布置。它的作用就是為了防止列車高速運(yùn)行時(shí)的蛇形失穩(wěn)。 抗蛇行減振器型號(hào)OD702301，其結(jié)構(gòu)見圖 84。 圖 84 抗蛇行減振器結(jié)構(gòu) 橫向止檔 橫向止擋的設(shè)置主要是為了防止車輛橫向偏移過大而造成安全隱患。我們?cè)谥醒霠恳瓧U座上設(shè)置橫向止擋。因?yàn)檐圀w與中央牽引拉桿相連，我們只要限制了中央牽引拉桿的移動(dòng)就可以達(dá)到限制車體的橫向移動(dòng)。中央牽引拉桿設(shè)置在兩個(gè)連接梁的中間，所以在 連接梁上也要設(shè)置橫向止擋，達(dá)到我們需要的目的。我們?cè)跈M向止擋與中央牽引拉桿之間預(yù)留一段空隙以保證車輛的正常偏移，避免剛性撞擊。橫向止擋結(jié)構(gòu)如 圖 85。 1 緩沖橡膠塊， 2 連接板， 3 固定螺栓 圖 85 橫向止檔結(jié)構(gòu) 當(dāng)車輛的橫向偏移超過我們預(yù)留的間隙是，就會(huì)撞擊到橫向止擋，產(chǎn)生反向力，從而達(dá)到限制車輛橫向便宜的目的。橫向止擋實(shí)際就是橡膠堆它的剛度隨著撓度 的增加呈非線性增加，所以橫向力越大，它的限位就越明顯。當(dāng)然也會(huì)產(chǎn)生沖擊。 第九章 驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置的組成 驅(qū) 動(dòng)裝置是給轉(zhuǎn)向架提供動(dòng)力的裝置，因?yàn)槲覀冏龅氖悄Ｐ驮O(shè)計(jì)，所以簡(jiǎn)化成電機(jī) +齒輪箱的組成模式，電機(jī)主要提供能量，齒輪箱則通過聯(lián)接軸把電機(jī)的動(dòng)力傳遞到轉(zhuǎn)向架上，從而驅(qū)動(dòng)車體。我們?cè)O(shè)計(jì)的模型如圖 91。 圖 91 驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)模型 電機(jī)的選擇 電機(jī)的選擇主要取決于轉(zhuǎn)向架模型的質(zhì)量，按照 1:5 的比例近似估計(jì) 轉(zhuǎn)向架模型的質(zhì)量為 ，然后根據(jù)查閱資料選擇合適的 電機(jī)為 。 齒輪箱的設(shè)計(jì) 齒輪箱設(shè)計(jì)主要是給齒輪的安裝提供一個(gè)場(chǎng)所。它的組成就是齒輪裝置，箱體，軸承等主要零件。齒輪箱的設(shè)計(jì)本來對(duì)轉(zhuǎn)向 架的運(yùn)行其實(shí)沒多大的作用只是給驅(qū)動(dòng)裝置提供安裝場(chǎng)所，所以我們要盡可能地減輕它的自重。因此，齒輪箱箱體采用采用鑄鋁材料，可降低簧下重量。 翻閱資料，可知?jiǎng)榆嚱M轉(zhuǎn)向架齒輪裝置齒輪傳動(dòng)比為 85/28=。 驅(qū)動(dòng)裝置 的 特點(diǎn) 簧下 質(zhì)量 小 ，因?yàn)殡姍C(jī)的重量通過電機(jī)吊座安裝在構(gòu)架橫梁之上，不形成簧下質(zhì)量，只有牽引齒輪和齒輪箱作為簧下質(zhì)量。這樣就降低了簧下質(zhì)量， 減小了輪軌間的動(dòng)作用力； 與剛性軸懸式驅(qū)動(dòng)裝置相比，結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。但與其他架懸式和體懸式驅(qū)動(dòng)裝置相比，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多； 拆卸和安裝比較 簡(jiǎn)單， 對(duì)于日后的維 修來說較方便 。 第十章 轉(zhuǎn)向架制 動(dòng)裝置 轉(zhuǎn)向架制動(dòng)裝置簡(jiǎn)介 CRH2 型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置主要由制動(dòng)增壓缸、制動(dòng)卡鉗、閘片及管路系統(tǒng)等部分組成。 轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用空液轉(zhuǎn)換液壓制動(dòng)方式， M 車、 T 車均采用變換空壓、油壓的增壓氣 /油缸和油壓卡鉗式盤形制動(dòng)裝置。卡鉗式盤形制動(dòng)分輪盤和軸盤兩種形式。輪盤安裝在每個(gè)車輪上（無論是動(dòng)輪還是拖輪均有），而軸盤僅安裝在拖車車軸上，每軸兩個(gè)。 制動(dòng)時(shí)制動(dòng)的卡鉗加緊動(dòng)作是液壓油缸驅(qū)動(dòng)的。由于，列車制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力較大，光由 液壓油缸產(chǎn)生的制動(dòng)力不足以在規(guī)定的距離內(nèi)制動(dòng)，我們?cè)O(shè)置一個(gè)增壓制動(dòng)缸，放大制動(dòng)倍率（約 18倍 ）后制動(dòng)。 