铁路客车转向架结构特点及改进优化方案--论文.docx
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1、包头铁道职业技术学院包头铁道职业技术学院毕业论文铁路客车转向架结构特点及改进优化方案班 级:铁道车辆1415姓 名:指导教师: 日 期: 2017.4.12 摘要:客车是运送旅客的车辆,为保证旅客运输的安全性及舒适性,对客车转向架的要求比货车转向架的要求更严格。客车转向架不仅要有足够的强度,而且还要有良好的运行平稳性和较高的运行速度,以便将旅客安全、迅速、平稳、舒适的送到目的地。近些年来,随着我国的经济、科技、贸易的振兴,文化和人员交流的增多,旅游事业的发展,促使我国客货列车提速和准高速、高速列车等各项工作的研制及实施。1994年12月实现了广州-深圳160km/h的准高速客运列车运行,199
2、7年后又实现几次铁路运输的全面提速运行,同时有关单位也进行200km/h和300km/h高速客车的研制工作。铁路运输创造的宏观社会效益,远远超出了部门或地区的微观效益。所以,更好的发展铁路运输事业利国利民,势在必行。关键字:铁路客车转向架的发展;客车转向架的特点;我国客车转向架的不足点;客车转向架的优化方案;第一章 我国客车的转向架一、我国铁路客车转向架发展概况我国铁路客车从 20 世纪 50 年代的 21 型客车发展到现在的 25 型客车,不论是车体钢结构、 车内装饰 、车内设备 ,还是转向架方面均取得了长足的技术进步,科技含量越来越高。客车最高运行速度从 50 年代的100km/h 逐步提
3、高到120 km/h、160 km/h 直至 200km/h,客车最高试验速度从70年代末的160km/h 逐步提高到187km/h、212.6 km/h 、 239.7km/h、321.5km/h。客车运行速度之所以能不断提高,试验速度不断被刷新 ,关键在于技术先进、参数匹配、性能优良、运用安全可靠的客车转向架。图表 1转向架构照图在这50多年中,先后研发的转向架与相应客车相继投入运用 : 与21型客车相对应的转向架有101型、102 型等;与22型客车相对应的转向架有202型、206 型、209 型等;与25A、25G、25B型客车相对应的转向架有209T型、209改型、209PK型、20
4、6K型、206G型等;与25Z型准高速客车及25K型快速客车相对应的转向架有 CW-2型、206KP型、206WP型、209HS 型等;与25T型提速客车相对应的转向架有CW-200K型、SW-220K型;与BSP25T型提速客车相对应的转向架有与AM96 型、SW-220K型;与时速200km各型电动车组相对应的转向架有CW-200 型、SW-200型、PW-200型等;与时速270km“中华之星”号电动车组相对应的转向架有 CW-300型 、SW-300 型等 。图表 2客车转向架实际图我国铁路客车转向架的种类很多。从构架结构上分 ,有铸钢结构转向架及焊接构架转向架 ,有带均衡梁导框式转向
5、架及无导框式转向架等;从摇动台结构转向架、无摇台结构转向架及无摇枕结构转向架等 ;从轴型上分 ,有 C 轴及 D 轴转向架等;从二系悬挂结构上分 , 有有摇动台结构转向架、无摇台结构转向架及无摇枕结构转向架等;从二系悬挂弹簧形式上分 ,有椭圆弹簧悬挂转向架、 圆弹簧悬挂转向架及空气弹簧悬挂转向架等 ; 从轴箱定位结构上分 ,有各种导柱式轴箱定位转向架、 小拉杆式轴箱定位转向架、转臂式轴箱定位转向架、 拉板式轴箱定位转向架等 ;从基础制动装置结构上分 ,有双侧高磷瓦 (中磷瓦) 踏面制动转向架、盘形制动转向架及复合制动转向架等等。总之,我国铁路客车转向架经历了50多年的发展 ,不论从结构上、 技
6、术参数上、材质上 , 还是从性能上、安全可靠性上 、运用检修上都取得了巨大的技术进步。 在引进、吸收、消化国外客车转向架技术方面 , 也走过了很长的路 ,并在促进本国转向架技术发展方面起到了很大的作用。20世纪50年代末、60 年代初 ,四方机车车辆厂曾为配装新造低重心轻快列车研制了空气弹簧悬挂的铰接式转向架; 60年代中期 ,长春客车厂和四方厂分别为装配新造 25 1 5 m 轻型高速列车研制了无摇动台结构空气弹簧悬挂的 CC KZ1 型、 KZ2型和 KZ3 型转向架;70 年代 , 四方车辆研究所、 四方厂和长客厂联合研制了时速 160km 的无摇动台结构高圆簧悬挂的 L78型高速客车转
7、向架 , 该转向架充分吸取了国外高速客车转向架的设计经验 , 其后长客厂还先后探索了类似法国的 Y32 型 、日本的 DT200 型高柔簧、无摇动台、无摇枕二系悬挂的转向架和一系双侧单拉板轴箱定位转向架;到 80 年代中期以后 , 长客厂引进英国客车技术,与英国联合设计 ,由英国制造了3 辆客车 ,也引进了英国 BT-10 型转向架技术 , 为我国生产 CW-2 系列转向架奠定了技术基础 ; 到了90年代初及以后,我国已开始研制准高速客车及探索200km/h 以上的高速客车技术 ,更积极吸取国外高速客车转向架先进技术 , 从而研究 、开发出一批技术先进、性能优良的客车转向架 ,如时速160km
