3.3　轉(zhuǎn)向架

3.3.1　轉(zhuǎn)向架作用與種類

1.轉(zhuǎn)向架的作用

（1）轉(zhuǎn)向架作為車輛最重要的部件之一，在垂向具有支承作用，在縱向具有傳遞牽引力和制動(dòng)力的功能，在橫向具有使車輛沿軌道運(yùn)行的導(dǎo)向作用；

（2）轉(zhuǎn)向架式車輛，可以根據(jù)轉(zhuǎn)向架定距（中心距）的變化，適應(yīng)車輛長(zhǎng)度、定員的變化；

（3）轉(zhuǎn)向架相對(duì)于車體可以自由回轉(zhuǎn)，車輛可以順暢地通過曲線，特別是小半徑曲線；

（4）轉(zhuǎn)向架采用了彈性懸掛系統(tǒng)，保證車輛具有良好的動(dòng)力學(xué)性能和舒適性；

（5）安裝了牽引電機(jī)、傳動(dòng)齒輪箱和基礎(chǔ)制動(dòng)等走行部必不可少的部件。

2.轉(zhuǎn)向架的種類

（1）搖枕吊掛式

車體通過心盤坐落在搖枕裝置上，而搖枕吊掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁上，使車體和轉(zhuǎn)向架的橫向移動(dòng)成為可能，并緩和了車體的橫向振動(dòng)，同時(shí)，對(duì)垂向振動(dòng)起到了減振作用。搖枕裝置由上搖枕、下?lián)u枕、吊桿和搖枕彈簧構(gòu)成。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的側(cè)梁通過軸箱彈簧支承在車軸上。

（2）螺旋彈簧橫向剛性式

利用螺旋彈簧的橫向剛性，兼顧抑制車輛的動(dòng)搖，省略了吊桿和銷等磨耗部件，起到了緩沖作用，并提供了復(fù)原力，上搖枕直接通過搖枕彈簧連接到構(gòu)架上，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于減輕重量和便于維修。

（3）車體直接空氣彈簧式

車體通過空氣彈簧支承在搖枕上，牽引力從轉(zhuǎn)向架構(gòu)架經(jīng)過心盤傳到搖枕上，由于空氣彈簧不能傳遞牽引力，通過拉桿傳到車體上。車體重量經(jīng)過搖枕、通過旁承支承在轉(zhuǎn)向架側(cè)梁上，旁承、吊桿起到防止蛇行運(yùn)動(dòng)的作用。

（4）無(wú)搖枕式

省略了作為搖枕裝置的搖枕，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架的輕量化和維修的簡(jiǎn)單化，這種轉(zhuǎn)向架稱作無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架。車體與轉(zhuǎn)向架直接由空氣彈簧連接，由于運(yùn)行中振動(dòng)等原因產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和車體間的相對(duì)位移，由空氣彈簧的變形來(lái)提供。這種轉(zhuǎn)向架由于沒有搖枕，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以大幅度地實(shí)現(xiàn)輕量化；同時(shí)由于沒有了心盤、旁承等滑動(dòng)部分，具有易維修特征，成為當(dāng)前轉(zhuǎn)向架的主流。傳遞車體與轉(zhuǎn)向架牽引力時(shí)，在容許橫向和搖桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，采用了Z形拉桿等牽引裝置。僅由空氣彈簧的變形提供轉(zhuǎn)向架回轉(zhuǎn)阻力，使蛇行運(yùn)動(dòng)更穩(wěn)定。

3.3.2　轉(zhuǎn)向架基本要求

1.一般要求

（1）結(jié)構(gòu)要求

轉(zhuǎn)向架分為動(dòng)車轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架，兩種結(jié)構(gòu)相似，均為無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。兩種轉(zhuǎn)向架采用相同的軸箱定位裝置、橫梁（宜為無(wú)縫鋼管的焊接構(gòu)架）、一系懸掛裝置、空氣彈簧、牽引裝置、自動(dòng)高度調(diào)整閥、差壓閥、橫向油壓減振器、單元踏面制動(dòng)裝置、輪緣潤(rùn)滑裝置等。牽引電動(dòng)機(jī)、齒輪傳動(dòng)裝置、聯(lián)軸節(jié)等安裝在動(dòng)車轉(zhuǎn)向架上。所有橡膠件的壽命要求在6年以上。動(dòng)車轉(zhuǎn)向架的基本結(jié)構(gòu)如圖3.24所示。

圖3.24　轉(zhuǎn)向架的基本結(jié)構(gòu)

（2）互換性要求

動(dòng)車轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架應(yīng)具有很高的互換性，在下列方面可以完全互換。

①在動(dòng)車轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)中，空氣彈簧、高度調(diào)整閥、差壓閥、調(diào)整桿、中心銷組成、牽引桿、一系彈簧、垂向和橫向油壓減振器、單元制動(dòng)缸、輪緣潤(rùn)滑裝置等，均可以互換；