轉(zhuǎn)向架的卡鉗制動(dòng)方式對(duì)于動(dòng)車轉(zhuǎn)向架來說只有輪盤制動(dòng)，對(duì)于拖車來說分為輪盤和軸盤制動(dòng)兩種。巨大制動(dòng)力的形成主要是通過增壓油缸輸出高壓油，再通過液壓管路輸入卡鉗裝置的每一個(gè)小油缸內(nèi)，推出制動(dòng)閘片，從而形成較大的制動(dòng)力。 制動(dòng)盤安裝在車輪兩側(cè)， 因此 我們相應(yīng)的在車輪兩側(cè) 安裝兩套對(duì)稱的制動(dòng)卡鉗 。 卡鉗安裝在構(gòu)架橫梁的制動(dòng) 安裝 座上， 輪盤制動(dòng)裝置三維模型，如圖 101。 101 輪盤制動(dòng)裝置 踏面清掃裝置 列車在高速運(yùn)行時(shí)會(huì)吸附灰塵在車輪踏面上，車輪沿軌道運(yùn)行時(shí)也會(huì)沾上塵土，我們?cè)O(shè)計(jì)踏面清掃裝置就是為了保持車輪踏面的清潔，使車輛不會(huì)出現(xiàn)安全踏面清掃器 制動(dòng)架 閘瓦 隱患。它通過螺栓安裝在制動(dòng)裝置上， 如圖 102 所示。 圖 102 踏面清掃 器 踏面清掃 的工況有如下三種： 車輪發(fā)生空轉(zhuǎn)（驅(qū)動(dòng)工況）、滑行（制動(dòng)工況）以及 施行制動(dòng)過程中速度在 30km/h 以上 時(shí) 。 第十一章 轉(zhuǎn)向架主要承載部件的強(qiáng)度分析 構(gòu)架的受力分析 要對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和分析，我們就要了解車 輛在運(yùn)行時(shí)的載荷有哪幾種，怎么分類？ 車輛在運(yùn)行時(shí)的載荷分類是比較復(fù)雜的按不同的工況有不同的分類方法。不過它們都可以歸納成為靜載荷和動(dòng)載荷。 靜載荷就是方向和數(shù)值都不變的載荷，主要是由車輛自身的重力給轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的垂直載荷，還有構(gòu)架自身的重力等組成。 動(dòng)載荷就是方向和數(shù)值隨著時(shí)間的變化而不斷變化的載荷，它主要包括車輛啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的牽引力和制動(dòng)力、車輛通過彎道時(shí)的離心力。輪軌間的作用力以及簧上質(zhì)量的振動(dòng)給轉(zhuǎn)向架帶去的載荷。 作用在構(gòu)架上的載荷主要分為以下六種： （ 1） 垂直靜載荷 （ 2） 機(jī)車牽引時(shí)作用在構(gòu)架上的力 （ 3） 車輛制動(dòng)時(shí) 作用在構(gòu)架上的慣性力 （ 4） 制動(dòng)系統(tǒng)作用在構(gòu)架上的力 （ 5） 車輛機(jī)車通過彎道時(shí)作用在構(gòu)架上的離心力 （ 6） 由于轉(zhuǎn)向架上部設(shè)備的振動(dòng)產(chǎn)生的附加垂直動(dòng)載荷 構(gòu)架的強(qiáng)度計(jì)算分析 垂向靜載荷的計(jì)算： gmmf bcz )2(41 ?? ....................................式 111 其中： cm —— 動(dòng)力車總質(zhì)量（ t） bm —— 轉(zhuǎn)向架質(zhì)量（ t） zf —— 構(gòu)架一側(cè)垂向靜載荷（ KN） gmf dz 10739。 ? ........................................................式 112 其中： dm —— 電機(jī)質(zhì)量 （ t） 39。zf —— 左側(cè)電機(jī)座垂向靜載荷 模擬營(yíng)運(yùn)狀態(tài)下的橫向載荷： ).(21 gmff bzy ?? .....................................式 113 其中： yf —— 構(gòu)架模擬營(yíng)運(yùn)橫向載荷 最大可能橫向載荷 ： )(2m a x gmf cy ?? ........................................式 114 其中： maxyf —— 構(gòu)架最大可能橫向載荷 模擬運(yùn)營(yíng)縱向載荷 ， 機(jī)車以 250km/h 的速度運(yùn)行時(shí)的牽引力。 模擬縱向沖擊載荷 ： gmf bs .3? ..............................................................式 115