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地铁车辆转向架构架强度分析

地铁车辆转向架构架强度分析
地铁车辆转向架构架强度分析

机车转向架构架强度的有限元分析

机车转向架构架强度的有限元分析 作者:郁炜江海兵 构架是机车转向架最关键的零部件之一,也是转向架其它各零部件的安装基础,在机车的牵引运行中起传递牵引力、制动力、横向力及垂向力的作用,因此,机车转向架构架的可靠性对机车的性能和安全性有重大影响。传统的转向架构架强度的可靠性评价大多通过物理样机的某些试验,再通过金属探伤、磁电探伤等方法来检验…,成本高,开发周期长。所以,使用有限元的理论对转向架构架建模,并利用有限元分析软件对其进行应力分析和强度计算来确保机车转向架构架的可靠性有重大意义,本文在此进行了尝试。 目前,国外几家著名的公司研制的有限元分析软件如MSC、ANSYS、I-DEARS等在国内许多设计中得到了较为广泛的应用。MsC公司提供的有限元软件在有限元建模、结构分析(静态、瞬态动力学)、热、电磁场、流体问题等及其耦合问题、接触、强非线性、碰撞等方面都有独到的处理方法,本文详细介绍了其中的前后处理软件MSC/PATRAN和结构分析软件MSC/NASTRAN在机车转向架构架强度计算与分析中的应用。 1 有限元强度计算模型的建立 机车转向架构架一般为箱型梁结构,有限元计算模型可以采用薄板单元按照设计图纸上的实际尺寸建模,并根据构架各部分是否承受载荷确定网格的疏密程度,在MSC/PATRAN 软件中生成有限元计算网格模型。文中选择一例已通过物理样机测试实验、强度合格的机车转向架构架进行分析。它是由两根侧梁、一根横梁和两根端梁组焊成的"日"字形结构,整个构架计算模型共有20 225个薄板单元和27 848个节点,如图1。

2有限元强度计算的载荷和边界条件 在机车转向架构架的有限元计算分析过程中,施加约束和载荷的原则是在构架主动施力处施加载荷,被动受力处施加约束: 机车运行时,作用在构架上的载荷可以归纳为静载和动载两大类。静载荷在运行过程中具有确定不变的数值和方向,包括机车上部重量、转向架自重以及安装在转向架上各种装置的重量、电传动内燃机车与电力机车的牵引电机的重量、液力传动内燃机车的中问齿轮箱重量等;动载荷是在运行过程中方向和大小都随时间变化的载荷,包括由于车体振动产生的附加垂向动载荷、机车牵引运行时作用在构架上的纵向力、机车通过曲线时作用在构架上的侧向力、牵引电机作用于构架的振动载荷以及工作时的反扭矩或电阻制动反扭矩、齿轮箱工作时的反扭矩、制动力、由于线路及其它原因使构架产生的扭曲力等。机车转向架载荷的大小和方向根据具体的设计要求和实际情况确定。本文研究对象的计算载荷值如表1所示。

新型地铁车辆转向架的研究

—36— 机 车 电 传 动 ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES №2, 2006Mar. 10, 2006 2006年第2期 2006年3月10日城市轨道车辆 新型地铁车辆转向架的研究 晏红文,郭红锋 (株洲时代新材料科技股份有限公司技术中心,湖南株洲412007) 摘要:通过对国内外地铁转向架技术状况进行调研,结合国内地铁走行部的应用实际,提出新型地铁转向架的设计方案。通过选取适当的地铁转向架动力学参数,利用 ADAMS/Rail建立了转向架和整车的动力学模型,并对整车的曲线通过性能和直线上的平稳性指标进行了分析,相关参数指标均满足规范要求。此外,参考有关结构,对新型地铁转向架的主要零部件的结构进行设计并作了简单介绍。 关键词:地铁车辆;转向架;动力学分析;结构设计中图分类号:U260.331;U231 文献标识码:A 文章编号:1000-128X(2006)02-0036-04 收稿日期:2005-06-15作者简介:晏红文(1968-), 男,博士研究生,主要从事机车车辆、安全检测方面的研究。 0引言 近年来,随着国民经济的快速发展,城市交通问题日益突显。各大城市为缓解市内交通压力纷纷修建地铁线路,我国城市轨道交通飞速发展。但我国对地铁车辆的设计开发能力仍然薄弱,国内各城市使用的地铁车辆基本是进口的,为此必须加强和深入对地铁的研究,设计开发出较先进的地铁车辆以满足国内市场的要求。本文针对地铁车辆走行部的关键部件——转向架进行了一些研究,对基本参数作了优化选择、动力学分析和结构设计。 1国内外地铁转向架简介 我国采用地铁运输起步较晚。国内自己研制的北京地铁1970年开始运行,由长春客车厂生产。其主要特 征是直流750V第三轨受流。改革开放以后,我国地铁车辆主要从国外进口,例如在北京、上海、广州以及深圳等城市分别从一些技术先进的国家进口了地铁车辆。这些进口地铁车辆具有国际先进水平,而且它们的转向架基本结构相似,均为无摇枕轴箱外置式两系弹簧悬挂2轴转向架,构架由低合金钢板焊接成H形。转向架中部设有中央牵引装置,实现低位牵引以提高粘着利用。中央牵引装置一般分为2种,一种在构架的横梁上设有中心销座,装在中心销座中的中心销将车体和转向架连接在一起;另一种为弓形牵引杆,两端安装橡胶球铰,一端与构架横梁相连,另一端与装在车体上的牵引座相连。转向架还设有横向缓冲止挡,起弹性限位及缓冲作用。一系悬挂采用橡胶钢板叠层的“人”字簧或圆锥形橡胶堆定位;二系悬挂采用空气弹簧。另外,每台转向架安装了一套抗侧滚扭杆装置。 Study on New Metro Bogie Y AN H ong-wen, GUO H ong-feng (Technology Center, Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd.,Zhuzhou,Hunan 412007,China ) Abstract:The technical levels of the metro bogies at home and abroad are investigated. The design scheme of new metro bogie is put forwarded based on the practical applications of domestic running gears. Through the selection of appropriate dynamic parameters for the bogie, dynamic models for the bogie and vehicle are built with ADAMS/Rail. The curve negotiation performance and riding quality index in straight line is analyzed. The relevant parameters are in accordance with the specifications. Besides, the structures of main components are designed and explained in brief. Key words: metro vehicle; bogie; dynamic analysis; structure design