②在軸箱組成部分，由于所安裝的外部設(shè)備不同，軸端壓蓋和前蓋不同，但其他部分如軸箱體、軸承、防塵擋圈等可以互換；

③動(dòng)車轉(zhuǎn)向架用輪對(duì)（包含電機(jī)、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)組件）均可互換；具有相同功能的拖車轉(zhuǎn)向架用輪對(duì)可以互換；

④動(dòng)車轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架均可互換；

⑤具有相同功能的動(dòng)車轉(zhuǎn)向架可以互換；

⑥拖車轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架均可互換；

⑦具有相同功能的拖車轉(zhuǎn)向架可以互換；

⑧禁止采用加工工藝的方法來(lái)滿足互換性的要求。

（3）轉(zhuǎn)向架緊急復(fù)軌要求（脫軌時(shí)）

在限界范圍內(nèi)通過抬高車體能夠使轉(zhuǎn)向架復(fù)軌，并滿足可在隧道最小空間內(nèi)作業(yè)的要求。

2.設(shè)計(jì)要求

進(jìn)行轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)時(shí)，要求在經(jīng)過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)化等基礎(chǔ)上進(jìn)行，滿足運(yùn)行安全性、平穩(wěn)性和使用壽命、可靠性等要求。

（1）安全性要求

①轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)應(yīng)力應(yīng)按最大載荷、最高速度、最惡劣的線路條件以及所有其他可能出現(xiàn)的最惡劣條件等綜合工況下進(jìn)行分析和確定。

②在正常和非正常運(yùn)行情況下，轉(zhuǎn)向架及其懸掛系統(tǒng)不得使車輛超過給定的車輛動(dòng)態(tài)輪廓線。

③在最惡劣條件下（包括運(yùn)動(dòng)時(shí)），除輪對(duì)外，所有轉(zhuǎn)向架的零件和裝在轉(zhuǎn)向架上的部件與軌面之間的最小距離不得小于60mm（不包括軌道公差）。

④轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮影響車輛安全運(yùn)行的各種不利因素，確保列車的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，不得出現(xiàn)脫軌和由于轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)問題而引起的其他事故。

⑤脫軌系數(shù)：

設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減小輪軌相互作用力，并提供脫軌系數(shù)的計(jì)算值。車輛脫軌系數(shù)應(yīng)滿足GB/T 7928—2003的要求。在萬(wàn)一出現(xiàn)脫軌的情況下，對(duì)乘客有最大的安全保護(hù)。

⑥車體與轉(zhuǎn)向架連接部件的設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮車輛在通過水平曲線時(shí)，車體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的磨耗影響，同時(shí)避免過大擺動(dòng)。

⑦轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)具有良好的可維護(hù)性和高可靠性。在摩擦接觸面上，應(yīng)少用金屬對(duì)金屬的動(dòng)接觸點(diǎn)，且磨耗件應(yīng)易更換、不需要潤(rùn)滑。

⑧轉(zhuǎn)向架固有頻率，包括懸掛件的固有頻率，應(yīng)避開車體及安裝在其上的設(shè)備的固有頻率，以使轉(zhuǎn)向架各部件在允許磨損范圍內(nèi)、在各種運(yùn)營(yíng)條件下，避免噪聲及額外振動(dòng)。

⑨轉(zhuǎn)向架調(diào)整：

當(dāng)車輪因磨損而旋輪到需要調(diào)整車體地板面高度時(shí)，應(yīng)有簡(jiǎn)易的方法（加墊片）進(jìn)行調(diào)整。如果一系懸掛系統(tǒng)有橡膠件時(shí)，應(yīng)采用簡(jiǎn)易的方法調(diào)整，加墊補(bǔ)償其沉降或蠕變。用于補(bǔ)償轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)限度要求的墊片，應(yīng)在二系彈簧裝置的支撐處標(biāo)記說(shuō)明。用于補(bǔ)償車體結(jié)構(gòu)偏差要求（如翹角）的墊片應(yīng)固接在車體上。

⑩無(wú)須拆卸轉(zhuǎn)向架和車體上的任何部件就能夠通過旋削設(shè)備（包括不落輪旋床）旋修車輪。

轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 96—2003）要求。

（2）平穩(wěn)性要求

①轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮其扭轉(zhuǎn)剛度，保證車輛的抗蛇行性能。

②轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮輪軌間的動(dòng)態(tài)作用，盡量降低輪軌間橫向作用力，使鋼軌的磨耗最小。

③運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo)：

在合格軌道上，車輛在任何載荷和速度工況下，其運(yùn)行平穩(wěn)性的指標(biāo)應(yīng)滿足GB/T 7928—2003標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（3）重量、輪重偏差和尺寸方面的要求

①轉(zhuǎn)向架重量應(yīng)盡量輕，在不降低安全性和結(jié)構(gòu)完整性的前提下，應(yīng)盡量減小簧下重量。轉(zhuǎn)向架重量的不均衡性應(yīng)滿足車輛基本要求。

