动车组轮对及轴箱装置教学课件.ppt

1、1动车组轮对及轴箱装置车轮车轴制动盘齿轮箱轴箱装置2动力轮对轴箱装置动力轮对轴箱装置非动力车轮对轴箱装置非动力车轮对轴箱装置3CRH1轮对组成 轮对设计能够承受高的轴荷重；实心直盘式轮；130 筒式轴承；中空钢车轴，依据EN 13104(动车)和EN 13103（拖车）；动车车轮上安装制动盘，拖车车轴上安装制动盘；国产车轮外形LMA；车轮间内侧距离符合我国铁要求（1353mm）。41 带有降噪环和制动盘的车轮 2 车轴 3 齿轮箱 4 轴箱 5 轴箱装置 6 轴箱减振器支架（每隔一个轮对一个）动轴轮对组成5拖车轴轮对组成1 车轮 2 制动盘 3 车轴 4 具有轴箱装置和轴箱减振器支架的轴箱6动

2、车车轮7拖车车轮8拖车车轴动车车轴车轴9轮对组装轮对组装轮对包括空心车轴及热压装配整体车轮，轮对装有锥形滚柱轴承，滚柱轴承设置在轴箱里，动轮轮对装有热压装配齿轮，而拖车轮对设置热压装配制动盘。10轮对组装（续）轮对组装（续）拖车轮对组装11轴承轴承12 箱室箱室后盖后盖 轴承轴承前盖前盖轴承环轴承环密封板密封板端部垫圈端部垫圈凸缘密封凸缘密封轴箱装配13新轮旧轮CRH1车轮强度计算Nastran Patran 软件14CRH2 轮对轴箱结构轮对轴箱结构u 车轴u 车轮u 制动盘u 轴承u 轴箱u 齿轮箱传动装置15u 采用空心车轴，高频淬火,镗孔径60mm,材料为S38C，轴颈直径130 mm

3、，超声波探伤检测；u 动力转向架上，两车轴均为动力轴，动力轴安装有齿轮传动装置，它通过装在车下的牵引电机和万向轴驱动；u 由于动力轴的空间有限，因此，动力轴上未安装轴盘式制动盘；u 拖车转向架上，两车轴均为非动力轴。CRH2 车轴车轴16名称规格一般参数轴重定员轴重（M车14T，T车12.5t）最高速度250km/h150%乘车（M车15T，T车13.5t）最高速度200km/h200%乘车（M车16T，T车14.5t）制动盘设计条件为250km/h轮径860mm（磨耗限度790mm）气温-25-400C构成4M4T（200km/h），将来也可使用6M2T（250km/h）速度运营速度：200

4、km/h，最高试验速度：250km/h减速度最大4.04（km/h）/s坡度最大坡度：-12 0/00（200km/h行驶区间），既有线：-30 0/00轮轴轮对内侧距：1353+2/-1mm动态平衡：以5kg cm为目标，最大不超过205kg cm车轴设计速度及轴重：200km/h，M车15T，T车13.5t（150%乘车）250km/h，M车14T，T车12.5t安全系数：脱轨系数，减载率材质：S38C高频淬火轴车轮材质：SSW-Q3R踏面硬度：44-50 HS踏面形状：LMA轮缘宽度：135mm车轴轴承润滑脂润滑轴承直径：130mmCRH2 车轴车轴17CRH2 车轴车轴动车转向架动车转

5、向架的的轮轴轮轴18拖车转向架拖车转向架的的轮轴轮轴CRH2 车轴（续）车轴（续）19车轴强度计算与校核车轴强度计算与校核20车轴强度计算与校核（续）车轴强度计算与校核（续）21CRH2 车轮车轮l 车轮是铁道车辆用碳素钢整体碾压车轮，具有较好的弹性和优良的防噪声性能；l 车轮直径860 mm、宽度135mm，车轮材质为SSW-Q3R；l 车轮踏面为LMA磨耗型踏面，轮缘高28 mm，最大可能的磨耗半径为35mm；l 在车轮上装有轮盘一体锻钢式制动盘，制动盘外径 725 mm（有效外径 720 mm）、厚度为133 mm。22CRH2制动盘制动盘1.在拖车转向架中，两车轴均为非动力轴，非动力轴

