轉向架結構及常見故障分析

2022-05-14 18:23:59 字數 4516 閱讀 9953

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第一節:轉向架的作用

轉向架是承載車體重量和傳遞走行動力的導向部件,是大型養路機械的重要組成部分,其主要作用如下:

1)承載車體重量

轉向架作為乙個獨立的走行裝置,它直接支撐車體,承受和傳遞車架以上各部分(車體,車架,動力傳遞裝置及作業裝置等)的重量;

2)傳遞走行動力

把輪軌接觸處產生的輪軸牽引力,以及通過曲線時輪軌之間的橫向作用力傳至轉向架構架,經過減震環節再傳向車體,同時,轉向架引導車輛**路上執行;

3)曲線通過

轉向架可相對車體迴轉,其固定軸距也較小,故能使車輛順利通過半徑較小的曲線,並大大減少車輛的執行阻力。

4)提高車輛的執行平穩性

轉向架的結構要便於彈簧減振裝置的安裝,使之具有良好的減振特性,以緩和車輛和線路之間的相互作用,減小振動和衝擊,使車體在各振動方向上的位移量減小,提高車輛執行平穩性和安全性。

5)保證必要的粘著力和製動力

充分利用輪軌之間的粘著,傳遞牽引力和制動力,放大制動缸所產生的制動力,使車輛具有良好的制動效果,以保證在規定的距離之內停車。

6)便於檢修

轉向架是車輛的乙個獨立部件,在轉向架於車體之間盡可能減少聯接件。易於從車輛底架下推進,推出,便於檢修,有利於勞動條件的改善和檢修質量的提高。

第二節轉向架的主要技術要求

轉向架是大型養路機械的主要組成部分之一 ,它用來傳遞車輛的各種載荷,並利用輪軌間的粘著作用保證牽引力的產生。轉向架結構效能的好壞,直接影響大型路養機械的牽引能力、執行品質、輪軌磨耗和執行安全。

轉向架應具有的技術要求是:

(1) 強度和剛度

轉向架各部分必須保證足夠的強度和剛度,特別是轉向架構架對剛度的要求較高,因為它是轉向架的基礎,若剛度不足,會影響轉向架各部分之間的相對位置。

(2) 執行橫向穩定性

在直線地段執行,應有良好的橫向穩定性,也即大型養路機械達到最高執行時速時,絕不容許發生蛇行失穩。若發生劇烈蛇行,會產生很大的橫向輪軌作用力,造成車軸軸承過熱及對線路的破壞,同時影響橫向執行品質和執行安全。

(3) 執行平穩性

執行平穩性表示人所感覺到的執行品質,即通常說的舒適度。執行平穩性就表示舒適度,容易使人疲勞,降低機組人員作業的熟練程度。因此,對於大型養路機械轉向架的垂向與橫向振動,都有明確的限度要求。

(4) 曲線通過效能

轉向架的曲線通過效能,關係到大型養路機械通過小半徑曲線時的脫軌安全性,以及輪緣與曲線軌側的磨耗程度,因此,應盡可能提高轉向架的曲線通過效能。

(5) 對線路的動力作用

輪軌之間的靜載荷並不會產生危害,重要的是大型養路機械執行時產生的動載荷將會危及行車安全性。輪對作用於線路的動作用力隨車速的增高而增高,過大的動力作用會加速線路的損壞甚至影響行車安全。為了降低輪軌之間的作用力,要注意盡可能減小簧下質量,改善轉向架的橫向穩定性和曲線通過效能。

(6) 保證最佳的黏著條件

保證最佳的粘著條件,軸重轉移盡量小,以滿足提高大型養路機械牽引力的要求。

(7) 結構簡單,安全可靠,維修量少

要求轉向架各部分在保證運用可靠的前提下,結構應力求簡單,材質盡可能統一,以利於製造,方便檢修。如採用無磨耗及不需維修的結構形式,就可以減少維修工作量,並延長兩次維修間的執行里程。