②按照GB/T 7928—2003要求，在一個(gè)轉(zhuǎn)向架內(nèi)，空氣彈簧承受對(duì)稱負(fù)載時(shí)所允許的最大輪重偏差為±2％。車體落到轉(zhuǎn)向架后（車輛準(zhǔn)備投入運(yùn)行），最大輪重偏差為相關(guān)轉(zhuǎn)向架平均輪重的±4％。

③對(duì)轉(zhuǎn)向架尺寸公差的要求：

a.轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的兩對(duì)角線長(zhǎng)度差不大于±3mm。

b.在每個(gè)轉(zhuǎn)向架上應(yīng)有用于上述測(cè)量和檢修測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)（如機(jī)加工面）。應(yīng)保證測(cè)量點(diǎn)的高精度，測(cè)量點(diǎn)應(yīng)易于接近。

3.3.3　轉(zhuǎn)向架構(gòu)架

1.結(jié)構(gòu)形式

構(gòu)架為轉(zhuǎn)向架的主要承載部件。構(gòu)架通常為H形結(jié)構(gòu)，采用橫向?qū)ΨQ的兩片側(cè)梁和橫梁的整體焊接結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)輕量化和簡(jiǎn)統(tǒng)化。側(cè)梁通過軸箱和一系懸掛由輪對(duì)縱向支承。橫梁在橫向連接側(cè)梁，通過設(shè)在中心的心盤或中心銷使轉(zhuǎn)向架相對(duì)于車體回轉(zhuǎn)。空氣彈簧和橫向減振器的安裝座設(shè)置在側(cè)梁中部。橫梁上設(shè)置有牽引電機(jī)吊座、齒輪箱吊座和牽引拉桿座。抗側(cè)滾扭桿座設(shè)置在左右側(cè)梁的下部。側(cè)梁端部的4個(gè)起吊座可吊起構(gòu)架或整個(gè)轉(zhuǎn)向架。構(gòu)架的使用壽命要求滿足30年以上。除保證強(qiáng)度之外，還要求有足夠的剛度，以保證載荷分布均勻。動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架如圖3.25所示。

圖3.25　動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架

2.構(gòu)架強(qiáng)度要求

（1）轉(zhuǎn)向架的應(yīng)力分析

應(yīng)采用三維空間有限元分析法，詳細(xì)計(jì)算轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強(qiáng)度，在任何工況下其應(yīng)力均不得超過許用強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。應(yīng)提供構(gòu)架強(qiáng)度計(jì)算報(bào)告。

（2）構(gòu)架的靜強(qiáng)度試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)

構(gòu)架應(yīng)按照TB/T 2368—2005或UIC 615-4：2003的規(guī)定進(jìn)行各項(xiàng)靜強(qiáng)度試驗(yàn)和疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后的一個(gè)月內(nèi)，應(yīng)提供完整的試驗(yàn)報(bào)告。

3.構(gòu)架的焊接

高應(yīng)力焊縫及關(guān)鍵部位的焊接是轉(zhuǎn)向架焊接中特別關(guān)注的重點(diǎn)。

轉(zhuǎn)向架的高應(yīng)力焊縫和焊接工藝以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位應(yīng)由設(shè)計(jì)師及制造廠在首列車生產(chǎn)時(shí)確定，應(yīng)提供轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵焊縫分布圖。

根據(jù)應(yīng)力分析、有限元分析和（或）轉(zhuǎn)向架強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，確定高應(yīng)力焊縫或局部焊縫和焊接工藝；通過計(jì)算，驗(yàn)證高應(yīng)力的疲勞區(qū)域和焊縫滿足設(shè)計(jì)要求。

（1）首件產(chǎn)品

①轉(zhuǎn)向架的所有關(guān)鍵焊縫需要用X射線透視或超聲波探傷檢查。

②X射線透視或超聲波探傷應(yīng)符合DIN 5411或相應(yīng)的其他標(biāo)準(zhǔn)。焊縫質(zhì)量應(yīng)達(dá)到DIN 54109或相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）批量生產(chǎn)的產(chǎn)品

①可任意選取10％的轉(zhuǎn)向架，在所有的關(guān)鍵對(duì)接焊縫延伸處，焊以一個(gè)相同的試樣，用于切割開進(jìn)行X射線透視檢查。

②可任意選取10％的轉(zhuǎn)向架，在所有的關(guān)鍵對(duì)接焊縫延伸處，焊以一個(gè)相同的試樣，用于磁粉或著色探傷檢查。

（3）構(gòu)架應(yīng)進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力處理以及表面防腐處理，以具有較強(qiáng)的耐腐蝕性。

4.轉(zhuǎn)向架和車體的連接

（1）在吊起車體時(shí)，應(yīng)能同時(shí)吊起轉(zhuǎn)向架。

（2）轉(zhuǎn)向架的吊座或其他用來(lái)連接車體的構(gòu)件，其設(shè)計(jì)安全系數(shù)不小于2，基本強(qiáng)度應(yīng)符合UIC 515標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）轉(zhuǎn)向架的吊座或其他用來(lái)連接車體的構(gòu)件，其設(shè)計(jì)和所處的位置應(yīng)考慮萬(wàn)一在低速脫軌時(shí)，轉(zhuǎn)向架損壞的可能性最小。