某型地铁车辆转向架构架强度及模态

第5期(总第174期) 2012年10月机械工程与自动化 MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATIONNo.5 Oct. 文章编号:1672-6413(2012)05-0024-0 3某型地铁车辆转向架构架强度及模态分析 杜子学,徐道雷,刘建勋 (重庆交通大学,重庆 400074 )摘要:通过CATIA软件建立某型地铁车辆转向架构架的三维实体模型,采用HyperWorks建立了该型地铁转向架构架结构强度分析的有限元模型,参照铁路相关标准,计算得到其强度分析应力结果,验证了该构架结构设计的合理性。通过模态分析,获得该构架的各阶模态频率及模态振型,为构架的动态特性设计提供参考。关键词:构架;强度分析;模态分析;转向架中图分类号:U260.331 文献标识码:A 收稿日期:2012-03-13;修回日期:2012-05-2 5作者简介:杜子学(1962-) ,男,河北邯郸人,教授,博士,研究方向为现代车辆设计方法与理论、载运工具运行品质、交通安全。0 引言 地铁转向架是地铁车辆的重要组成部件,是支承车体并负担车辆沿着轨道走行的支承走行装置,其结构是否合理直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。地铁转向架构架在运动过程中不但要承受车体传递的载荷、 牵引电机部分载荷,而且需要传递牵引力、车钩冲击力、制动力和车辆通过曲线时的横向载荷 等各种垂向、纵向、横向力[1] 。因此,其结构安全是转 向架结构强度设计的首要目标。 1 地铁车辆转向架构架结构强度分析 1.1 构架结构分析有限元建模 本文研究的地铁车辆转向架属于无摇枕转向架,具有结构简单、零部件少、重量轻、噪声低、维修工作量少等优点。该转向架主要由构架、轮对轴箱装置、轴箱定位装置、二系悬挂及牵引装置、空气弹簧、横向油压减震器和横向橡胶缓冲止挡、基础制动装置以及传动装置等组成。其构架主要由侧梁、横梁、纵梁、托板、弹簧支座等组成,构架的主要连接形式为焊接。该转向架构架三维建模采用CATIA软件完成,如图1所示。将几何模型转换为ig es格式后导入有限元软件Hyp ermesh中进行前处理,经过修补缺失的几何信息及几何简化后,对各焊接薄板抽取中面,划分二维壳单元网格,各支座采用六面体网格模拟。构架材料为16 MnR,其弹性模量E=2.09×105  MPa,密度ρ=7.9× 103  kg /m3,泊松比v=0.28,屈服极限为396MPa,强度极限为566MPa,许用应力为345MPa 。边界条件的正确与否对有限元计算结果影响重 大。在空气弹簧座处施加弹性边界元约束,而与六面 体单元相连接的是板壳单元,两者自由度不同,所以约 束这8个支座X、Y、Z平动方向的三个自由度[2] 。构架有限元分析模型如图2所示。 图1 构架三维模型 图2 构架有限元分析模型 构架所受载荷计算参照TB1335-1996《 铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》 。该型地铁转向架构架载荷计算参数见表1。 表1 构架载荷计算参数 垂向静载荷Ps包括自重、载重和整车重量,Ps= 342kN。垂向动载荷Pd由垂向静载荷乘以垂向动载

城轨车辆 转向架

城市轨道交通车辆
第三章 转向架

第三章 转向架
【问题导入】
车辆走行部分在车辆运行中起着非常重要的作用,其不仅 承受了车体的载荷,而且传递纵向力、垂向力和横向力。转向 架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。为了 便于通过曲线,在车体和转向架之间设有心盘或回转轴,转向 架可以绕心盘或回转轴相对车体转动。由于车辆在线路上运行 时通过道岔、弯道及车辆加速、减速等原因会产生各种冲击和 振动,为了改善车辆的运行品质和满足运行要求,在转向架上 设有弹簧减振装置和制动装置。对于动车,转向架上还装有牵 引电动机和减速机构,将牵引电动机的转矩通过齿轮转动传递 给轮对,转化为列车前进的牵引力,以驱动车辆运行。我们这 一章就是要学习这些知识。

第三章 转 向 架
【学习目标】
1.掌握三向力(纵向力、垂向力、横向力)的传递 路径。 2.掌握转向架的结构、组成及分类。 3.画出轮箍的外形图并进行相关的标注; 4.熟练掌握各种弹簧的结构。 5.掌握空气弹簧、橡胶弹簧、抗侧棍扭杆、油压 减振器等部件的工作原理、结构以及调整方法。 6.驱动系统结构原理

第三章 转 向 架
【教学建议】
1.教学场地:在教室、互联网多媒体教室及转向架模型实训 室中进行,课后可实地参观。
2.设备要求:至少具有能连接互联网的多媒体教室一个,动
车、拖车转向架的仿真模型各一套,或能放视频投影的设