8、的CW-2型、206KP型、209HS型转向架及时速200 k m 的CW-200型、SW-200型、PW-200型转向架等,甚至时速270km的SW-300 型、 CW-300 型转向架等。 第二章 转向架的的历史发展1.202型转向架图表 3202转向架实际图202型转向架为我国主型C轴客车转向架 , 构造速度为120km/h 。202型转向架是1958年由四方厂设计的 ,1959年开始批量生产,1972 年定型。其间 ,有关工厂先后修改设计、 生产出 5 种 202 型转向架 ,即 202 原型 、 202A 型 、 202B 型 、 202 C 型及 202 定型等 5 种 202型转
9、向架。 5 种 202 型 C 轴转向架总体结构形式基本上是一致的 ,采用铸钢 H 型构架,导柱式轴箱定位装置,摇动台式摇枕弹簧悬挂装置,两系圆弹簧,摇枕弹簧加油压减振器,吊挂式闸瓦基础制动等。202型C轴转向架适用于22型和23型的 YZ22、YZ23、YW22、RW22、RW23等客车 。截至1986年年底生产了2万余辆份,至1988年9月起全部停止生产 ,并改用D轴206型、209型转向架。除了202型C轴转向架用于22型主型客车外,还有201型、203型 、204 型、205型及210型 D 轴转向架。它们分别适用于CA22型餐车、CA23 型餐车 、YZ31型市郊客车、 XL22型行
10、李车、 UZ22型邮政车等 , 有的还适用于YZ22型、YZ23型、YW22型及RW22型等客车。图表 4201转向架实际图图表 5202转向架实际图2.206 系列转向架206 型转向架是我国主型D轴客车转向架,设计构造速度160km/h 。206(207) 型转向架是四方厂在1971-1972年间为中、蒙、苏国际联运客车而设计制造的D轴准轨 (207型为宽轨) 转向架。206(207) 型转向架是在总结 UD1 型 (1960年为我国第1列双层客车设计的D轴转向架)、 UD2型 ( 1964年原为国际联运客车设计、分准轨、宽轨 2 种 D 轴转向架)、KZ 1型 ( 1965 年为 25.
11、5m 高速列车的行李发电车设计的 C 轴转向架) 等 U 型构架式转向架基础上设计制造的新型 U 型转向架,也即 UD3型转向架。图表 6U型转向架在70年代末, 四方厂还研制过UD4、UD5型转向架 。1986年,四方厂还研制了无摇动台的206 W型转向架。1989 年 ,四方厂根据 50 辆国际旅游列车的要求,设计制造了 206G型转向架 。90年代初铁道部开始研制 3 列广深线准高速列车时,四方厂又成功研制了时速 160km 的 206KP和206WP 型准高速转向架 , 应用于25Z等准高速客车以及随后用于大提速的25K 型各种快速客车上。206系列客车转向架经历了产生、发展、不断改进
12、、不断完善的过程,虽在局部结构和设计参数上有些区别,但其总体结构形式基本上是一致的。其主要特点是采用了 U 型铸钢构架、干摩擦导柱式轴箱定、小摇动台式摇枕弹簧悬挂、双片吊环式单节长摇枕吊杆、构架外侧悬挂、两系圆弹簧悬挂、摇枕弹簧带油压减振器 、吊挂式闸瓦踏面基础制动等技术。206( 207) 型转向架具有良好的动力学性能,最高试验速度达到 157km/h;206KP和206WP型转向架最高试验速度达到 187km/h(实验线),在 1994年9月-10月间在广深线准高速客车动力学性能试验中,最高试验速度达到 174km/h,创下了当时我国铁路客车正线最高试验速度的纪录。图表 7206系列转向架
13、3.SW-160型转向架1997年,四方厂在 206KP、206WP 型转向架基础上,为25K型快速客车及高档快速客车研制开发了 SW-160 型转向架,其主要结构特点如下: (1) 构架侧梁由206 KP型转向架两单片钢板压型焊接改为4块钢板拼焊而成 ,扩大了中部 U 形空间,并局部改进了构架端部轴箱弹簧座结构 ,不仅使空气弹簧有更大的安装空间和更合理的设计参数,而且增加了构架端部的强度 。(2) 在轴距由2400 mm 增大至 2560mm 的同时,还将两空气弹簧横向间距由1956mm增至2300mm,以实现外侧悬挂,不仅有利于提高运行稳定性和抗侧滚性能,也有利于取消抗侧滚扭杆装置,简化转
14、向架结构。(3) 原206KP型转向架采用空气弹簧,而206WP型转向架采用高圆簧 ,现均可采用空气弹簧;还对横向减振器安装位置作了改进,同时降低了减振器的阻尼值。(4)仍采用转臂式弹性轴箱定位装置, 但进一步优化了结构和定位参数。由于SW-160型转向架具有比 206WP、206KP型转向架更佳的运行性能,所以从 1998 年起在25 K 型快速客车和高档客车上得到了快速推广应用。2004年,为满足铁路干线第 5 次提速的需要,四方厂研究开发了持续运行速度 160km/h 的SW-220K型转向架,装用于25T型提速客车和BSP25T型提速客车上。2004年,铁道部向BSP公司采购了338辆
15、BSP25T型提速客车,其中187 辆装用加拿大庞巴迪公司在法国 ANF子公司生产的 AM96型转向架 。该转向架在比利时国家铁路 ( SNCB) 装于国际城间快车上,已有 20 多年运用经验。AM96型转向架为无摇枕结构,原型AM96型转向架采用模块化设计理念,构架可适应加装磁轨制动装置, 但中国AM96型转向架取消了磁轨制动装置,并将适应 200km/h运行要求的轴盘式3个盘的盘形制动改为2个盘的盘形制动。图表 8SW-160型转向架4.209系列转向架209系列转向架是南京浦镇车辆厂从1972年开始在原205型转向架基础上逐步改进、 完善而形成的,设计构造速度160km/h。根据铁道部1
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