3.3.4　輪對(duì)和軸箱

輪對(duì)組成由車軸與車輪構(gòu)成，如圖3.26所示。每個(gè)轉(zhuǎn)向架設(shè)有兩個(gè)輪對(duì)。

1.車輪

車輪應(yīng)為整體輾鋼車輪，符合TB/T 2817—1997的要求。踏面形狀應(yīng)采用符合《機(jī)車車輛車輪輪緣踏面外形》（TB/T 449—2003）標(biāo)準(zhǔn)的LM磨耗型踏面，輪軌硬度匹配比值應(yīng)控制在1∶（1.1～1.2）范圍內(nèi)。采用全加工車輪并有降噪措施，在整車條件測(cè)試下與未采取降噪措施相比能降低噪聲3dB（A）以上。

圖3.26　輪對(duì)組成

整體輾鋼車輪是將輪心和輪箍做成一體的車輪，強(qiáng)度大，制造簡(jiǎn)單，重量也比帶輪箍的車輪輕，并且沒有因過熱導(dǎo)致輪箍弛緩的危險(xiǎn)，安全度高，已被廣泛采用。

在轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足在不落輪旋床上加工輪對(duì)踏面的要求。

2.車軸

車軸分動(dòng)車用和拖車用，車軸應(yīng)符合《機(jī)車車軸技術(shù)條件》（TB/T 1027—1991）的要求。車軸加工后，應(yīng)用電磁和超聲波探傷進(jìn)行檢查。動(dòng)車用驅(qū)動(dòng)軸，有齒輪座，其上鑲配齒輪，由于要高速運(yùn)轉(zhuǎn)，需精密加工。

3.軸箱

（1）軸承

軸承總裝過程中應(yīng)進(jìn)行100％的監(jiān)控。所有車輪和車軸組裝時(shí)，應(yīng)提供有關(guān)車輪和軸頸軸承裝配的壓力曲線和檢查卡片，與輪軸配合的輪及軸承孔的孔徑尺寸應(yīng)記錄在檢查卡片上。

車軸軸承應(yīng)采用經(jīng)過運(yùn)用驗(yàn)證的滾動(dòng)軸承，軸承的檢查周期應(yīng)大于80萬(wàn)km，使用壽命應(yīng)大于200萬(wàn)km；軸箱上應(yīng)有一個(gè)不落輪旋削時(shí)的固定裝置。轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)應(yīng)合理，以保證軸箱軸承不受回路電流的損傷。

應(yīng)提供用于安裝、拆卸軸箱軸承的特殊工具。

（2）軸箱裝置

軸箱裝置采用鑄鋼箱體。

軸箱裝置不得漏油。軸箱軸承的形式為雙列圓柱、自密封結(jié)構(gòu)，軸承的檢修周期為80萬(wàn)km，使用壽命應(yīng)大于200萬(wàn)km。

軸箱外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮不落輪機(jī)床作業(yè)的需要。

3.3.5　一系懸掛裝置

1.一系懸掛系統(tǒng)

為了衰減線路不平順和輪對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)車體造成的影響，在輪對(duì)和構(gòu)架之間設(shè)置的彈性懸掛裝置稱為一系懸掛裝置（又稱軸箱懸掛裝置），同時(shí)將車體的重量均勻地分配到各個(gè)輪對(duì)上，以使車輛具有良好的平穩(wěn)性和穩(wěn)定性。一系懸掛彈簧如圖3.27所示。一系懸掛彈簧為鋼制圓彈簧（附有垂向液壓減振器）或橡膠彈簧。一系懸掛系統(tǒng)的選擇應(yīng)使車輪和軌面的磨損、轉(zhuǎn)向架的擺動(dòng)、滾動(dòng)角、運(yùn)行噪聲達(dá)到最小，應(yīng)對(duì)彈簧剛度的選擇、可靠性、使用壽命提供計(jì)算報(bào)告。一系懸掛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)做到：

（1）保護(hù)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和車輛免受來(lái)自軌道的過度沖擊；

（2）具有較好的曲線通過能力，并保證轉(zhuǎn)向架在其運(yùn)行速度范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；

（3）保證在地鐵最惡劣的軌道條件下車輛通過時(shí)不脫軌，并使一系簧上電機(jī)及附屬裝置的振動(dòng)和沖擊在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。

2.采用橡膠彈簧

一系懸掛裝置采用圓錐形橡膠彈簧時(shí)如圖3.28所示。橡膠彈簧的力學(xué)性能不同于一般的金屬元件，其彈性模量比金屬小得多，可以獲得較大的彈性變形，并且很容易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的非線性特性；可以按要求確定其形狀，并滿足各個(gè)方向（垂向、橫向、縱向）對(duì)剛度不同的要求，可以獲得垂直、橫向與縱向剛度的合理匹配，降低蛇行運(yùn)動(dòng)，提高橫向動(dòng)力學(xué)性能，減少通過曲線時(shí)輪緣的磨耗。同時(shí)，由于橡膠密度小，重量輕，具有較高的內(nèi)阻，對(duì)衰減高頻振動(dòng)和隔音效果顯著，因此被廣泛用于城軌車輛轉(zhuǎn)向架的一系彈簧。其缺點(diǎn)是性能（彈性和強(qiáng)度）受溫度影響較大，使用時(shí)間長(zhǎng)后容易老化，一般壽命為6～8年。