3.课时要求:课堂讲授6-8课时;模拟操作4课时;实际练习
4课时。

转向架的作用及组成

. 一、转向架的作用及组成 作用: 1.采用转向架是为了增加车辆载重,长度,容积,提高运行速度,满足铁路运输发展。 2.在正常运行条件下,车体能可靠的坐落在转向架上,通过轴承装置是车轮沿钢轨的 滚动转化为车体沿轨道线路运行的平动。 3.支承车体,承受并传递从车体至轮对之间的各种载荷及作用力,并使轴重均匀分配。 4.保证车辆运行安全,灵活的沿直线线路运行和顺利通过曲线。 5.转向架结构要便于弹簧减震装置的安装,使之具有良好的减震特性,以缓和车辆和 线路之间的相互作用,减小振动和冲击,减小应力,提高车辆运行平稳性和安全性。 6.充分利用轮轨之间的黏着,传递牵引力和制动力,放大制动缸所产生的制动力,是 车辆具有良好的制动效果。 7.转向架为车辆一个独立部件,便于转向架的拆装,单独制造和检修。 组成 1、轮对轴箱装置 2、弹性悬挂装置(两系悬挂,弹簧减振装置) 3、构架 4、基础制动装置 5、转向架支撑车体的装置 6、牵引电机与齿轮变速传动装置

. 二、转向架的分类 1.轴数与类型 按轴数分为二轴、三轴、多轴转向架 按轴型分B、C、D、E型轴转向架 2.轴箱定位方式:约束轮对于构架之间相对运动的机构,称轴箱定位装置 形式有:①固定定位 ②导框式定位 ③摩擦导框式定位 ④油导桶式定位 ⑤拉板式定位 ⑥拉杆式定位 ⑦转臂式定位 ⑧橡胶弹簧定位 3、按弹簧悬挂装置分类 一系弹簧悬挂:车体主轮对之间,只设有一条弹簧减振装置 二系悬挂 4、对心盘集中承载的转向架,根据摇枕悬挂装置中的弹簧的横向跨距的不同,悬挂形式分为: 1.内侧悬挂:弹长度<车长度(横向)

2.外侧悬挂:> 3.中心悬挂:= 中央弹簧横向跨距大小,对于车体在弹簧上的稳定性效果显著,增加其跨距可以增加车体倾覆的复原力矩,提高车体在弹簧上的稳定性,各种型号转向架的主要区别: 橡胶弹簧定位:南京地铁使用 转臂式定位:广州地铁 四、按垂向载荷的分类方式 (一)车体与转向架之间的载荷传递 1.心盘集中承载 2.非心盘集中承载 3.心盘部分承载 (二)转向架中央悬挂装置的载荷传递 1.具有摇动台装置的转向架(缓解横向振动) 2.无摇动台装置的转向架(内有空气弹簧,符合轻量化要求) (三)构架与轴箱之间的载荷传递 1、转向架侧架直接置于轴向轮对上,无轴箱弹簧装置 2、支悬于均衡弹簧之上 3、由轴箱顶部弹簧支撑

地铁车辆转向架调研报告-张建国

毕业设计内容—3.调研内容 北京建筑大学机电学院09-3班张建国学号:2105120911301 作为地铁车辆关键的零部件,非常重要的一个组成部分一转向架,被称为是轨道列车的双腿,起着支承车体。承受并传递从车体至轮对之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力:充分利用轮轨之间的黏着作用,传递牵引力和制动力;均匀分配轴重;保证车辆能灵活地沿轨道安全运行及顺利地通过曲线等功能。转向架构架还主要起着把车体经空气弹簧传来的垂向载荷传递给轮对,通过心盘和中心销使车体与转向架彼此可以相对转动,便于车辆通过曲线等作用 1.城市轨道交通车辆转向架组成和种类 1.1转向架组成: 转向架由轮对、轴箱、构架、悬挂装置、基础制动装置等组成,而其中,转向架构架是转向架其他零部件的安装基础,通过它把轮对轴箱、弹簧减震系统、基础制动、牵引电机和齿轮箱等零部件组合成一个整体。 1.2转向架种类: 1.按轴箱定位方式分为:拉板式轴箱定位转向架、拉杆式轴箱定位转向架、转臂式轴箱定位转向架和层叠式橡胶弹簧定位转向架。 2.按弹簧系统分为:一系弹簧悬挂、二系弹簧悬挂。 3.按车体与转向架间载荷传递方式分为:心盘集中承载、非心盘承载和心盘部分承载 2.转向架构架的类型,结构,作用载荷 由于车辆用途运行条件差异,制造维修方法的制约和经济条件等具体因素的影响,对转向架的性能结构参数和采用的材料及工艺等要求就要差别,因而出现了多种形式的转向架。我国国内目前使用的客车转向架、货车转向架就有几十种,各种转向架主要区别于转向架的轴数和类型,弹簧悬挂系统的结构与参数,垂向载荷的传递方式,轮对支撑方式,轴向定位方式,基础制动装置的类型安装,以及构架、侧架结构形式等诸多方面。 2.1按转向架的轴数、类型、及轴箱定位方式分类 (1) 轴数与类型 车辆所用的轴型基本上可分为B、C、D、E、F、G六种。轴直径越粗,容许轴重越大,但是大容许轴重要受线路和桥梁的强度标准的限制,一般货车采用B、D、E、F、G五种轴型,客车采用C、D两种轴型,随着我国铁路的发展,其趋势是发展重载和快速运输,因此新型货车主要运用E型轴,新型客车主要运用D 型轴按轴数分类,转向架有二轴、三轴和多轴,转向架的轴数一般根据车辆总重和每根车轴容许的轴重确定,我国大多数客货车采用二轴转向架,一些大吨位货车及公务车等采用三轴转向架,在长大重载货车上用多轴转向架或转向架群。 (2) 轴向定位方式 ①固定定位:轴箱与转向架铸成一体,或是轴箱与侧架用螺栓及其他紧固件连接成为一个整体,使得轴箱和侧架之间不能任何相对运动。如图2.10a所示 ②导框式定位:轴向上有导槽,构架上有导框,构架的导框插入轴箱的导槽内,这种结构可以容许轴箱与构架之间沿着在垂向有较大的相对位移,但在前后、左右方向仅能在容许的范围内,有相对较小的位移。如图2.10b所示