6、上安装有外径670 mm、厚度97mm的二分割锻钢制的轴盘式制动盘。2.制动盘的结构由制动盘环和盘毂组成，制动盘与盘毂通过螺栓、垫块和弹性套等联接，制动盘毂与车轴为过盈配合。23轴承24轴承基本参数名称单位规格轴承型式日本NTN轴承，密封双列圆锥滚柱轴承内轮直径mm130内轮宽度mm150外轮直径mm230外轮宽度mm160润滑方式润滑脂内轮与外轮材质轴承用表面淬火钢（或同等品）滚柱材质SUJ2（或同等品），具有真空溶解材质或同等性能设计轴重kN137.2（14t）156.8（16t）簧下重量kN19.6（2t）最高速度km/h250200最高转速rpm1608（平均轮径）1286（平均轮径）

7、车轮直径mm平均825（寿命计算，860-790）设计寿命万km以上500（目标）25轴箱u 轴箱体为钢结构，材质采用铸钢SC450（JIS G 5101）；u 轴箱前盖采用铝合金铸件 AC4CH-T6（JIS H 5202）；u 轴箱后盖采用铝合金板材 A5083P-O（JIS H 4000）或者铝合金锻造材料A5083FD-O（JIS H 4051）；u 采用上下分体的结构，用螺栓连接组装。26轴箱组成27轴箱体u 在内径部分的前盖端部，为了抑制轴承而设有内壁；u 在上部设有用以嵌入轴弹簧座的轴；u 设置有减振器底座；u 在下面设有用于安装排障器的底座；u 在下面设有车轴探伤油的排放孔（在

8、需要采取防尘措施时，应用螺栓或橡胶塞等塞住）；u 轴箱支撑橡胶安全部分的机械加工是与压板同时加工的，打上刻印便于组合管理。28前盖目的：需要安装测速发电机时，安装前盖；对不安装安装测速发电机的部位，为了防水、防尘，也需要设有前盖；材质：铝合金铸件（AC4CH-T6，JIS H 5202）；形状：在轴箱体的安装部分为嵌合结构。前盖与后盖后盖目的：固定轴承。基于组装上的原因，上下两部分分割并使用螺栓紧固组装；材质：碳钢（S45C，JIS G 4051）；形状：在轴箱体安装部分为嵌合结构，为了固定轴承，在与轴箱体的安装上设有间隙（0.5mm），与轴承截油环之间设有1mm左右的间隙，为了防水、防尘，设

9、有沟槽（迷宫式密封圈）。29压板与橡胶盖压板目的：用于安装轴箱支撑橡胶部件，需要与轴箱体进行一体式机械加工，打上刻印并进行组合管理；材质：碳钢铸钢（SC450，JIS G 5101），或者是一般结构用轧制钢材（SS400，JIS G 3101）；注意事项：为了防止轴承支撑橡胶误安装，应设有定位销。橡胶盖前盖前端车轴探伤开口部分安装橡胶盖，用以防水、防尘；轴箱体内部在高速进入隧道等时出现压力变动，轴箱体内部（前盖侧）有气密性，所以需要设有在压力变动时进行放气的装置，为此在橡胶盖上设有泄气孔；（LKJ2000用速度传感器是安装在前盖前端的，该橡胶盖上不安装，为此，在前盖上设有放空气放泄孔）。30齿

10、轮箱驱动传动装置齿轮箱驱动传动装置 31轴箱轴箱轴箱体轴箱体轴承轴承前盖前盖后盖后盖弹簧座弹簧座减振器座减振器座32轴箱（轴箱（CRHCRH2 2）1.作为连接轮对与构架的重要零部件，采用了轴箱转臂一体式结构设计，其目的是为了简化结构，降低自重和便于组装和维护检修，有利于提高车辆运行稳定性；2.材料为普通铸钢SC450；3.轴箱内的轴承外圈通过轴箱前后盖来定位；4.轴箱前盖因装用的速度传感器不同而略有差异，为降低转向架簧下重量，前盖采用了高纯度铝合金铸件AC4CH-T6材料；5.轴箱后盖采用铝合金板材A5083P-O或者铝合金锻造材料A5083FD-O，采用上下分体结构，用螺栓连接组装；6.轴

