高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架技術(shù)研究

高旭光

摘 要：動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架是高速列車安全平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著動(dòng)車運(yùn)行速度的不斷提高，對(duì)轉(zhuǎn)向架性能的要求也越來越高。動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架相比，保持高動(dòng)力性能的同時(shí)并適應(yīng)高速平穩(wěn)運(yùn)行等方面具備很大優(yōu)勢(shì)，動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架充分利用輪軌之間的黏著力，減輕輪軌之間的相互作用力，是動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架具有的關(guān)鍵技術(shù)。本文根據(jù)近些年來高速動(dòng)車組的發(fā)展，通過對(duì)CRH380B型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架上的二系懸掛裝置和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的研究，來發(fā)現(xiàn)普遍產(chǎn)生在轉(zhuǎn)向架上的問題。

關(guān)鍵詞：高速動(dòng)車組；轉(zhuǎn)向架；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.015

0 引言

近年來，我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活方式的影響極大，贏得了社會(huì)各界的贊譽(yù)。我國(guó)生產(chǎn)的高速動(dòng)車組不僅成功在內(nèi)地運(yùn)營(yíng)，而且不斷開拓著國(guó)際市場(chǎng)。轉(zhuǎn)向架在鐵道車輛運(yùn)行的過程中能夠緩和軌道不平順對(duì)列車的沖擊，保證車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和曲線通過能力。因此，開發(fā)高性能轉(zhuǎn)向架是發(fā)展高速動(dòng)車組技術(shù)的關(guān)鍵。

1 動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架簡(jiǎn)介

CRH380B型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架采用模塊化設(shè)計(jì)，即所有轉(zhuǎn)向架的主模塊都基本相同。通過對(duì)每個(gè)車輛的重量和重心的適應(yīng)，轉(zhuǎn)向架和懸掛彈簧可單獨(dú)調(diào)節(jié)，從而獲得最佳的運(yùn)行特性。按照功能分為動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架，主要的區(qū)別在于動(dòng)力轉(zhuǎn)向架安裝電機(jī)，采用輪盤制動(dòng)方式；拖車轉(zhuǎn)向架沒有電機(jī)，空間較大，使用軸盤制動(dòng)方式。以拖車轉(zhuǎn)向架為例，其結(jié)構(gòu)組成主要包括：（1）構(gòu)架。構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)，它把轉(zhuǎn)向架各零部件組成一個(gè)整體，不僅結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸都應(yīng)滿足各零部件組裝的要求，還承受和傳遞來自車體與輪對(duì)之間各種方向的載荷和扭矩。（2）輪對(duì)軸箱定位裝置。用來承受車輛的重量，承受并緩沖、衰減來自輪軌之間的沖擊，傳遞驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，并提供導(dǎo)向功能，使車輛沿軌道的平動(dòng)轉(zhuǎn)化為輪對(duì)的滾動(dòng)。（3）一系懸掛裝置。位于輪對(duì)與構(gòu)架之間，可以減小來自軌道不平順的各種動(dòng)態(tài)影響。（4）二系懸掛裝置。位于構(gòu)架和車體之間起連接作用。它主要由枕梁、空氣彈簧裝置及橫向止檔等組成，用于緩沖和衰減構(gòu)架和車體之間振動(dòng)。（5）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。拖車轉(zhuǎn)向架的每個(gè)車軸上裝有三個(gè)制動(dòng)盤，能夠使運(yùn)行中的車輛在規(guī)定的距離范圍內(nèi)停車。

2 動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的特點(diǎn)

高速動(dòng)車組具有非常良好的舒適性，它的提高與轉(zhuǎn)向架直接相關(guān)的是二系懸掛裝置（包含連接牽引裝置）。伴隨著世界鐵路高速化的不斷發(fā)展和完善，高速轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)型式逐步趨向于類同，它們的主要特點(diǎn)是模塊化、無搖枕、采用空氣彈簧懸掛裝置、有回轉(zhuǎn)阻尼、加裝彈性定位等。隨著列車運(yùn)行速度的不斷提升，即使高速鐵路的軌道不平順比一般鐵路要小也會(huì)使車?yán)锍丝透械綋u晃震動(dòng)。而空氣彈簧的使用很好地解決了這一問題，它減弱了速度增高后線路的基礎(chǔ)震動(dòng)的加劇，很好的解除了由這引起的線路疲勞損傷和環(huán)境噪聲問題，強(qiáng)化了動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架在高速運(yùn)行時(shí)防止脫離軌道的安全性。

3 動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的常見問題及具體措施

3.1 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的問題及措施

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架應(yīng)該具備足夠大的強(qiáng)度，它的設(shè)計(jì)使用壽命為30年。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架一般情況下不容易產(chǎn)生裂紋，但是一旦產(chǎn)生裂紋時(shí)，裂紋比較容易發(fā)生在焊縫處。在現(xiàn)場(chǎng)檢修維護(hù)時(shí)，除了定期對(duì)構(gòu)架進(jìn)行外觀檢查外，還需對(duì)疑似裂紋位置進(jìn)行渦流探傷和磁粉探傷等措施，確保構(gòu)架狀態(tài)正常。