转向架构架疲劳计算方法的分析

转向架构架疲劳计算方法分析 1112A.Cera ,G.Mancini ,V.Leonardi ,L.Bertini Trenitalia S.p.A, Florence,1Italy ; Pisa University - Mech. Engng. Dept., Pisa,2 Italy 摘要 本文主要进行了转向架构架强度评定的关键分析,尤其着重于焊接节点。特别分析了针对不同焊接节点的疲劳分析技术。疲劳分析技术中包含的两种方法(疲劳极限和Goodman 曲线)是由欧洲标准EN 13749提出的。通过分析,我们可以知晓方法的准确性和可行性,从而选择最合适的转向架构架分析方法。通过成熟的商业有限元软件(ANSYS ),我们可以对挑选的标准的可靠性和安全性进行严格地比较。本文研究调查了疲劳分析方法,关注了其中有限元方法的使用。 一、引言 欧洲标准EN 13749,作为欧洲标准化进程的产物,于2005年4月由欧洲标准委员会CEN 提出。规范制定的目的在于定义完整的转向架设计过程。其中包括设计步骤、评定方法、验证以及加工质量要求。 EN 13749编撰了静态和疲劳下载荷的假设和计算。同时标准也定义了转向架构架静态和疲劳阻抗的测试方法。在转向架的章节中,标准针对疲劳预测特别定义了一系列的载荷工况和作用在构架上的不同类型的力。 随着新的数值计算方法的发展(有限元方法),疲劳完整性评估已经发展到较高的水平,尤其是在精确度和细节仿真方面。 即使在近期有了更新,标准仍未解决和定义某些重要部分。仍需要研究的问题主要有两点。首先缺少用于焊接节点的有限元仿真和疲劳评定方法。其次尚未定义多轴应力状态下(特别在铁路应用)疲劳强度评估的标准计算方法。 由于上述未解决的问题,同样的转向架设计用不同的疲劳分析方法可能得到不一样的结果。 从2006年起,意大利铁路(意大利国有铁路运营商)的工程部门和比萨大学机械工程部展开了关于转向架疲劳行为的公共研究项目。项目旨在通过使用有限元仿真建立经证实的、适用于疲劳完整性评估的方法。 在疲劳强度分析技术中,主要采用如下的选择和核对方法:

浅谈地铁车辆转向架二系悬挂方式

浅谈地铁车辆转向架二系悬挂方式 摘要:对现代城市地铁车辆转向架二系悬挂采用空气弹簧的优势进行了分析,空气弹簧悬挂的采用可以显著提高车辆系统的运行平稳性,大大简化转向架的结构,使转向架实现轻量化和易于维护。 关键词:地铁车辆转向架空气弹簧优势 1.概述 现代城市地铁车辆不断地朝着高速化、轻量化以及低噪音方向发展,空气弹簧悬挂系统具有诸多钢制螺旋弹簧不具备的优点,因此在地铁车辆转向架中日益广泛地采用空气弹簧作为二系悬挂装置。与空气弹簧相比,钢弹簧由于具有线性刚度特性,使其在地铁车辆上的应用受到限制,这主要有两方面的原因: 1.1.在城市轨道交通领域钢弹簧不能够大幅度提高车辆悬挂系统静挠度以降低车体的自振频率,尤其是车辆的载客量较大时; 1.2.城市地铁车辆的载客量大而且要求地板高度在不同载客量时基本不变,钢弹簧不具备这种特性。 总之,空气弹簧悬挂的采用可以显著提高车辆系统的运行平稳性,大大简化转向架的结构,使转向架实现轻量化和易于维护。一般来讲,地铁车辆对空气弹簧的采用可以分为三个阶段: 1.2.1.利用空气弹簧的垂向特性,提高车辆系统的垂向运行平稳性; 1.2.2.空气弹簧的垂向和横向特性并用,取消转向架二系悬挂装置中的摇枕,简化转向架结构; 1.2.3.充分利用大变位(包括扭转)、低横向刚度空气弹簧的三维特性,取消摇枕,彻底实现转向架二系悬挂装置的轻量化,同时使抗蛇行运动减振器的采用成为可能,可更好地协调转向架蛇行运动稳定性和良好的曲线通过性能之间的矛盾。 空气弹簧悬挂系统主要由空气弹簧、附加空气室、高度控制装置、差压阀等组成。该系统的工作原理为:车辆静载荷增加时,空气弹簧被压缩使空气弹簧工作高度降低,这样高度控制阀随车体下降,由于高度调整连杆的长度固定,此时高度调整杠杆发生转动打开高度控制阀的进气机构,压力空气由列车风源通过高度控制阀的进气机构进入空气弹簧和附加空气室,直到高度调整杠杆回到水平位置即空气弹簧恢复其原来的工作高度;车辆静载荷减小时,空气弹簧伸长使空气弹簧的工作高度增大,高度控制阀随车体上升,同样由于高度调整连杆的长度固定,高度调整杠杆发生反向转动打开高度控制阀的排气机构,压力空气由空气弹

转向架构架强度试验标准对比.

文章编号:1002-7602(2011)09-0012- 06转向架构架强度试验标准对比 刘德刚1,刘宏友2,李庆升1 (1.南车青岛四方机车车辆股份有限公司国家工程实验室,山东青岛266111; 2.青岛四方车辆研究所有限公司技术研究部,山东青岛266031 )摘要:从试验内容、试验载荷、试验工况组合和试验结果评定等方面对比了UIC、EN和JIS关于转向架构架强度试验的标准, 并针对我国进行转向架构架强度试验给出了一些建议。关键词:构架;静强度试验;疲劳试验;UIC515;UIC615;EN 13749;对比中图分类号:U270.331+ .8文献标识码:B 转向架构架是车辆系统上一个至关重要的承载部 件,疲劳破坏是其主要的失效形式,抗疲劳强度设计是转向架的设计重点。针对构架的静强度和疲劳强度,国外高速铁路发达国家有设计规范和试验规范,用以指导构架的设计和生产,保障其强度特别是疲劳强度的可靠性。 我国铁路经过6次大规模提速,车辆运行速度有了大规模的提高,转向架构架承受的动态载荷越来越剧烈, 其疲劳可靠性是摆在每位从事铁道车辆疲劳强度研究人员面前的一个重要课题。作为其疲劳强度研究的一个重要方面,本文将对国外高速铁路发达国家的试验标准进行对比研究。这些标准包括:

