關于地鐵轉向架系統功能的研究

白文遠 袁康 柳鵬雁

摘要：隨著近些年我國經濟的飛速發展，城市交通運輸等問題的急需解決。如今，我國城市軌道交通產業進展飛快，地鐵儼然已經成為城市軌道交通的重要組成部分。但我國關于對地鐵車輛的自主創新能力依然相對薄弱，因此我們必須加大力度研究地鐵車輛有關技術，并且設計出安全耐用的國產化地鐵車輛。轉向架是地鐵車輛非常重要子系統之一，轉向架質量對地鐵車輛運行狀態有著十分重要的影響。本文主要闡述了地鐵轉向架結構及其各零部件的功能。

關鍵詞：地鐵，轉向架，功能

1.引言

隨著近些年國家政策方面的扶持以及財政方面的大力支持，我國的地鐵轉向架技術在國際已占有重要的位置，特別是近些年來，隨著各種先進技術的引用以及新型轉向架的裝車使用，轉向架已經成為地鐵車輛上最重要的組成部分之一。因此開展地鐵轉向架零部件功能研究對保障地鐵車輛安全運行具有很強的現實意義。

2.轉向架結構與功能

地鐵車輛的轉向架構造與動車的轉向架比要簡單得多，轉向架分為動車轉向架和拖車轉向架兩種，動車轉向架帶有電動機，而拖車轉向架沒有。轉向架主要組成部分有構架、輪對軸箱組成、懸掛裝置、驅動裝置、制動裝置及牽引系統等部分組成。轉向架各個部分參數的合理性，與地鐵車輛行駛質量，動力水平和開車安全性有著直接關聯。轉向架結構簡圖如圖1。轉向架起到對整個車輛的承載、導向和減振作用，同時還是牽引與制動的最終執行機構，直接影響地鐵列車的安全性和舒適性，是用戶嚴密關切、高度關注的部件。轉向架涉及系統多而復雜，地鐵轉向架零部件眾多。

3.轉向架構架

它主要由橫梁、側梁以及各式各樣吊座構成。橫梁主要由牽引拉桿座、橫向減振器座和小去向梁等構成。側梁通過上、下蓋板以及立板共同焊接成一個箱形結構，并且可以根據需要在側梁上焊接一系油壓減振器座、一系轉臂定位座以及一系鋼彈簧座等等。如要提高側梁與橫梁之間的強度，也可采用箱形連接，這樣可以大大提高構架的使用年限。

4.輪對軸箱裝置

輪對主要由車輪、車軸和制動盤壓裝而成，此外還有軸箱、軸承以及齒輪減速箱等主要零部件。車輪上安裝的特殊制動盤，而車軸上設有齒輪箱和驅動齒輪的安裝座。軸箱主要由軸箱端蓋、軸箱體以及軸箱軸承等部分構成。軸箱使用的是轉臂定位。軸箱外裝有軸箱端蓋，用密封件密封。軸箱軸承使用的是有較強承受能力的圓錐滾子軸承。軸箱體由高強度的合金鋼鑄工而成。

5.懸掛系統

懸掛系統主要由一系懸掛系統和二系懸掛系統構成。一系懸掛系統安裝在軸箱與構架之間，主要包括一系螺旋鋼圓彈簧、一系垂向油壓減振器、橡膠墊、調整墊以及垂向止擋等。一系懸掛系統利用轉臂式定位使得縱、橫剛度分配合理，能很好的解決了抗蛇行穩定運行和轉向架曲線通過的問題。一系彈簧的安裝降低了側梁高度并且優化了承載配置。它所使用的螺旋鋼圓彈簧既能檢查車輛空、重車狀態，也能保證地鐵車輛在指定的軌道狀況下操作時不會出軌，并能夠使轉向架安全提速。一系垂向油壓減振器能夠有效降低轉向架的振動，控制車體向上過大的位移。橡膠墊可以用來降低高頻振動對構架造成的影響。二系懸掛系統安裝在車體和轉向架之間，主要由空氣彈簧、抗側滾扭桿、高度調整閥、差壓閥、水平杠桿、調整桿、橫向止擋、垂向油壓減振器、橫向油壓減振器等等部件構成。二系懸掛系統能夠確保司乘人員及車體的乘車舒適度良好，也能保證地鐵車輛概貌在指定的、所有車輛的動態狀態下維持不動。空氣彈簧承載以及傳遞車體載荷，高度調整閥用來限制不同負重載荷狀態下相對軌面與車輛地面的高度變化在一定范圍。抗側滾扭桿兩端纏繞在橡膠軸承上，使得轉向架的簧間性能得以提升，并控制車體向上進而產生過大位移。橫向油壓減振器和橫向止擋用于控制車體，使其不進行橫向移動。橫向油壓減振器、橫向止擋和抗側滾扭桿都能夠提升轉向架的行駛穩定性能。

6.牽引系統

牽引裝置主要包含的零部件有：牽引拉桿、牽引座、中心銷、中心銷套、橡膠關節、牽引梁等。牽引拉桿可以傳遞轉向架和車體的的縱向力。橡膠關節套在牽引拉桿的兩端，可以滿足車體和轉向架之間的相對轉動，從而減少地鐵車輛加減速時對牽引拉桿的碰撞，達到消除磨耗的目的。牽引座設有通體起吊孔、牽引桿安裝座、動向止擋座和減振器安裝座。

7.基礎制動裝置

轉向架制動裝置設備使用的是輪裝盤式單元制動。其中部分帶停放制動功能。單元制動缸內全部安裝有閘片空隙機動調整器，當由于制動盤和閘片碰撞，使閘片和制動盤的空隙超過某一值時，閘片空隙機動調整器便會自動運作，使其保持在規程的范圍內。采用輪裝盤式制動結構，可以降低車輪踏面的摩擦量，減少車輪磨耗，延續車輪的使用壽命。這個基礎制動裝置的停放制動力能夠保證地鐵車輛在最大超標情況下，停放在最大車行道上。安置單元制動缸能在車體外側方便緩解，且具有手動緩解能力，加大安全的發展快速地鐵車輛的步伐。

8.總結

轉向架對交通軌道運輸系統的經濟性有著極大的影響力，對地鐵車輛的安全和行駛性能的重要性更是毋庸置疑。因此對于地鐵車輛的轉向架，必須重視其性能的穩定性、高可靠性、輕量化、易維護、低噪聲以及特殊的運行環境等等特點，同時加深例如合理的懸掛參數、減少輪軌作用力和輪軌磨損、選擇技術成熟的關鍵零部位、高效可靠的制動系統等方向的技術研究，早日滿足國內市場需求。

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