西安地铁二号线车辆转向架结构模式分析

【摘 要】通过对西安地铁车辆转向架的结构模式的分析，总结出B型地铁车辆转向架的主要特点，设计出轻量化、高性能、高可靠性的B型地铁车辆转向架具有重要的意义。

【关键词】西安地铁；B型地铁车辆；转向架；结构模式

引言

转向架是铁道车辆上最重要的部件之一，它直接承载车体重量，保证车辆顺利通过曲线。B型地铁车辆适用于客流量中等的大中型城市。西安地铁车辆采用VVVF交流传动技术和轻量化耐候钢或不锈钢车体的B型车，能满足西安轨道交通系统发展。

1、西安地铁车辆转向架简介

西安地铁车辆转向架为轻量化、低噪声、无摇枕转向架。采用H型钢板压型焊接构架，轴箱弹簧为无磨耗圆锥叠层橡胶弹簧，悬挂装置采用空气弹簧直接支承车体的结构，制动装置采用单元式闸瓦踏面，单元制动缸带停放制动功能，牵引电机横向架悬。

2、西安地铁车辆转向架主要特点及技术参数

2.1转向架主要特点

（1）转向架的综合性能符合规定的限界和线路条件。（2）转向架具有适宜的运行稳定性和良好的曲线通过能力。（3）运行平稳性指标在空载和满载之间的任何载荷条件及各种运营速度下，其垂向和横向平稳性指标均小于或等于2.5。（4）转向架的安全性指标满足要求。（5）转向架关键零部件的静强度、动强度符合有关国际标准要求。

2.2转向架主要技术参数

最大运行速度 80km/h 转向架轴距 2200mm

车轮直径 新轮 840mm

磨耗轮 770mm 轮对内侧距 1353+2/-2mm

最大轴载荷 14t 一系悬挂双圆锥，橡胶弹簧

二系悬挂 空气悬挂 制动 踏面制动

轴承 130mm锥形轴承单元

2.3主要动力学性能参数

1）横向和竖向平稳性指标W≤2.5；2）脱轨系数Q/P≤1.0（其中Q为轮轨横向力，P为单个车轮作用钢轨的竖向力）；3）轮重减载率P/P≤0.6（其中为轮重减载量，P为减载或载侧车轮平均轮重）；4）倾覆系数D≤0.8；5）轴重≤14t时，轮重横向力H≤75.18KN

3、西安地铁车辆转向架主要结构部件

3.1构架

构架分为动车用构架和拖车用构架，都属于H型钢板焊接构架。横梁上设有齿轮箱、电机、牵引杆的安装座，侧梁上设有踏面单元制动器、一系簧、二系簧等部件的安装座。构架采用了互换性设计，不同转向架的构架在维修中可以互换。在额定载荷下，构架使用寿命为30年。

3.2轮对和轴箱装置

车轮采用全加工的辗钢整体车轮，通过过盈配合套装在车轴轮座上。在轮毂部位有注油孔。在车轮的外侧，安装有降噪阻尼器。车轮的断面形状、尺寸及车轮的制造均符合国家规定。滚动圆直径为840mm，轮辋宽度为135mm。轮对内侧距为1353±2mm。车轮采用LM型磨耗型踏面。

轴箱装置采用铸钢箱体、迷宫式防尘结构。轴箱轴承采用双列圆柱滚子轴承。圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承都既能承受径向力，又能承受轴向力。圆锥滚子轴承滚道可以承受轴向力，滚子和滚道之间主要是滚动摩擦。圆柱滚子轴承靠滚子端面和挡边承受轴向力，滚子端面与挡边之间的摩擦是滑动摩擦，摩擦力较大。

3.3悬挂系统

转向架悬挂系统主要由一系悬挂和二系悬挂组成。

3.3.1一系簧。轴箱和构架之间安装有一系悬挂系统，一系悬挂采用具有适当的垂向和横向刚度的锥形金属橡胶弹簧；它一方面可以缓和来自轨道的各种冲击和振动，提高列车的乘坐舒适性；另一方面可以对轴箱进行弹性定位。