UIC 515—4—1993《铁路客车—拖车转向架—传动齿轮转向架构架结构强度试验》(以下称UIC515—4);UIC 615—4—2003《动力单元—转向架和走行装置—转向架构架的结构强度试验》(以下称UIC615—4);EN 13749—2005《铁路应用—转向架结构要求的规定方法》(以下称EN13749);JISE 4207—2004《铁路车辆—转向架—转向架构架设计通则》(以下称JISE4207);JISE 4208—2004《铁路车辆—转向架—载荷试验方法》(以下称JISE4208)。UIC515—4、UIC 615—4均是单一叙述转向架构架静强度和疲劳强度试验的标准,其中,UIC515—4针对无动力转向架,而UIC 615—4针对有动力的机车和动车转向架。 EN 13749是关于转向架构架强度设计、计算、试验和生产制造的标准,在其附录C、D中叙述了试验载荷计算方法,附录F叙述了静强度试验方法,附录G 收稿日期:2011-02- 21-,男。叙述了疲劳试验方法。该标准根据用途和特点将转向架划分为7种类型,其中类型B—I和B—II转向架的试验方法适用于客车、动车和拖车,本文的对比也是基于这2类转向架。 JISE4207、JISE

地铁车辆简介

地铁车辆简介 当地铁投入运营后,地铁车辆是与乘客交往最密切的地铁技术设备,在此对地铁车辆做一个简要的介绍。在地铁运营整个系统中,车辆是技术含量较高的机电设备,其选型和技术参数不仅是代表城市景观和安全运营的基础,也是确定系统运营模式、维修方式的重要依据。车辆结构和性能的选择,与诸多因素有关,如城市基础设施条件、环境因素、经济发展状况、及城轨车辆发展水平等。 就目前地铁而言,车辆选型的基本原则为:安全可靠、舒适美观、节能环保、技术先进,充分体现以人为本的理念。 一、城轨车辆的类型和编组 1.车辆类型 目前国内城轨车辆根椐车体尺寸一般分为三种:A型、B型、C 型。A型车长2米,宽3米;B型车长19米,宽2.8米;C型车长度根椐轴式不同而长度不同,宽度2.6米。B型车根椐受电方式不同又分为B1型和B2型,B1型为第三轨下部受流,B2型为上部受电弓受流。 目前采用A型车的城市有:上海、南京(全部为A型车)、深圳、广州部分线路采用A型车辆。北京、天津等其它城市均采用B型车辆。而C型车只有上海6号线采用。 A型车过去主要是欧洲厂商提供,目前国内厂商也能制造,其特点是宽敞、舒适,但造价相对B型车较高,对线路条件、限界及站台、车辆段等要求较高。

B型车是目前国内多数城市选用的车型,其制造技术成熟,相对A型车造价较低,维修方便,地铁限界及车站、车辆段尺寸较小,因此可以节省整个项目的造价成本。 2.编组方式 地铁车辆的动车和拖车通过车钩连接组成一个相对固定的编组,称为一个(动力)单元。目前,国内主要有六辆编组和四辆编组,六辆编组主要采用四动两拖,三动三拖,四辆编组主要采用二动二拖,编组的选择主要依据线路情况、客流量等。 二、车辆组成 城轨车辆类型不同,技术参数不一样,但其基本结构类似,一般由以下几部分组成: 1.车体 车体分有司机室车体和无司机室车体两种。车体主要是容纳乘客和司机驾驶的地方,又是安装与连接其它设备和部件的基础。车体材料主要有铝合金和不锈钢。 采用铝合金车体,主要优点是大幅度减轻车辆自重,节能减排;较高的能量吸收能力,降低振动,减少噪声;采用型材或板材,减少连接件的数量和重量;减少维护费用,延长使用寿命。 2.转向架 车辆的走行装置,用来牵引(对动力转向架而言)和引导车辆沿轨道行驶,承受并传递车体与轨道之间的各种载荷并缓和其动力作用,它是保证车辆运行品质的关键部件。由构架、轮对轴箱装置、

转向架构架技术设计强度计算分析

2006年用户年会论文 转向架构架技术设计强度计算分析 张开林 肖守纳 [西南交通大学机车车辆研究所] 转向架构架的强度计算依据UIC 515VE 标准,并参照《高速试验列车技术条件》有关规范进行的。 1. 构架计算模型: 构架结构为中间加横梁的柜形结构,由两根侧梁、横梁、牵引横梁及前后端梁组成,构架结构示意图见图1。 构架的强度计算采用ANSYS 5.31软件完成。针对构架结构特点对构架计算模型均采用板单元进行离散。构架有限元分析计算模型的节点数为22921个,单元总数24845个,计算模型质量为3414.5kg,构架结构模型离散图见图2。 2. 计算载荷及计算工况 2.1构架基本载荷 垂向静载荷 (1) 其中:Fz-构架一侧垂向静载荷(kN) Mc-动力车总质量(t) Mb-转向架质量(t) (2) 其中: -左侧电机座垂向静载荷(kN) -电机质量(t) 模拟营运横向载荷 (3) 其中:Fy-构架模拟营运横向载荷(kN) Fz-构架一侧垂向静载荷(kN) 最大可能横向载荷 (4) g m m F b c z )2(4 1 ?= g m F d z 10 7' =)5.0(5.0g m F F b z y ?+=) 1210(0.2max g m F c y +='z F d m

