转K5型转向架讲述

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1、转K5型转向架 培训教材 中国南车集团株洲车辆厂 2005.9 前 言 转K5型转向架是在我国铁路大提速战略下，在部运输局 、南车集团公司等各级领导的关心与支持下，由中国南车集 团株洲车辆厂和美国原ABC-NACO公司联合开发的新产品 。它的诞生，既引进了美国先进、成熟技术，也凝聚了工厂 科技人员的智慧和艰辛劳动。 为使各路局兄弟单位能更好的了解、掌握、使用、 维护转K5型转向架，我们特编了这本转K5型转向架验收 用培训教材，该教材有文稿本和光盘两种，内容相同。 因水平有限，教材中有不妥之处，敬请原谅。同时，还 请各兄弟单位在今后的使用、维护当中，多提宝贵意见，逐 步完善。 编者 2005年9

2、月 目 录 第一章 概述 第一节 简介 第二节 主要特点 第三节 主要性能参数与基本尺寸 第二章 结构组成 第一节 简介 第二节 摇枕组成 第三节 侧架组成及承载鞍 第四节 摇动座、摇动座支承及弹簧托板 第五节 弹性悬挂系统及减振装置 第六节 常接触式弹性旁承 第七节 基础制动装置 第八节 横跨梁组成 第三章 组装程序 第四章 组装技术要求 第五章 主要易损件及其磨耗限度、质量保证期 第一章 概 述 第一节 简介 提高货车轴重是提高货运能力最有效的途径，是世界 各国铁路货物运输的共同发展趋势, 我国也已将发展25t轴 重四轴货车纳入了铁路发展主要技术政策。而目前我国铁 路主型货车轴重为21t，

3、严重制约了我国铁路运输能力的提 高。 2001年株洲车辆厂以合资形式引进美国摆动式转向架 技术，并和美国原ABC-NACO公司联合，成功开发了适用于 中国铁路的21t轴重的转K4型（摆动式）转向架。随后为将 美国成熟、先进的25t轴重摆动式转向架技术应用于中国的 25吨轴重转向架上，株洲车辆厂又与美方联合设计了适应 中国铁路的2E轴摆动式转向架（转K5型转向架），设计工 作是在美国原有25吨轴重摆动式转向架及中美联合设计转 K4型转向架的成功经验基础上进行的。 2003年7月株洲车辆厂试制出了样机，并按照国标及铁标 的有关要求，先后通过了 侧架和摇枕的静强度、压吨、疲劳试验，摇动座的静载 荷和

4、疲劳试验，弹簧的疲劳试验，侧架、摇枕及弹簧托板的 动应力测试，弹簧托板的疲劳试验， 装于C76H敞车、C80铝 合金敞车上进行了线路动力学试验(试验最高速度达到 136km/h)和翻车机试验。 2003年9月，铁道部运输局会同科教司等，在秦皇岛通过 了2E轴摆动式转向架的技术审查。 审查意见认为：“该转向架是引进美国成熟的25t轴重 swingmotion转向架技术，并在吸取了转K4转向架运用经验 的基础上研制的25t轴重货车转向架。装用该转向架的新型运 煤敞车能满足商业运行速度120kmh的要求。” 2003年9月铁道部运装货车2003326号文批准和下发 了该转向架审查意见，并正式将该转向

5、架定型为：转K5型 转向架。2003年10月铁道部运装货车2003353号文批复了 该转向架的图样和技术条件。 转K5型转向架，既保持了美国原摆动式转向架的优点 ，又适合中国铁路货车运用、检修、制造的国情，便于在 中国推广，能满足我国铁路货车“提速、重载”的要求， 具有较广阔的发展前景。 第二节 主要特点 转K5转向架的主要特点为： （1）结构上属于铸钢三大件式转向架，具有结构简单、车 轮均载性好、检修维护方便等优点。 （2）该转向架采用了类似于客车转向架的摇动台摆式机构， 使转向架横向具有两级刚度特性，大大增加了车辆的横向柔 性，提高了车辆的横向动力学性能，降低了轮轨间的磨耗。 （3）提高了