3.3.2二系簧。二系悬挂采用四方所生产的大柔度空气弹簧，连接车体和构架，由空气弹簧、二系横向油压减振器、自动高度调整阀、水平杠杆、调整杆、压差阀、安全钢索、调整垫等组成。转向架两侧都有一个高度阀，安装在车体底部，通过高度阀连杆与构架相连，可根据载客量自动控制的本侧空气弹簧的充排气。空气弹簧底部是紧急弹簧，紧急弹簧能有效增加空气弹簧的柔度和挠度，增加列车乘坐舒适性，在空气弹簧爆裂时也能支撑列车继续运行，直至列车退出运营。

3.4牵引装置

每台转向架设有一套牵引装置，负责车体与转向架之间的牵引、制动力的传递。传递牵引、制动力的零部件是无间隙、无磨损、免维护的柔性接触。在列车加速或减速时，不会造成列车冲击。完成转向架相对于车体的回转运动。

3.5基础制动装置

转向架基础制动装置采用单元式踏面制动，制动力优先由动车的再生制动负担，每个转向架安装有四个单元制动缸。其中1/2的单元制动缸带停放制动功能。停放制动力应保证列车在最大的超员情况下，停放在最大坡道上不溜放。单元制动装置内均设有间隙自动调整器，当磨耗使间隙大于某一规定值时，间隙调整器应能自动动作，保证间隙始终在规定的范围内。与轴装盘形制动和轮装盘形制动相比，该转向架具有较低的簧下质量，有利于减小轮轨之间的作用力。

3.6齿轮传动装置

3.6.1电机。动车转向架每根车轴有一个牵引电机，采用架悬式安装，有效地减轻了簧下质量。电机为鼠笼式三相异步交流电机，由主逆变器产生的变频变压三相交流电驱动，功率为180KW，具有维护简单、故障率低等优点。牵引电机通过橡胶衬套安装在构架的电机安装座上，与刚性安装方式相比，这样的弹性安装方式更有利于减缓电机传给构架的振动，降低构架电机安装座受力。

3.6.2齿轮箱。齿轮传动装置采用斜齿轮一级减速。为降低簧下质量，齿轮箱材料采用高强度铸造铝合金。采用刚性可移式鼓形齿联轴器或TD型挠性板式联轴器。采用铸造式齿轮箱，一端通过轴承安装于车轴上，箱体的另一端通过吊杆弹性地吊装于构架的齿轮箱吊座上。牵引电机牢固地安装在转向架构架的电机吊座上，电机轴与轮对平行。齿轮箱安装架采用了强度较大的“C”型结构，它是一个独立于构架的部件，通过螺栓安装在构架横梁的安装座上。如果齿轮箱安装架出现裂纹，更换一个安装架即可。

4、结论及建议

通过对西安地铁车辆转向架结构模式的分析，对B型地铁车辆的主要特点总结如下：

（1）转向架质量轻。（2）转向架采用无摇枕、天心盘，车体载重全部由空气弹簧承载。（3）动车转向架牵引电机采用架悬式。（4）车轮采用全加工S形辐板整体辗钢车轮，具有较高的强度和韧性，抗轮缘磨耗能力强。（5）车轴在动车车轴的传动齿轮侧轮坐采用喷钼处理。（6）轴箱采用铝合金轴箱体，降低簧下质量。（7）采用三向刚度，能很好匹配的锥型金属橡胶叠层弹簧作为一系弹簧，具有一定的径向导向作用。（8）采用整体退火的焊接构架。（9）牵引装置采用无磨耗的中心销，Z字形拉杆牵引方式，黏着重量利用率高。

参考文献

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[3]陆海英.B型城市轨道交通车辆转向架设计研究，2008

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