11、箱强度需经过强度计算和校核。33轴承（轴承（CRH2）34CRH3 轮对轴箱结构轮对轴箱结构 动力轮对动力轮对轴箱装置轴箱装置非动力车轮非动力车轮对轴箱装置对轴箱装置351.轮对符合EN 13260、EN 13261和 EN 13262，UIC 510-2、510-5和813的规定，以及中国国家铁路供货技术条款和另外有约束力的UIC和EN标准；2.轮对组成包括动力轮对组成和非动力轮对组成；3.动力轮对组成安装在动力转向架上，包含两个动车轮对轴箱装置；4.非动力轮对组成安装在非动力转向架上，包括两个非动力轮对轴箱装置；5.动力、非动力轮对轴箱装置均由轮对（包括车轮和车轴）、轴箱体、定位转臂、夹紧

12、箍及弹性定位套、油压减振器、轴承、轴箱弹簧、缓冲橡胶垫、上夹板、下夹板等零部件组成。符合标准及基本组成361.动力和非动力转向架车轴主要区别在于齿轮座和制动盘座处不同；2.动力转向架车轴有用于安装齿轮的座而没有安装制动盘的座，车轴上安装有一个齿轮箱组成和两个轮装制动盘；3.非动力转向架车轴有用于安装制动盘的座而无安装齿轮的座，车轴上安装有三个轴装制动盘，因此两个轴的设计有所不同。两种轮对轴箱装置主要区别371.车轴为空心车轴，中空直径为30mm，车轴按疲劳寿命20年设计，材质为A4T；2.车轮材料的选用将依据300km/h的运行速度和350km/h的测试速度而定；3.轮对为整体车轮，新轮时车轮

13、滚动圆直径920mm，磨耗到限时动车转向架车轮直径830mm，拖车转向架车轮直径860mm，通过一沟槽标记出车轮径向磨耗到限位置；4.动车转向架车轮要制造成可安装轮装式制动盘的结构，轮对必须设计成可以安装车轮噪音吸音器；拖车转向架的车轮要制造成可以安装轴装制动盘的结构；车轴与车轮385.每个轴箱配备一个SKFTBU圆锥滚子轴承组；6.如要更换车轮，车轴轴承以及接地刷等要首先移除，使用油压方法将车轮移出和将新轮压接到车轴上（通过简单工具和辅助装置就能完成）。7.车轴上的轮座表面要涂一层钼，以避免轮座表面被压力损坏。8.车轮踏面外形应与现行轨道条件相匹配并且要使轨道疲劳、运行安全性、牵引性能和乘坐

14、舒适性得到最佳化。车轴与车轮（续）39轴箱组成轴箱上设有弹簧安装座和垂向减振器座，轴箱由铸铁制成，并使用圆锥滚子轴承TBU130 x240 x160。车轴轴承箱为分体设计，其下部可分离以便更换轮对，轴箱上安装有轴温传感器，以及部分轴端安装有速度传感器。40CRH5 轮对轴箱结构轮对轴箱结构 u 车轴车轴u 轮对轮对u 轴承轴承u 轴箱轴箱u 制动盘和车轮装配制动盘和车轮装配41轮对（轮对（CRH5）u由合金钢轻质车轴和轻质整体车轮制成；u铸钢通风式制动盘（厚80 mm、直径为640 mm），具有良好的能量释放性能；u制动盘通过6个螺栓固定在盘毂上，盘毂和车轴过盈配合。42CRH5车轴车轴为提高

15、车轴的疲劳安全性，采用高频淬火热处理和滚压工艺。采用空心车轴，其目的主要是为了进行车轴超声波探伤，同时也起到降低簧下重量的作用；车轴应进行旋转弯曲疲劳试验。43车轴u 空心轴，中空直径为65mm，材质为30NiCrMoV12，依据UNI 6787-71标准加工制造(UNI6787-71：用于铁路轮对的、具有高疲劳强度和韧性特性的、调质的特殊合金钢锻造轴）；u 车轴可通过孔探针进行无损检测，设计标准为EN 13103、EN13104、EN 13661和UIC 811-1；u 动力转向架上一根动力车轴一根非动力车轴，非动力转向架上两根均为非动力车轴；u 在动力转向架上，非动力车轴装在转向架的外端，