圖3.27　一系懸掛裝置

圖3.28　圓錐形橡膠彈簧

3.采用圓柱鋼彈簧

圓柱鋼彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，與液壓減振器合理匹配，可以提高轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)性能，也用于城軌車輛轉(zhuǎn)向架一系彈簧，如圖3.29所示。

圖3.29　圓柱鋼彈簧與液壓減振器

3.3.6　二系懸掛裝置

二系懸掛系統(tǒng)由空氣彈簧、橫向液壓減振器、自動(dòng)高度調(diào)整閥、差壓閥、調(diào)整墊等組成，如圖3.30所示。

圖3.30　二系懸掛裝置

1.空氣彈簧

空氣彈簧的優(yōu)點(diǎn)是剛度較低，可以降低車輛的自振頻率；具有變剛度特性，在正常運(yùn)行時(shí)（平衡位置）的剛度較小，一旦位移過大，剛度顯著增加，從而限制車體的振幅；剛度隨載荷的大小而變化，保持不同載客狀態(tài)下車輛的運(yùn)行平穩(wěn)性，獲得優(yōu)良車輛動(dòng)力學(xué)性能；空氣彈簧還可以吸收高頻振動(dòng)和具有隔音性能。

基本要求：

（1）每輛車的重量由4個(gè)空氣彈簧支承，并提供車體與轉(zhuǎn)向架之間的垂向、橫向和回轉(zhuǎn)剛度。空氣彈簧下部帶有一個(gè)輔助橡膠彈簧，在空氣彈簧無(wú)氣時(shí)的緊急狀態(tài)下提供支承剛度。當(dāng)任一空氣彈簧失去壓力時(shí)，該轉(zhuǎn)向架的另一空氣彈簧也要立即放氣。

（2）采用單獨(dú)的壓力容器作為空氣彈簧的儲(chǔ)風(fēng)缸，其容積應(yīng)足夠大，以保證空氣彈簧在短時(shí)間內(nèi)得到正常的排氣量，并保證其作用不影響車輛上其他氣動(dòng)系統(tǒng)的功能。空氣彈簧的儲(chǔ)風(fēng)缸應(yīng)設(shè)有人工排氣閥。

（3）當(dāng)空氣彈簧失效時(shí)，緊急橡膠彈簧可作為保護(hù)裝置防止車體地板過度傾斜，并應(yīng)能保證車輛仍可按正常速度運(yùn)行24h。

（4）空車時(shí)空氣彈簧內(nèi)的氣壓不得超過0.4MPa。

（5）在任何情況下，空氣彈簧的橡膠氣囊表面相距車體或轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的最小距離應(yīng)大于10mm。

（6）空氣彈簧懸掛應(yīng)保證不同負(fù)載下車輛具備良好的運(yùn)行性能。

（7）二系懸掛裝置應(yīng)能防止垂向偏移，且有利于車輛橫向位移。

（8）空氣彈簧的安裝位置應(yīng)易于接近，并設(shè)有能方便檢查空氣彈簧充氣高度的標(biāo)志。

2.高度閥

（1）每臺(tái)轉(zhuǎn)向架設(shè)有高度閥，按照載荷的變化控制空氣彈簧中的空氣壓力，用來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)空氣彈簧的充放氣，以此補(bǔ)償乘客重量變化產(chǎn)生的高度差。并使車輛地板高度差控制在±10mm范圍內(nèi)（不包括一系懸掛高度差）。高度閥的功能應(yīng)不受車輛振動(dòng)和軌道沖擊的影響。車輛載荷以任何方式改變時(shí)，高度閥應(yīng)在30s內(nèi)將車體調(diào)至規(guī)定高度。每節(jié)車的高度閥作用應(yīng)相互獨(dú)立。高度閥應(yīng)方便調(diào)整。

（2）左右兩個(gè)空氣彈簧之間連接了一個(gè)差壓閥，當(dāng)某一個(gè)空氣彈簧破損或高度閥故障使空氣彈簧過充時(shí)，差壓閥可確保兩個(gè)空氣彈簧同時(shí)排氣，防止車體過于傾斜而超出車輛的動(dòng)態(tài)限界。

3.橫向液壓減振器

每個(gè)轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置設(shè)有一個(gè)橫向液壓減振器，安裝在車體中心銷和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間，減少車輛的橫向振動(dòng)、垂向振動(dòng)和蛇行運(yùn)動(dòng)。液壓減振器應(yīng)在運(yùn)行80萬(wàn)km或8年內(nèi)免維護(hù)。