6、车辆脱轨安全性 由于摆动式转向架摇枕挡位置下移，使侧滚中心降低， 对侧滚振动控制加强，有效地减小了爬轨和脱轨的可能性， 尤其是对高重心的货车，大大提高了其脱轨安全性。 （4）该转向架具有高的耐久性和可靠性 经美国和加拿大运用实践表明，该转向架运用寿命长， 维修工作量小，可运营160万公里免检修。 第三节 主要性能参数与基本尺寸 主要性能参数： 轴重 25t 自重 4.7t 最高运行速度 120km/h 轨距 1435mm 轮型及 HEZB或HESA 轮径 840mm 车轮踏面形状 LM磨耗型踏面 轴型 RE2A型 轴承 TBU150或TAROL150 基础制动杠杆倾角50 基础制动装置制动倍率

7、4 转向架中央悬挂弹簧垂向总刚度 空车垂向刚度3682 N/mm 重车垂向刚度10727 N/mm 心盘允许载荷443.94kN 通过最小曲线半径145m 工作环境温度 -4050 限界：符合GB146.1-83标准轨距铁路机车车 辆限界车限-2的要求。 主要基本尺寸： 固定轴距 1800mm 轴颈中心距 1981mm 旁承中心距 1520mm 下心盘直径 375mm 下心盘面（含心盘衬垫）距轨面自由高 710mm 下心盘面至弹性旁承顶面距离（自由高） 83mm 侧架上平面距轨面高 765mm 侧架下平面距轨面高 160mm 第二章 结构组成 第一节 简介 转K5型转向架类似于传统铸造三大件式

8、转向架，主要由轮 对和轴承装置、摇枕组成、侧架组成、弹性悬挂系统及减振装 置、基础制动装置、常接触式弹性旁承等组成，见图所示，但 该型转向架采用了独特的弹簧托板、摇动座等结构，使之具有 更好的横向性能及其它优点。 转K5型摆动式转向架主要结构示意图 转K5型转向架分解图 摇枕组成侧架组成 承载鞍 下旁承组成 弹簧托板组成 斜楔组成 RE2A型轮对 摇动座 两级刚度弹簧 基础制动装置 横跨梁组成 轮对和轴承装置与目前线路上运用的转K6型转向 架具有相同结构，但要求单个车轮的静态不平衡力矩 不大于125g.m。 下面就转K5型转向架各部件与传统三大件式转向 架不同结构特点及检查要点作一介绍。 第二

9、节 摇枕组成 摇枕组成由摇枕、心盘磨耗盘、下心盘、八字面 磨耗板、托架组成及固定杠杆支点座组成等构成。 为了便于与转K6型转向架互换，设计了直径为 375mm下心盘。 采用了和转K6转向架相同材质的改性尼龙心盘磨耗 盘。 为减轻自重，摇枕通过有限元计算和结构优化，材 质用AAR M201 B级钢。摇枕下部铸出两块三角形挡， 其与弹簧托板上的挡板配合，限定了摇枕的最大横向位 移（摆动加横移共为32mm），防止摇枕串出，起到安 全挡的作用,托架组成防止上拉杆接触摇枕面。(见下图) 心盘磨耗盘 下心盘 摇枕 八字面磨耗板 托架组成 固定杠杆支点座 第三节 侧架组成及承载鞍 侧架组成有立柱磨耗板、侧架

10、滑槽磨耗板、侧架、 导框摇动座等,见下图所示。 导框摇动座 侧架滑槽磨耗板 立柱磨耗板 导框摇动座固定块 侧架 侧架材质为B级钢，侧架立柱磨耗板与侧架滑槽磨 耗板材质均为47Mn2Si2TiB或45号钢，侧架立柱磨耗板 用两个SFT平头折头螺栓紧固与侧架立柱面上，导框摇 动座为合金钢锻件，用固定片固定于侧架导框处；侧架 立柱磨耗板、SFT平头折头螺栓及防松螺母均与转K4转 向架通用。 侧架滑槽磨耗板为压型件，分左右，材质为 47Mn2Si2TiB。 侧架材质采用AAR M201 B级钢，其中央方框下 弦杆处，不再是转8A侧架一样，作为弹簧承台，而是 一腔形结构，用以安装摇动座支承及摇动座，见图