第三節轉向架的組成及特點

搗固車的轉向架不同於其它客車、貨車、機車轉向架,它是專門為大型養路機械設計的轉向架,它有轉向架構架、與車軸連線的橡膠彈簧及液壓減震器、輪對及軸箱、中心銷、旁承、液壓支撐、基礎制動裝置(主動轉向架上還裝有車軸齒輪箱、過橋傳動軸)等組成,有的轉向架還裝有排障器等。

在轉向架構架左右側梁上裝有平面摩擦式旁承,構架橫樑中部有中心銷,中心銷是通過關節軸承裝在橫樑上的,中心銷上部插入車架上的孔中,並用螺栓和壓蓋固定。所以車體在通過曲線時可以左右擺動,車體的全部重量通過中心銷傳遞給轉向架。輪對及軸箱是通過兩個v形橡膠減震彈簧安裝在構架的導框內的。

為了減小執行時的振動力,在軸箱與構架之間裝有液壓減振器。在搗固作業時為了保證軌道檢測精度,車架與轉向架之間要保持相對固定,故在軸箱與構架之間、構架與車架之間裝有液壓支撐(09-32還增加了鎖緊油缸)裝置。

轉向架力的傳遞:執行時轉向架承受三個方向的力,垂直力、縱向力和橫向力。

力的傳遞順序:1.垂直力;車體中心銷構架橡膠彈簧軸箱輪對鋼軌。(09-32車體-圓彈簧旁承-構架,中心銷不承力)

2.縱向力;輪對軸箱橡膠彈簧構架中心銷車架車鉤。(牽引力和制動力)

3.橫向力;鋼軌輪對軸箱橡膠彈簧構架中心銷車架。

轉向架的特點

1)構架為鋼板焊接的整體框架,各部分斷面均為封閉箱形結構,具有結構重量輕、穩定性好、強度和剛度大的特點,能承受車架傳來的全部載荷。

2)構架和軸箱之間設有金屬橡膠彈簧和液壓減振器,起緩衝減振作用,能使車輛的垂直振幅得到有效的衰減,保證了車輛區間執行的平穩性和作業檢測的準確性。

3)軸箱採用金屬橡膠彈簧定位,橡膠彈簧垂直方向的剛度比較小,軸箱相對構架在垂直方向有比較大的位移,而它在縱、橫向具有適宜的剛度以實現良好的彈性定位。輪對不能自由橫動,有利於改善轉向架的抗蛇性能力,提高執行平穩性。

4)轉向架由於採用軸箱彈簧懸掛,其簧下質量僅為輪對和軸箱,從而大大減少了車輛振動的激振力。

5)轉向架採用滾動軸承軸箱,以利減少車輛起動阻力和執行阻力,適應較高速度執行,並可減少燃軸事故。

6)應用磨耗型踏面車輪,可減輕輪軌間的磨耗,提高轉向架的曲線通過效能。

7)以中心銷和旁承作為轉向架和車架的連線裝置。中心銷起傳遞牽引力和承受橫向載荷的作用,同時與旁承一起承受車架的垂向載荷;旁承用以保證車輛順利通過曲線,同時還具有二系垂向減振作用。

8)採用常接觸彈性旁承結構,不僅承擔一部分垂向載荷,而且可以給執行中的轉向架提供一定大小的迴轉阻力矩,以提高轉向架蛇行運動得臨界速度及曲線通過效能。

9)車軸上設有車軸齒輪箱,起減速並傳遞走行動力的作用。

10)液壓支撐及鎖緊油缸保證了搗固車必需的檢測精度。

11)轉向架的零部件、緊韌體少,軸箱與構架間沒有摩擦面,不存在磨耗,無需潤滑,結構比較簡單,故障較少,檢修比較方便。

12)吊掛式基礎制動裝置擺動較大,各軸套磨耗較嚴重,閘瓦偏磨較多。(缺點)

第四節車架和轉向架連線裝置的常見故障與分析

一.中心銷

中心銷的損傷主要有裂紋、磨耗

由於中心銷承受較大的牽引力和垂直載荷,易於在應力集中處產生裂紋,嚴重影響行車安全,因此,必須對中心銷進行定期探傷檢查。中心銷的關節軸承使轉向架能相對於車架轉動,長期使用後,將造成關節軸承磨動面的磨耗。