4.橫向限位要求

設(shè)有橫向彈性止擋，限制超出正常自由度的橫向位移，并有一個(gè)剛性止擋限制整個(gè)的橫向位移。止擋的設(shè)計(jì)應(yīng)保證其具有彈性，最大限度地減少在最惡劣運(yùn)行狀況下的橫向位移，改善運(yùn)行平穩(wěn)性。

5.抗側(cè)滾扭桿

由于空氣彈簧的垂向剛度較小以及高度調(diào)整閥系統(tǒng)的滯后效應(yīng)，車輛容易出現(xiàn)側(cè)滾振動(dòng)，降低車輛的乘坐舒適度，為此，在車體和轉(zhuǎn)向架之間安裝了一個(gè)抗側(cè)滾扭桿裝置，用于控制車體的側(cè)滾振動(dòng)如圖3.31所示。抗側(cè)滾扭桿的垂向連桿采用無(wú)磨耗的橡膠節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，減少了維護(hù)工作量，減低了傳給車體的振動(dòng)。抗側(cè)滾扭桿是免維護(hù)的，且不影響二系懸掛裝置的性能和乘客舒適度。

圖3.31　抗側(cè)滾扭桿

3.3.7　基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

1.轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置應(yīng)采用踏面單元制動(dòng)，其中部分帶停放制動(dòng)功能。要求制動(dòng)單元可靠地懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，安裝在構(gòu)架上的空氣管路應(yīng)便于檢查維護(hù)。在少數(shù)速度較高的城軌車輛上宜采用盤形（輪盤）制動(dòng)。

2.制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有防滑功能。

3.停放制動(dòng)力應(yīng)保證列車在最大超員的情況下，停放在最大坡道上不溜車。

4.單元制動(dòng)箱內(nèi)均設(shè)有閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)整器，當(dāng)由于閘瓦或車輪的磨耗使閘瓦和車輪的間隙大于某一規(guī)定值時(shí)，閘瓦間隙調(diào)整器就會(huì)自動(dòng)動(dòng)作，保證閘瓦間隙始終保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。

5.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的安裝不能造成閘瓦偏磨，且應(yīng)便于更換閘瓦。閘瓦為高摩合成閘瓦，不含石棉等對(duì)人體有害的化學(xué)成分。

3.3.8　中央牽引裝置

1.轉(zhuǎn)向架中央牽引裝置宜采用中心銷式Z形拉桿或中心銷。車體和轉(zhuǎn)向架之間的縱向作用力的傳遞通過牽引桿或牽引裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖3.32所示。牽引桿兩端設(shè)有橡膠彈簧或橡膠牽引塊，在加速和減速時(shí)不會(huì)造成沖擊，牽引桿應(yīng)無(wú)磨損，免維護(hù)。牽引裝置的強(qiáng)度和剛度以及橫向限位應(yīng)滿足使用要求。

圖3.32　中央牽引單元

2.牽引裝置必須具有如下功能：

（1）能夠傳遞縱向力（牽引力、制動(dòng)力、縱向沖擊力），同時(shí)允許空氣彈簧在橫向和縱向的微小位移；

（2）縱向具有一定的彈性，以緩和運(yùn)行中出現(xiàn)的縱向沖動(dòng)；

（3）結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于車體與轉(zhuǎn)向架的連接和分離。

3.3.9　驅(qū)動(dòng)裝置

每臺(tái)轉(zhuǎn)向架配置兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)，采用架懸式，電動(dòng)機(jī)與輪對(duì)平行安裝，用螺栓緊固在構(gòu)架橫梁的電機(jī)吊座上，牽引電動(dòng)機(jī)通過驅(qū)動(dòng)裝置將扭矩傳給輪對(duì)。驅(qū)動(dòng)裝置由聯(lián)軸節(jié)和齒輪減速箱組成，如圖3.33所示。驅(qū)動(dòng)裝置不得損害動(dòng)輪軸的上下左右的運(yùn)動(dòng)，齒輪裝置嚙合順暢；簧下重量小；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修檢查方便；扭矩彈性傳遞，動(dòng)輪軸上的振動(dòng)沖擊不影響到牽引電動(dòng)機(jī)；耐久性高。

1.齒輪傳動(dòng)裝置

（1）一般要求

①齒輪裝置安裝在車軸上，并支承在轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架上，簧下重量要輕。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，齒輪應(yīng)嚙合良好。

②齒輪箱應(yīng)具有較高的扭轉(zhuǎn)剛度和良好的抗振動(dòng)性能，并保證齒輪的平穩(wěn)工作。箱體內(nèi)的油槽可向軸承提供最佳的供油，可方便、可靠地檢查齒輪箱中的油量。

③傳動(dòng)齒輪通過聯(lián)軸節(jié)與牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸連接。

圖3.33　驅(qū)動(dòng)裝置

④采用螺旋漸開線齒形的傳動(dòng)齒輪，齒輪和齒輪軸應(yīng)由高等級(jí)、表面硬化的鋼材制成。大小齒輪的齒形設(shè)計(jì)應(yīng)能承受載荷的變化。齒形的生產(chǎn)質(zhì)量應(yīng)保證齒輪工作時(shí)的低噪聲。

