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浅谈高速动车组转向架系统检修技术研究

2022-04-11齐培宁

科学家 2022年3期
关键词:技术研究转向架动车组

齐培宁

摘要:随着动车组运行速度的提高和整车轻量化设计的发展,对动车组转向架检修技术提出了更高的要求,因此研究动车组转向架主要结构,系统分析动车组转向架检修技术,对动车组高速安全运营具有重要意义。

关键词:动车组;转向架;检修;技术研究

1、前言

近年来,动车组在中国发展迅速,中国复兴号动车组作为中国动车组的代表性车型,最高时速达到350km/h,在全球高速动车组中时速最高。据悉,中国下一代轨道交通重点研究项目—可变轨高速动车组,时速可实现400km/h。随着动车组运行速度的提高和所需轻巧设计的发展,对动车组功能部件、检修工艺提出了更高的要求。转向架作为动车组关键功能部件,其品质对动车组的高速运行至关重要,因此厘清动车组转向架主要结构,有利于更好的了解动车组转向架检修工艺,对动车组高速运营具有重要意义。

2、转向架概况介绍

列车转向架即列车底部承担列车重量并与铁轨进行接触的关键部件。作为动车组类车的最为重要的一个部件,转向架主要承担了如下责任:①转向架是动车组列车结构设计中承担车体重量、保证车体正常运行的一个主要部件,此外,转向架结构的运用还能够进一步提高列车的长度以及运行速度;②极大程度地提高了车体与轨道之间的接触面积,使得动车组列车不再像传统的陆地运输工具那样采用滚动,而是采用了更加平稳的平移;我国目前的动车组转向架大多数都是采用H型设计结构。③由于极大程度地增加了车体与车轨之间的接触面积,因而使得车体的重量被平均分部到车轨上,进而减轻了车体对车轨的压力;④这种结构的设计使得整个转向架的重量在一定程度上减轻很多,重量的减轻带来的就是速度的进一步提高。这也是我国高速动车组列车的行驶速度能够达到这么惊人的速度的一个重要原因之一。但是与此同时,这种结构的设计也会带来一些不足之处,就是对动车组列车转向架的检修以及寿命带来了一定的影响。这主要原因是因为这种设计模式,往往容易导致在转向架的设计过程中很难采用无缝焊接技术使得该部件的抗疲劳能力相对于其他设计模式较弱。

3、转向架具体结构概述

3.1、构架

构架是转向架的骨架,是各种转向架零部件的承载体,承受和传递车体与轮对之间的各种方向的力和扭矩等。如构架上有空气弹簧安装座、制动装置安装座、一二系减震器安装座、轴箱拉杆座等。高速转向架构架目前主要采用H形焊接构架形式,衡量采用无缝钢管,侧梁采用U形结构,拖车取消端梁等,以减轻自重。有的构架上还设置有空气弹簧的附加空气室。

3.2、轮对

轮对直接向轨道传递列车的静、动作用力,通过轮对的回转运动实现列车向前运动。高速列车轮对通常采用空心轴型式以减轻簧下重量,从而降低轮轨作用力。另外还采用小直径车轮,进一步减小簧下重量,如CRH380B型动车组车轮直径仅有860mm。

3.3、一系悬挂装置

一系悬挂装置设在构架与轮对之间,直接缓解和衰减轨道给予轮对的振动冲击,主要结构是弹簧加减振器结构。

3.4、轴箱定位装置

轴箱定位装置是连接构架和轮对的活动“关节”,传动轮对和构架之间的纵向力(牵引力、制动力等),传递轮对构架间横向力,限制构架和轮对之间相对过大的横向位移。有多种结构型式:如双拉杆式、单(双)拉板式、转臂式、橡胶堆弹簧等。现今高速转向架轴箱定位装置也渐渐趋于一致,主要采用单侧转臂式轴箱定位装置。对走向结构采用轻型高强度材料以进一步减轻簧下重量。

3.5、二系悬挂装置

二系悬挂装置设在构架与车体之间,以提供较好的乘坐舒适度。早期二系悬挂多采用高圆弹簧和摇枕结构,随着空气弹簧的出现及其在三个方向的良好性能,减减取代了圆形弹簧和摇枕结构。通常在空气弹簧悬挂下设置有橡胶弹簧以保证一旦空气弹簧失效时列车仍然能以较高平稳性运行。