3.2 車輪和車軸的問題及措施

車輪最常見的問題為內(nèi)部缺陷或踏面缺陷。現(xiàn)場(chǎng)檢修維護(hù)時(shí)車組每上線運(yùn)行10萬公里，會(huì)對(duì)車輪進(jìn)行超聲波探傷，輪輞部位不允許存在達(dá)到Ф3mm 橫孔當(dāng)量大小的缺陷，且踏面缺陷深度不能超過1mm，超過此標(biāo)準(zhǔn)需立即更換處理。車軸最常見的問題為內(nèi)部缺陷或表面缺陷，車組每上線運(yùn)行10萬公里，會(huì)進(jìn)行空心車軸超聲波探傷，內(nèi)部缺陷達(dá)到或超過Φ2mm平底孔當(dāng)量，或者表面缺陷反射當(dāng)量達(dá)到或超過1mm深度當(dāng)量時(shí)，需立即采取更換處理。

3.3 空氣彈簧的問題及措施

空氣彈簧氣囊主要由簾線層、內(nèi)層橡膠、外層橡膠和鋼絲圈硫化而成。在實(shí)際運(yùn)用維護(hù)過程中最常見的問題是被異物擊打，導(dǎo)致膠囊產(chǎn)生裂紋，而由橡膠本身老化產(chǎn)生龜裂、鼓包的現(xiàn)象極少發(fā)生。空氣彈簧內(nèi)部壓力由簾線層承受，簾線的參數(shù)對(duì)空氣彈簧的強(qiáng)度、剛度和耐久性等起決定性的作用。當(dāng)裂紋深至簾線層時(shí)，為防止簾線長(zhǎng)期與空氣接觸發(fā)生老化而強(qiáng)度降低，需立即更換處理，如果裂紋未深至簾線層，則空氣彈簧可以繼續(xù)使用。

3.4 減震器的問題及措施

轉(zhuǎn)向架上減震器均為油壓型減震器，它主要起吸收沖擊所產(chǎn)生的振動(dòng)能量、緩沖連接部位相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用維護(hù)中最常見問題，第一是減震器本身被擊打發(fā)生變形時(shí)，判斷其是否影響運(yùn)動(dòng)行程，第二是減震器表面滲油，判斷其滲油嚴(yán)重程度，檢查項(xiàng)目有：減震器應(yīng)無裂紋、變形且無缺失的部件；檢查減震器應(yīng)無滴油現(xiàn)象；目視檢查螺栓防松標(biāo)記有無剝落或竄動(dòng)。若超過限度需立即更換處理。

3.5 輪盤的問題及措施

在車輪兩側(cè)的輪盤，因?yàn)榻?jīng)常摩擦且摩擦面為單面，在摩擦制動(dòng)情況下就會(huì)產(chǎn)生高溫和變形。而制動(dòng)盤又是在靠近輪座處（盤的內(nèi)圓附近）被螺栓固定的，因此沒有被固定的制動(dòng)盤外圓部分會(huì)向車輪輻板的相反方向變形。輪盤容易產(chǎn)生的問題是因夾雜異物導(dǎo)致產(chǎn)生刻痕，而它的刻痕深度限度為1毫米，一旦超過此標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)該采取措施。

3.6 閘片的問題及措施

閘片在轉(zhuǎn)向架中，是需要經(jīng)常更換的，由于高速狀態(tài)下的不斷摩擦和產(chǎn)生高溫，就會(huì)使得閘片發(fā)生磨損。閘片的具體檢查包含了：檢查閘片是否有裂紋、混入異物和磨損異常等現(xiàn)象；檢查閘片磨耗是否到限（7mm），出現(xiàn)磨損過度更換時(shí)一對(duì)閘片需同時(shí)更換。檢查閘片托是否有裂紋、混入異物和磨損等現(xiàn)象；目視檢查連接螺栓是否松動(dòng)或丟失，有缺陷部件須及時(shí)更換。卡簧是否有出槽或丟失，銷子是否有變形、丟失和損壞，若異常需及時(shí)補(bǔ)裝與修復(fù)。

4 結(jié)語

伴隨著我國(guó)高鐵專線，城際專線的開通，動(dòng)車組的影響也日漸增加，它給人提供了快捷方便的出行方式，同時(shí)它的安全性也必須可靠。轉(zhuǎn)向架技術(shù)的成熟，大大的提高了列車的安全性能。而作為重要組成部分的二系懸掛裝置和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的技術(shù)成熟則保障了轉(zhuǎn)向架的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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