⑤齒輪箱設(shè)有安全保護(hù)支承，防止齒輪箱正、反轉(zhuǎn)時(shí)的脫落。

⑥齒輪箱的維修僅限于觀察檢查和更換潤(rùn)滑油，所有部件維修檢查周期應(yīng)大于100萬(wàn)km。

⑦所有與軸承軸襯相關(guān)的旋轉(zhuǎn)部件的密封都應(yīng)采用非接觸、耐磨的迷宮式密封件，以防止漏油及灰塵和水的進(jìn)入。

⑧齒輪傳動(dòng)裝置采用斜齒輪一級(jí)減速，飛濺潤(rùn)滑。

⑨齒輪箱采用水平分箱面。齒輪箱應(yīng)利于維護(hù)及保養(yǎng)，檢修方便。

（2）齒輪傳動(dòng)裝置組成

①齒輪

齒輪應(yīng)采用高強(qiáng)度合金鋼制成，齒輪壓力角為20°。

②軸承

a.選擇軸承類型時(shí)應(yīng)考慮載荷特性和要求。小齒輪軸承及齒輪箱懸掛用軸承均為圓錐滾子軸承。軸承在設(shè)計(jì)上側(cè)重于獲得最大的可靠性以及與車輛的運(yùn)用壽命相匹配的最大軸承壽命。

b.采用耐磨軸承。

c.軸承使用壽命應(yīng)大于200萬(wàn)km。

③潤(rùn)滑

a.齒輪裝置應(yīng)采用潤(rùn)滑油飛濺潤(rùn)滑，即在濺油潤(rùn)滑系統(tǒng)中，大齒輪提取潤(rùn)滑油并將其拋向小齒輪軸承。但亦可使用其他具有同等或更好性能和壽命的合成潤(rùn)滑劑。

b.齒輪箱采用鑄鋼分體式結(jié)構(gòu)。箱體的一端通過軸承安裝于軸上，另一端彈性地吊裝于構(gòu)架的橫梁上。齒輪箱應(yīng)有良好的潤(rùn)滑系統(tǒng)，潤(rùn)滑油不得泄漏。齒輪箱內(nèi)應(yīng)有合適的隔板、油槽和通道，以保證在各種速度、負(fù)荷、溫度和氣候條件下齒輪有足夠的潤(rùn)滑。

c.齒輪箱應(yīng)能防止潮氣滲入到齒輪箱內(nèi)的潤(rùn)滑油。

d.每運(yùn)行10萬(wàn)km齒輪箱內(nèi)潤(rùn)滑油的漏泄量不得超過0.5L。

e.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)保證有效的潤(rùn)滑，即使延長(zhǎng)了停用階段，齒輪裝置也應(yīng)能立即投入使用。潤(rùn)滑油的更換間隔為100萬(wàn)～150萬(wàn)km。

f.齒輪箱應(yīng)設(shè)置檢查口，以便觀察潤(rùn)滑油的液面高度。齒輪應(yīng)按疲勞強(qiáng)度要求計(jì)算，無(wú)需維修。

g.采用帶永久磁性的排油螺桿，用于收集金屬污染物。

④試驗(yàn)

a.將牽引電機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪箱和模擬轉(zhuǎn)動(dòng)軸組成一體后進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，本試驗(yàn)為牽引電機(jī)型式試驗(yàn)的一部分，試驗(yàn)的內(nèi)容包括：

齒輪箱組裝后的運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)；

牽引電機(jī)和齒輪裝置從零速到最高轉(zhuǎn)速，再返回到零速，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1h；

試驗(yàn)期間應(yīng)側(cè)重于密封、齒輪系統(tǒng)的接觸、發(fā)熱和噪聲等方面的檢查。

b.試驗(yàn)可在綜合試驗(yàn)中進(jìn)行。

2.聯(lián)軸節(jié)

牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸與齒輪傳動(dòng)裝置通過電機(jī)聯(lián)軸節(jié)傳遞轉(zhuǎn)矩，采用TD型撓性板式或者WN齒式聯(lián)軸節(jié)。聯(lián)軸節(jié)應(yīng)能滿足電機(jī)軸與齒輪軸的不同心度公差要求，安全平穩(wěn)地運(yùn)行。基本要求如下。

（1）聯(lián)軸節(jié)在性能上應(yīng)能充分滿足運(yùn)行時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速、最大轉(zhuǎn)矩要求，能承受列車啟動(dòng)、制動(dòng)以及由于軌道條件產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊。

（2）聯(lián)軸節(jié)應(yīng)能吸收偏差、角位移及轉(zhuǎn)向架上牽引電機(jī)和車軸上齒輪傳動(dòng)裝置之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