11、示 。 侧架 摇动座支承 摇动座 侧架中央方框下弦杆处，不再是转8A侧架一样，作为 弹簧承台，而是一腔形结构，用以安装摇动座支承及摇动 座。其导框处也不是转8A侧架的圆台结构，而是一腔形结 构，用以安装导框摇动座，导框摇动座两侧可用不同厚度 的垫片塞紧，再将固定块焊固，使导框摇动座定位于侧架 导框顶部腔 内。见图示。 导框摇 动座底面为 圆弧形，承 载鞍顶面也 是圆弧形，两 圆弧形成滚动副，使 侧架象吊杆一样，具有摆动的功能，提高车辆的横向性能 。 侧架 导框摇动座固定块 垫片 承载鞍 导框摇动座 承载鞍的鞍顶面为经硬化处理的圆弧面，与导 框摇动座组合成为摆动机构的上摆点，使侧架象吊 杆一样，

12、具有摆动的功能，提高了车辆的横向性能 。鞍面尺寸与进口轴承相匹配,其余按AAR标准设计 制造，材质为C级钢。 为便于线路检修时更换制动梁，将侧架滑槽磨 耗板上翼板与侧架立柱间断开，以保证在不拆卸轮 对时制动梁可从该缺口处取出。 制动梁从该缺口取出 第四节 摇动座、摇动座支承及弹簧托板 摇动座与弹簧托板用折头螺栓、防松螺母紧固，弹簧悬 挂系统坐落在弹簧托板上。摇动座支承坐落在侧架中央方框 下弦杆的腔形结构中，摇动座与摇动座支承的接触面为圆弧 形结构，两圆弧形成滚动副，使侧架具有摆动的功能。 摇动座、摇动座支承、弹簧托板的外形结构见图所示。 摇动座支承 摇动座 弹簧托板组成 挡板 摇动座 第五节

13、弹性悬挂系统及减振装置 每侧弹性悬挂系统及减振装置由两个斜锲组成、两组减 振内圆弹簧、两组减振外圆弹簧、六组承载内圆弹簧、六组 承载外圆弹簧组成，见图 所示。 减振弹簧为两级刚度， 减振内圆弹簧簧条直径为 17mm,自由高232mm，减 振外圆弹簧簧条直径为 21mm,自由高282mm；承载弹簧也为两级刚度，承载内圆弹 簧簧条直径为20mm,自由高234mm，承载外圆弹簧簧条直径 为24mm,自由高269mm；这样使空车、重车分别对应不同的 空、重两级刚度，空车和重车都有优良的动力性能。 减振弹簧 承载弹簧 斜锲由材质为针状铸铁的斜锲体及材质为高分子 复合材料的磨擦板组成，卸换方便,见图所示。

14、 磨擦板 斜锲体 第六节 常接触式弹性旁承 下旁承组成 下旁承组成采用与转K4转向架通用的常接触橡胶 弹性旁承，下旁承组成由旁承体组成、调整垫板、纵 向锁紧斜铁组成 ，其中旁承体组成又由旁承体上部 、旁承体下部、锥套形橡胶层、铆钉、旁承摩擦板等 组成一个整体 。 11121415 123 13 常接触式橡胶弹性旁承外形组成见图所示 如上图所示，弹性旁承由旁承体组成1、调整垫板2、纵 向锁紧斜铁3组成。其中旁承体组成1又由旁承体上部11、旁承 体下部12、锥套形橡胶层13、铆钉14、旁承摩擦板15等组成一 个整体。 主要特点 （1） 结构简单紧凑，安装方便。 由于旁承体组成通过橡胶将旁承体上部与

15、旁 承体下部硫化在一起，再通过铆钉将旁承摩擦板 铆接成一个整体，结构简单紧凑。 （2）检测、调整旁承压缩量方便。 旁承体上部底面与旁承体下部顶面的间距（ 18mm）的变化量即为旁承压缩量，检测方便、 准确。旁承压缩量不符要求时，可取出旁承体组 成加入适当厚度的调整垫板达到，然后插入纵向 锁紧斜铁即可，操作方便。 （3） 纵向无间隙、无磨耗。 采用纵向锁紧斜铁消除了旁承体下部与旁承盒 之间的纵向间隙，采用锥套橡胶将旁承体上部与旁 承体下部硫化在一起消除了旁承体上、下部的间隙 ，实现了弹性旁承在纵向无间隙、无磨耗的条件下 工作，可稳定地保持旁承抑制蛇行运动、提高临界 速度的功能，并消除了旁承与旁承盒之间的磨耗， 提高旁承的使用寿命，降低维护成本。 （4）可靠性较好。 目前橡胶弹