2006年用户年会论文 其中:Fymax-构架最大可能横向载荷(kN) 模拟运营纵向载荷 机车以250km/h 的速度运行时的牵引力。 模拟纵向冲击载荷 (KN) (5) 由基本参数计算各载荷值如下: 2.2构架载荷组合工况 根据上述基本载荷对构架的计算工况进行组合,其组合工况见表一。 对于作用在侧梁上的垂直÷向载荷按面力考虑; 对于作用在电机座上的垂向载荷按面力考虑; 对于纵向载荷,按线载荷作用于相应的位置; b s m g F ?=3KN F KN F KN F KN F KN F KN F s y x y y z 0.721,5.120,5.746.245,2.169,3.218max max ======

地铁列车转向架种类

地铁列车转向架种类 2011-5-7 21:10 提问者:離開不是我的錯|悬赏分:5 |浏览次数:849次 2011-5-8 23:22 最佳答案 要了解城市轨道车辆转向架的,从其特点,结构,工作原理逐一分析 城市轨道交通对转向架的要求与普通铁路相比,有以下特点: 1站间距短,起停频繁,对牵引和制动性能要求很高; 2曲线半径小,对走行部要求高; 3线路坡度大,可达30%o一60%0; 4载重从310人(18.6 t)到432人(26 t),空、重车重量差大; 5行车密度大,最短行车间隔可达1.5—2 rain,自动控制程度高; 6运行环境特殊,安全可靠性要求极高; 7对噪声要求严格; 8需满足城市总体风格和居民的审美要求,车辆造型和色彩要求极富创造性。 对于转向架,其优良的性能和性能稳定性、轻量化、低噪声、高可靠性、易维护和特殊 的运行环境必须给予足够的重视。转向架对车辆的运行性能和安全至关重要,对轨道交通系 统运行的经济性有重大影响。 现在国内除了采用国产转向架,还有引进国外技术的,主要有两种:一种是上海地铁l号线、2号线和广州地铁l号线转向架,为欧洲整机进口的产品;另一种是北京复八线地铁用转向架,为引进韩国韩进重工技术而研制生产的产品。杭州地铁采用的是德国西门子公司所研发的车辆,故重点介绍欧洲系列产品。 SF一30型转向架 SF一30转向架是西门子公司开发的、采用独立旋转车轮式的动力转向架,应用于100%低地板轻轨车辆Combino.车辆的车厢为纵向全贯通式。没有过渡台阶。实现了100%的低地板。车辆地板距轨面高度仅为320 mm,方便了乘客卜下车。到目前为至,两门子已经成功开发出了SF—40、SF一50等型转向架,并广泛应用于欧洲各国的城市轻轨(LRV)低地板车辆上。sF一30型转向架的车

城市轨道交通车辆转向架的结构分析--毕业设计论文

毕业设计(论文) 题目:城市轨道交通车辆转向架结构分析专业:城市轨道交通车辆 班级:11转车2501 学生姓名:于景逵 学号:14279141024 指导教师:禹宏鹏 2016年3月29日

北京交通运输学院毕业论文任务书 题目:城市轨道交通车辆转向架结构分析 适合专业:城市轨道交通车辆 指导教师:提交日期年月日专业:城市轨道交通车辆班级:11转车2501 学生姓名:于景逵学号:14279141024

中文摘要 北京地铁大兴线车辆装用的转向架为技术先进、可靠、结构简单、维护量小、轻量化的成熟产品。转向架分为两种结构相似的动车转向架和拖车转向架,均 为无摇枕结构。转向架构架采用钢板焊接H 型结构,其横梁采用无缝钢管结构。两种转向架均采用弹性轴箱定位装置,整体自密封双列圆柱滚子轴承,有效直 径为φ540mm 的组合式空气弹簧,“Z”字型中央牵引装置,自动高度调整阀,差压阀,横向油压减振器,踏面制动单元,装有降噪阻尼器的整体辗钢车轮, 接地装置等。动车转向架装有牵引电动机、一级减速齿轮传动装置和联轴节等。拖车转向架构架横梁没有牵引电机悬挂座和齿轮减速箱吊杆座。 进行空气弹簧及其管路的气密性试验。在空气弹簧工作高的条件下,两侧空气 弹簧及附加气室同时充入500 kPa 压力空气,保压15min,压力下降不大于 25kPa,同时用肥皂水检查各管路及空气弹簧座平面不得有泄漏。 TI天线安装在水平安装梁上,水平梁的弹性设计可以有效抵消转向架构架端梁 在各种模态下产生的扭曲变形量。 1 TI天线安装完成后需调平; 2 TI 天线、接近传感器均采用齿调方式进行高度调节,避免螺栓受剪,每个齿的高度为5mm,TI 天线螺栓安装面距轨面高度321±3mm,接近传感器底面距轨 面高度115±3mm。