（3）聯(lián)軸節(jié)的性能應(yīng)能滿足列車回送運(yùn)行速度100km/h要求。

（4）聯(lián)軸節(jié)內(nèi)部采用潤(rùn)滑脂或液體潤(rùn)滑。其密封應(yīng)保證聯(lián)軸節(jié)在城市當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候條件下能長(zhǎng)期正常工作。

（5）聯(lián)軸節(jié)應(yīng)具有復(fù)位對(duì)中功能。

（6）聯(lián)軸節(jié)可吸收偏差、角位移及轉(zhuǎn)向架上牽引電機(jī)和車軸上齒輪箱之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

（7）轂和襯套之間的密封采用非接觸、非磨耗的密封件。

（8）聯(lián)軸節(jié)的維護(hù)僅限于目測(cè)檢查，至少運(yùn)行60萬(wàn)km時(shí)才需更換潤(rùn)滑劑。

（9）聯(lián)軸節(jié)在6年檢修期內(nèi)不需要內(nèi)部檢查。

（10）聯(lián)軸節(jié)設(shè)計(jì)壽命為30年。

3.3.10　接地裝置

接地裝置可安裝于齒輪箱或軸箱上。接地裝置應(yīng)采用在電氣化鐵道系統(tǒng)中經(jīng)過運(yùn)用驗(yàn)證的成熟產(chǎn)品。接地裝置應(yīng)保證列車接地電路及車體接地良好，其通流能力與主回路參數(shù)相匹配，且不允許造成車輛軸承的電蝕。動(dòng)車每軸應(yīng)設(shè)一接地裝置，采用盤簧壓緊金屬碳電刷的方式，應(yīng)保證電刷的接觸壓力在整個(gè)使用范圍內(nèi)保持不變。接地電刷磨耗量應(yīng)合理。接地裝置使用壽命應(yīng)與齒輪減速裝置相同。接地裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于檢修和拆裝。

3.3.11　輪緣潤(rùn)滑裝置

1.輪緣潤(rùn)滑裝置組成

轉(zhuǎn)向架上應(yīng)裝有輪緣潤(rùn)滑裝置，在通過曲線時(shí)對(duì)輪緣進(jìn)行潤(rùn)滑，以減少鋼軌和輪緣的磨耗和降低噪聲。輪緣潤(rùn)滑裝置由噴油嘴，管路、潤(rùn)滑箱與控制裝置等組成，如圖3.34所示。

圖3.34　輪緣潤(rùn)滑裝置

2.基本要求

（1）輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，以保證該裝置能經(jīng)濟(jì)、有效地減小輪軌之間的磨損。每節(jié)頭車的第一個(gè)輪對(duì)安裝潤(rùn)滑裝置。

（2）輪緣潤(rùn)滑裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用時(shí)間和彎道控制，確保正常穩(wěn)定地工作。

（3）采用的潤(rùn)滑材料應(yīng)具有良好的潤(rùn)滑減磨特性、黏附力強(qiáng)、負(fù)荷承載能力高等特點(diǎn)，并采用行業(yè)內(nèi)的成熟產(chǎn)品。

（4）輪緣潤(rùn)滑裝置除更換潤(rùn)滑材料外，應(yīng)無(wú)需更多的維修要求。

（5）未裝配輪緣潤(rùn)滑裝置的所有轉(zhuǎn)向架必須預(yù)留安裝位置。

3.3.12　傳感器與ATO/ATP裝置附件

轉(zhuǎn)向架上還裝有列車運(yùn)行必備的ATC（列車自動(dòng)保護(hù)裝置）天線和速度傳感器。速度傳感器安裝在軸箱內(nèi)。信號(hào)系統(tǒng)測(cè)速裝置安裝在拖車的軸端處。車載信號(hào)設(shè)備（ATO/ATP）的天線等有關(guān)設(shè)備在車輛上的安裝應(yīng)與信號(hào)供應(yīng)商協(xié)調(diào)決定，由信號(hào)供應(yīng)商提出具體要求和安裝建議。

3.3.13　轉(zhuǎn)向架試驗(yàn)

轉(zhuǎn)向架在制造過程中和制造完成后投入運(yùn)用前要進(jìn)行充分的試驗(yàn)，以保證轉(zhuǎn)向架投入正式運(yùn)營(yíng)的安全可靠。試驗(yàn)分為例行試驗(yàn)和型式試驗(yàn)。例行試驗(yàn)應(yīng)每輛車都進(jìn)行，檢驗(yàn)合格后方可出廠。

1.型式試驗(yàn)

屬下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行型式試驗(yàn)：

（1）新型轉(zhuǎn)向架的定型鑒定；

（2）已定型的轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)時(shí)；

（3）轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)、材料、工藝有重大改進(jìn)設(shè)計(jì)，可能影響其性能及行車安全時(shí)。

型式試驗(yàn)項(xiàng)目按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及相關(guān)圖紙和技術(shù)文件規(guī)定的要求執(zhí)行。

2.試驗(yàn)內(nèi)容

轉(zhuǎn)向架試驗(yàn)項(xiàng)目與試驗(yàn)類別見表3.24。

表3.24　轉(zhuǎn)向架試驗(yàn)