二.旁承

旁承有兩種結構形式,其故障的形式也不相同。橡膠減震平面摩擦式旁承的損傷主要是摩擦板的磨耗和橡膠減震彈簧因老化、變形引起的彈性衰弱。09-32 圓簧彈簧旁承,因要承擔車體的垂直載荷,它的摩擦板的磨耗、圓形彈簧是否有裂紋、液壓減振器是否失效都是檢查的重點。

第五節轉向架構架的常見故障與分析

轉向架構架承受並傳遞車體的垂直載荷及縱、橫向作用力,經過輪對傳給鋼軌,它是轉向架受力最大的部件。轉向架構架的主要損傷形式有裂紋、彎曲變形和磨耗。

轉向架的架構採用焊接架構,由於焊接工藝、結構設計和運用等方面的原因,易於在彎角處、吊座耳孔處、原有焊縫缺陷處等受力較大部位產生集中應力,在往復動載荷作用下就易於出現裂紋。

1.產生構架裂紋的主要原因有:

⑴架構彎角處斷面尺寸的突然變化,易產生應力集中而出現裂紋。

⑵由於焊接工藝不良產生內應力而出現裂紋。

⑶有焊接缺陷,如氣孔、砂眼、加渣等,減弱了斷面強度,產生區域性應力過大而出現裂紋。

⑷焊接工藝不當,如未焊接、產生氣孔、夾咬邊等缺陷,加之焊修前、後熱處理不當,在焊修處易發生脆裂。

⑸構架上受力較大部位,側梁導框、中心銷邊緣易出現裂紋。

裂紋的檢查方法,一般為目視外觀檢查,觀察易發生裂紋處有無鏽線或在油垢處有無細線,也可借助手電筒光線與被檢查處成斜交照射來發現。對不易辨認的可疑跡象,可用乙炔焰烘烤的辦法來判斷,若被烤出呈現明顯的縫隙則為裂紋。

2. 產生磨耗的主要原因有:

架構的磨耗主要發生在制動梁吊座耳孔、支桿吊座耳孔處、側梁導槽的接觸面等處。

磨耗的檢查方法,一般用目視外觀檢查即可,但也可用樣板尺測量磨耗的深度,以確定磨耗的具體尺寸。

3. 產生彎曲變形的主要原因有:

架構彎曲變形有垂直彎曲變形(扭曲)和水平彎曲變形(翹曲)兩種形式。架構垂直彎曲的原因多是由於架構受水平衝擊使側梁變形引起;水平彎曲則是架構受到較大的垂直載荷或由於焊接是產生的內應力隨著時間的推移而引起永久性變形所致。

彎曲變形的檢查方法,應在平台上用量具進行測量,以判斷架構彎曲變形的程度。

第六節彈簧減震裝置的常見故障與分析

一. 金屬橡膠彈簧

金屬橡膠彈簧既承受和傳遞垂向、縱向及橫向載荷,又緩和車輛的振動與衝擊,因此,金屬橡膠彈簧的狀態對轉向架的效能影響甚大。

金屬橡膠彈簧的損傷形式主要是橡膠的老化。橡膠彈簧生產出來半年後,橡膠就逐漸開始老化,靜態撓度也逐漸減小,嚴重者表現為橡膠塊龜裂、明顯變形、與金屬板間粘接脫離等症狀,此時,金屬橡膠彈簧就必須更換。

二、金屬螺旋彈簧

金屬螺旋圓柱彈簧不僅能緩和執行中產生的振動和衝擊。還能承受和傳遞載荷,從而可以減輕車輛各部件及鋼軌的損傷,使車輛**路上平穩執行。如若彈簧發生了故障,輕者失去緩和車輛振動的作用,重者會造成車體傾斜影響行車安全,甚至引起車輛顛覆事故。

因此,對彈簧認真檢查,發現事故及時處理。

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