地铁列车转向架种类

《地铁列车转向架种类》 据我了解地铁列车转向架种类按车轴的数目和类型分为一下几种: 1.二轴、三轴和多轴转向架 2.轴数的多少是由车辆总重、轴重确定的 3.铁路车辆轴重分为B、C、D、E四种 4.最大允许轴重受到线路和桥梁标准的限制 在列车类型里分为两种: 1.dk20 2.dkz4 我来分别介绍一下这两种类型 DK20型地铁车辆 DK20鼓形地铁电动客车为全动车六辆编组。编组形式为MC+M+M+M+M+MC。 该车采用星轮电空传动变阻控制,起动20级,制动18级。采用熔断器与高速断路器组成主保护系统,并设有过流,过压,差动,接地等保护。 三轨受电网压DC750V,电机功率86KW,每辆车功率344KW,全组为2064KW。 转向架一系悬挂采用水平放置钢弹簧,橡胶节点式轴箱定位。中央悬挂装置为自由膜式空气弹簧;根据用户要求构架可以是焊接结构,或铸钢结构;单侧无石棉合成闸瓦制动装置;联轴节型式为球面齿式联轴节。构造速度80km/h,平稳性指标W<=2.75。 制动系列采用模疑式电空制动机,电子防滑器。可实现人工或A TC两种控制,空气制动可与电制动协调配合,制动管采用不锈钢管,球形塞门及符合国际标准的各种气动原件。采用3W 0.89/9型活塞式空压机。 车体采用低合金耐侯钢,无中梁波纹地板,无压筋圆弧形宽体焊接筒体结构。其运量可增加20%-30%。车内墙顶板材质为整体预制玻璃钢。地板为聚氨酯系列的陶砂塑胶结构。 车体每侧设有开度为1300mm的四对与车体相配合的弧形内藏式风动对开拉门。具有联动的风动锁闭,故障隔离,紧急开关等安全装置及再开闭功能。门开闭可由司机或车长集中操纵。车内有供乘务人员通过的折页门。车门均为铝合金蜂窝结构。 车窗为铝型材组合式车窗,分为固定式和活动式两种,活动式上半截可向内翻约30度角。 客室内设有纵向排列的玻璃钢座椅,保证站立旅客安全的扶手杆,吊环及立柱。扶手杆,吊环及立柱均为不锈钢复合管。 客室设有日光灯,照度不低于200Lx。 客室通风采用轴流式强迫风机,自然排风。 司机室设有列车语言合成器的列车自动广播及车内电话系统,可自动或人工报站及插播广告和司机车长互相通话的功能。车组设有A TP列车自动防护装置及无线电话设施。原版DKZ4 96年10月8日北京市地下铁道总公司通过代理商中国技术进出口总公司(买方)、中国国际信托投资公司(卖方)与长春客车厂签订了“北京地铁建设项目174辆地铁车辆供货合同。”1997年完成了设计,1998年开始投产并完成1列6辆样车的试制,试运行后修改设计再投入批量生产。其中60辆转包给北京地铁车辆厂生产(实际生产72辆)。1998年11月16日,第一组(6辆)VVVF调频调压电动客车(编号B401,现在的S401)从长客厂运抵北京。1999年2月8日,第一组VVVF新车载客投入试运营。至2000年,共有31组(186

转向架结构原理及基本部件

转向架结构原理及基本部件 1.转向架的作用 采用转向架可增加车辆的载重、长度和容积 转向架相对车体可自由回转,使较长的车辆能自由通过小半径曲线,减少运行阻力与噪声,提高运行速度 安装了弹簧减振装置,保证车辆具有良好的动力性能和运行品质 支承车体,承受并传递从车体至轮轨的各种载荷及作用力,使各轴重均匀分配 安装了制动装置,传递制动力,满足运行安全要求 安装了牵引电机及减速装置,提供动力,驱动轮对(或车轮),使车辆沿着轨道运行 转向架为车辆的一个独立部件,便于转向架的互换和制造、维修 2.转向架的组成及功能 轮对轴箱装置 弹簧悬挂装置 构架或侧架 基础制动装置 电机及齿轮箱装置 附件---传感器、撒砂装置、空气管路等 轮缘润滑装置 2.1轮对轴箱装置 轮对分为动力轮对和非动力轮对,动力轮对组成包括:车轮、车轴、轴箱组成、齿轮箱和牵引电机;非动力轮对包括:车轮、车轴、轴箱组成及动车驱动装置。 其作用: 轮对:引导车辆沿钢轨的运动,传递车辆的重量外,以及轮轨之间的各种作用力 轴箱与轴承装置:联系构架和轮对的活动关节,使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的平动 2.2弹性悬挂装置

减少线路不平顺和轮对运动对车体各种动态影响 2.2.1轴箱悬挂装置(也称一系悬挂装置)-在轮对与构架之间 由三个主要零部件组成:二个圆锥形弹性橡胶弹簧单元及一个基座型轴箱。一系悬挂有三个主要功能: 1.保护转向架及车辆以防从轨道上传递过多的振动荷载 2.保护车辆在指定的轨道状况下操作时不会出轨 3.达到良好的曲线性能,同时保证转向架在整个工作速度范围内的动态稳定 性。 弹簧单元安装在轴箱上,一系悬挂的纵向及横向运动由弹簧单元高径向刚度控制。起吊止挡和缓冲挡相结合限制轮对垂向偏转。橡胶弹簧具有一定的减振性能,因此不需要安装一系垂向减振器。 2.2.1 中央悬挂装置(也称二系悬挂装置)-构架与车体(摇枕)之间 二系悬挂装置由空气弹簧、高度阀及减振器等零部件组成。 二系悬挂的作用: 1.保证乘客及车体的乘坐舒适度良好 2.保证车辆轮廓在指定的、所有车辆的动态状况下保持不变。 2.3构架或侧架 转向架的基础,把转向架各零、部件组成一个整体 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求 2.4基础制动装置 包括带停放制动缸、手柄、闸线。 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擦力转换为轮轨之间的外摩擦力(即制动力)