16、动车轴装在转向架的内端，接受悬在车体上的电机通过万向轴传来的动力。44车轴（续）动力车轴非动力车轴动车轴由轴箱轴承座、轮座、两个制动盘座、齿轮轴承座和轴身组成，总长2180mm；非动力车轴由轴箱轴承座、轮座、三个制动盘座和轴身组成，总长2180mm。45车轴（续）名称直径（mm）公差（mm）最小最大车轮192+0.240+0.265侧制动盘194+0.254+0.285中心制动盘196+0.254+0.285名称直径（mm）公差（mm）最小最大车轮189+0.240+0.265侧制动盘191+0.254+0.285中心制动盘193+0.254+0.285新轴和维修后车轮和制动盘的安装座的直径和

17、公差：如果在车轮或制动盘拆卸过程中发生损坏，可将安装座直径尺寸减小的最低容许值：46车轴强度计算与分析1-轴颈；2-轴套；3-轮座；4-轴身；5-轴身；6-制动盘座；7-制动盘座；8-轴身；9-轴承挡圈；10-轴承座；11-轴身；12-轴身动车车轴计算点47车轴强度计算与分析（续）1-轴颈；2-轴套；3-轮座；4-轴身；5-轴身；6-制动盘座；7-制动盘座；8-轴身；9-轴身；10-制动盘座拖车车轴计算点48车轴疲劳极限材料轴身表面带缺口轴身表面轮座压配合表面短轴压配合表面830NiCrMoV12316 MPa120 MPa175 MPa120 MPa49制动盘制动盘1.轮盘材料一般为铸钢或锻

18、钢，内外侧轮盘通过均布的连接螺栓 安装在车轮辐板上；2.轮盘背面设有散热筋，并可提高盘片的承载刚度；3.为有效释放在制动过程中造成的热变形，盘片与车轮辐板安装侧 预先设置了反向翘曲；4.制动盘具有耐高温冲击和稳定的摩擦系数的特点；5.试验时应检测制动盘温度、闸片温度、磨耗量及耐久性等内容。50制动盘固定51制动盘52车轮u 整体车轮所用材质为符合UIC标准的R8T；u 车轮设计和制造标准执行EN 13262：2003(铁路应用-轮对核转向架-车轮-产品要求)和 UIC 812-2；新车轮的滚动圆直径890 mm磨耗到限的车轮的滚动圆直径810 mm轮辋宽度135 mm踏面形式XP55轮毂装配直

19、径192 mm轮毂宽度180 mm整体车轮的最大重量 311kg53车轮（续）利用ANSYS有限元分析软件，建立新车轮和完全磨耗到限车轮的有限元模型，三种载荷工况和特殊载荷进行分析计算，结果表明，整体车轮的静强度和疲劳强度均满足UIC 510-5的要求。工况垂向力(N)横向力(N)直线线路上运行Fz1=1.25Q.gFy1=0曲线线路上运行Fz2=1.25Q.gFy2=0.7Q.g过道岔Fz3=1.25Q.gFy2=0.42Q.gFy3=0.6Q.gQ：轨道上每个车轮上承受的车辆质量54装 配 方法直径(mm)过盈量(mm)孔轴最小最大车轮1 9 2 0 -0.035192+0.265+0.2

20、400.2400.300侧盘194+0.029 0194+0.285+0.2540.2250.285中 心盘196+0.029 0196+0.285+0.2540.2250.285 制动盘和车轮装配1.在装配部件前，应确定所有相关圆柱表面都符合图纸规定的几何形位公差和装配尺寸公差；该表面不可以有生产过程中造成的划伤和铁屑，以及气孔、裂纹、夹杂物、空隙、氧化皮或其它可能破坏装配的任何缺陷；2.装配尺寸及过盈量如表所示；3.在进行装配前，应将制动盘、车轮和车轴保持在相同温度情况下至少24小时 以保证所要求的过盈量，轮毂孔和车轴上的相应装配表面必须润滑。55轴承圆锥滚子轴承SKF-TBU 130 x 230 x160 (聚合物箱体)561.轴箱上设有上下拉杆座和垂向减振器座，轴箱为铸造件，材质为球墨铸铁，符合EN-GJS-400-18-LT(EN 1563)标准；2.轴箱上安装有轴温传感器，部分轴端安装有速度传感器；3.轴箱轴承采用SKF公司产品，为圆锥滚子轴承TBU130 x230 x160，采用带聚酰胺笼子的内置传感器，执行 EN 12080，设计执行EN 12082，润滑符合 prEN 12081，型号为BT2-8545B。4.大修周期为每125万公里，替换周期为250万公里。轴箱（轴箱（CRH5）57前端后端58轴箱轴箱