3.6、牵引装置

牵引装置是用来传递车体与转向架之间纵向力保证车体与转向架之间的回转运动。目前发展起来的高速动车组牵引装置主要有:单牵引杆形式和Z字形拉杆形式。

3.7、抗侧滚装置

抗侧滚装置设置在转向架与车体之间,主要抑制曲线通过时车体向曲线外侧过大的倾摆,提高旅客乘坐舒适度。

3.8、回转阻尼装置

回转阻尼装置主要设置在车体与转向架之间,用来抑制高速转向架的蛇形运动,主要采用抗蛇形减震器结构。

3.9、基础制动装置

基础制动装置是将列车的动能消耗掉以阻止列车继续前进的装置。目前已经从最早的闸瓦踏面制动形式发展成轮盘制动和轴盘制动。

4、转向架拆卸及检查

分离联轴器:用开口扳手将固定电机侧半联轴器与齿轮箱1侧半联轴器的螺栓拆掉将两个半联轴器分离。拆卸抗蛇形减震器:依次将固定减震器的螺栓M16拆掉,将抗蛇形减震器与垫板拆下,将减震器放到专用料箱内,返厂检修,检查垫板是否有变形或机械损伤,进行更换。中心销压板拆卸:用棘轮扳手配合倍增器将固定中心销压板的螺栓拆掉,将中心销压板取下,中心销压板拆卸后转向架如不进行下步分解,需用塑料布对中心銷安装处进行防护。拆卸枕梁。拆卸空气弹簧:使用棘轮扳手拆除构架与二系簧之间M16螺栓连接,使用保护套对脐子进行保护处理,将2个工艺螺栓(M8×65)分别安装在安装板上的两个孔(直径9mm)中,使用天车及吊带缓缓吊起空气弹簧将其放置在指定托盘上,记录空气簧对应的转向架号和安装位置,取下紧急弹簧调整垫,记录调整垫数量及安装位置。拆卸横向减震器:将横向减振器与构架相连的螺栓M12拆掉,将二系横向减振器取拆下。拆卸牵引组成:先在牵引梁组成与连杆组成间垫个木块(75mm×55mm×25mm),然后用两个吊带吊住牵引组成,用棘轮扳手将连接构架和牵引组成的4个M24×170的螺栓拆掉,将牵引组成吊至专用工装上,再将牵引梁组成与连杆组成相连的4个M24×180的螺栓拆掉,将连杆组成与牵引梁组成分离。拆卸撒砂及排障器:将固定撒砂与排障器组成的螺栓M16拆掉,然后将撒砂与排障器组成取下,将固定撒砂调整座的螺栓M16拆掉,将撒砂调整座及撒砂加热管从撒砂安装座上分离。拆卸感应接收器组成:将固定感应接收器座的螺栓组成 M12拆掉,然后将感应接收器座组成取出。拆卸轮缘润滑组成:将固定轮缘润滑装置的螺栓M12拆掉,将轮缘润滑组成从构架上分离。

重点检查单元各部件无损坏,紧固件无松动、缺失;检查各个位置的管道、线缆应无损坏;检查各个闸片及闸片托架有无损坏、裂纹,连接件有无松动、缺失,如托架有损坏时返厂检修,如连接件松动由厂家确认后并重新校紧;检查制动缸卡簧与缸体是否作用良好。

5、结语

转向架是动车组的重要组成装置之一,除了承担车体的全部重量外,更重要的是承担动车的高速运行任务,是动车组的关键部件。为了确保动车组转向架运行时的绝对安全,有必要对其检修工艺进行梳理和探究。文中详细阐述了动车组转向架的结构,工作原理及其典型的检修技术。

参考文献

[1]王建斌.高速动车组转向架构架强度设计与试验验证[D].成都:西南交通大学,2010.

[2]袁博.高速动车组转向架关键部件性能分析[D].大连:大连交通大学,2012.

[3]刘洪涛.高速动车组转向架焊接构架的疲劳损伤机理及疲劳寿命评估[D].大连:大连交通大学,2010.

[4]聂晔.动车组转向架轴承可靠性分析与故障诊断的技术研究[D].长沙:中南大学,2011.

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