动车转向架构架疲劳强度分析

动车转向架构架疲劳强度分析 发表时间:2018-05-16T16:48:49.663Z 来源:《基层建设》2018年第3期作者:刘明伟刘永杰孙进发 [导读] 摘要:随着动车工程的不断进步与发展,研究动车转向架构架疲劳强度极为关键。 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000 摘要:随着动车工程的不断进步与发展,研究动车转向架构架疲劳强度极为关键。本文首先对相关内容做了概述,分析了构架结构和制造过程中的相关工艺,在探讨质量控制模式构建的基础上,结合相关实践经验,分别从构架制作等多个角度与方面就构架制作工艺运用遇到的难点和解决办法做了深入研究,望对相关工作的开展有所裨益。 关键词:动车转向架;构架;疲劳强度;分析 1前言 随着动车转向架应用条件的不断变化,对其构架疲劳强度分析提出了新的要求,因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨,以期用以指导相关工作的开展与实践,并取得理想效果。基于此,本文从介绍架构制造相关内容着手本课题的研究。 2构架结构和制造过程中的相关工艺探究 2.1以地铁车辆为代表的“结合型”构架 2.1.1结构特点 (1)H型结构,横梁和侧梁大件组合。(2)侧梁为U型结构。(3)轴箱弹簧座为8处阶梯平面结构,通过一系橡胶弹簧与轮对轴箱组成联接。(4)横梁结构复杂,连接转向架其他系统。 2.1.2工艺特点 结合对地铁车辆结构特点的分析,可以进一步归纳出其工艺特点,分为三个部分:一是工序具有一定的分散性。针对较为关键的位置还需要对其进行整体加工;二是要实施“一面两销”定位统一工艺基准;三是对三坐标进行全尺寸检测。 2.1.3工艺流程 首先,需要做的就是实施一次划线;其次,进行正反实施精加工;然后对其他相关一系列的工序进行有效实施;最后,才能实施全尺寸检测。 2.2以动车组为代表的“转臂式”构架 2.2.1结构特点 对转臂式构架进行分析,其结构特点主要以动车组为代表进行探究,进一步提出该结构特点分为四个部分:一是H型结构组成的大件是由横梁和侧梁组成;二是侧梁属于U型结构;三是使用转臂式轴箱体以及轴箱弹簧将其架构和轮进行连接;四是横梁在结构上具有复杂性它不仅是转向架实施牵引的骨架,同时,也在一定程度上是驱动装置的骨架。 2.2.2工艺特点 (1)工序分散,关键部位整体加工。(2)“一面两销”定位,使工艺基准统一。(3)典型部位粗、精加工进行。(4)三座标全尺寸检测。 2.2.3工艺流程 首先,需要实施一次划线,其次,要实施粗加工,然后对其他相关一系列的工序进行正反加工,最后,才能实施全尺寸检测工作。 2.2.4结构对比 “转臂式”结构的构架最复杂且性能最好。鉴于结构的复杂性和生产效率要求,使加工技术必须不断地创新和改进。因此,以下重點探讨“转臂式”结构构架上典型部位的加工技术。 3质量控制模式的构建 3.1质量管理项目划分。以ISO9000标准质量体系为总体原则,细化并增加生产环节的程序文件,如《不符合产品管理程序》《采购产品首件鉴定控制程序》《自制件首件控制程序》等。 对于同一种转向架构架,在项目启动前期,编制质量目标控制计划,在质量目标控制计划中,建立必要的检查,控制和例行试验的总体计划方案,设置过程控制质量门、生产过程中的各个监督点、控制点,可以明确相关过程、特别是关键和特殊过程控制方法、质量标准、检验方法、检验文件和检验频次。 3.2采购产品质量控制。物资供应部门负责对原材料和组装件的采购,对供应商质量管理主要包括供应商资质审核、质量合同谈判、研发制造过程控制、首件检验等,(对于不合格品,有相应的程序文件规定了详细的处置方法)、过程审核、数据分析和现场监造、质量业绩评价。 对于钢板、钢管、锻铸件,要求供应商提供符合标准的相应合格证明,入厂检也要根据设计部门出具的采购技术条件抽样进行理化试验和成分检测。 对于焊接填充材料的入厂检,由焊接实验室将焊材按照其执行标准进行各项检验,合格后出具合格报告方可进入焊接工序。 3.3人员资质控制。对焊接操作工而言,实行严格的焊工资质考试和准入制度,不仅要求焊工具备相应等级欧洲证书,正式上岗之前,还要进行施焊所属部位的工作试件考核,全部通过才允许上岗,在岗期间,也会有随机的焊工考试。这种随机的考核和严厉的准入制度,保证焊工随时具备有焊接出高水平焊缝的能力。而在管理制度上,工资奖金均和焊工的考试成绩相挂钩。 4构架制作工艺运用遇到的难点和解决办法 4.1构架制作工艺在使用时遇到的难点 构架主要有两个构成部分,所以构架制作工艺在使用时候主要容易遇到两个方面的难点:一方面,测面梁各部分的零件焊接时有困难,主要就是上面的盖板、下面的盖板、内部立板和外部立板之间,需要采用人工焊接操作,如果操作失误,相互之间连接点紧密程度有时候会出现问题,甚至导致变形,这样的话难以保证构架功能的实现,机车容易出现故障;另一方面,横梁各部分焊接过程中会遇到困难,尤其是电机的卡条与垫板两者与构架主体连接的时候,要求非常精细,这需要上一点内容的保证,如果侧面梁出现问题,那么横梁也会出现问题,遇到的主要问题就是如何保障各部分位置的正确性和精准度,而又保证误差在规定范围内,这样才能保证构架功能的整体

A型地铁车辆动车转向架设计

摘要 据统计,现今世界上人口超过一千万的城市有18个,而在我国近年来也将近共有50个城市左右的人口超过了一百万。为了减少日益增长的城市交通压力,保证人们的出行便利和城市的环境质量。人们开始发展了地下轨道运输。转向架作为城市轨道车辆的重要组成部分起到了至关重要的作用。本文就对地铁A型动车转向架进行了分析。对地铁A型车辆的转向架的构架,轮对,轴箱,位于构架与轮对之间的一系悬挂,位于构架与车体之间的二系悬挂,驱动装置(牵引电机) 和基础制动装置(踏面制动)进行了设计和详尽的介绍。并采用solid works 和AutoCAD等软件对转向架的装配与和零部件图进行了展示。 关键字:城市轨道车辆转向架设计 ABSTRACT According to statistics, there are 18 cities with a population of more than ten millions in the world . while in China in recent years has almost 50 city’s with a population of more than one million. . In order to reduce the growing urban traffic pressure, people started to develop the underground rail transport. Bogie as an important part of the urban rail vehicles has played a an important role. This paper analyses the metro bogie type A motor car. On the bogie frame, wheel, axis, a suspension, suspension, drive and foundation braking equipment design, and detailed introduced. Using solid works and Auto CAD software for truck parts and assembly drawing for the display. Key word: metro bogie design

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