铁路转向架自动转向装置设计
一种动车组转向架构架翻转机的设计
CRH2/380、CR400AF及城际动车组转向架构架检修时，构架清洗及脱漆探伤工序都需要翻转构架，前期主要是借用天车及翻转台位进行翻转作业,但由于构架本身形状不规则，且重量较大，容易导致构架翻转时人工操作困难，对天车轨道方向运行易造成损伤，并且对周边作业造成一定安全隐患。
为了尽量避免出现上述问题，本文通过认真调查既有动车组构架基本外形，同时调研国内外相关类似翻转设备运行情况，设计了一种适用于CRH2/380、CR400AF以及城际车转向架构架翻转的设备。
1 设计方案确定CRH2/380、CR400AF以及城际车的转向架构架主要由横梁、侧梁、吊杆座（M）、制动吊座以及纵向辅助梁组成，新设计翻转设备夹具应该具有通用性。
本文设计了一种基于自动伸缩调整夹持构架定位臂及侧粱部位的夹具组成，该夹具组成可以实现X方向（沿轨道）、Y方向（与轨道垂直）自动调整。
构架通过载运车运到翻转设备处；翻转设备利用自动定位、夹紧、升降装置及翻转机构实现构架准确定位、自动夹紧、自动升降及翻转等操作。
翻转设备的主要组成包括升降机构、夹具组成以及控制台等；升降机构带动夹具组成可实现垂直方向位置调整。
夹具组成传动原件如图1所示。
1.夹持位置；2.夹紧电机；3.电动推杆；4.横向丝杠；5.升7.翻转驱动电机2所示。
图2 梯形螺纹简图另外，构架翻转机包含两台完全一样的螺旋升降机构，构架组成按总载荷5t考虑,滑动螺旋传动相关参数如表1所示。
表1升降机构相关参数序号名称数值单位备注1额定载荷F025kN—2结构载荷G116kN—3丝杆升降速度V0.0095m/s—4外螺纹大径d60mm—5外螺纹中径d255mm—6内螺纹中径D255mm—7外螺纹小径d349mm—8内螺纹小径D150mm—9内螺纹大径D461mm—10牙根部宽度b 6.5mm—11载荷动载系数φ 1.103 1.1+0.34v12最大轴向动载荷F45000Nφ×（F0+G1）2.1.1 螺杆的耐磨性验算已知H1=0.5P=0.5×10=5mm，n=H/P=90/10=9，工作压强p如式（1）所示。
铁路转向架自动转向装置设计
铁路转向架自动转向装置设计介绍了铁路转向架自动转向装置的机械结构，阐明了其气动控制系统工作原理。
标签：气动控制；转向架；转向1 前言当前各机车车辆厂、车辆段在制造修理过程中通常使用吊车吊运进行转向架的转轨转线作业。
相比较而言，在这类工位使用转盘类设备进行作业要比吊车吊运更加安全经济，效率更高，工艺更加顺畅。
目前在用的转向架转向转盘装置大部分采用手动驱动，劳动强度很大。
因此笔者根据现场应用实际要求，设计制造了全部采用气动元件控制，能够将自动定位、转向、推出、延时复位等全部动作自动实现的新型转向架自动转向装置。
2 机械结构设计转向架自动转向装置由8转盘、5底座、4回转支承、7辅助滚子支承装置、3转向架定位装置、2推出装置和6回转气缸及花纹钢板盖板等组成（如图1）。
设备直径3200mm，高550mm，整体安放在设备基础圆形地坑中，盖板上平面与车间地面平齐。
该装置除了可以承载转向架或轮对载荷外，还允许车间内5t 叉车通行。
底座通过地脚螺栓固定于地坑内，转盘为型钢焊接结构并通过回转支承定位在底座上，由回转气缸驱动以底座转轴为中心上做90°回转。
转盘整体结构具有足够的承载强度和抗冲击能力，保证旋转作业无扇形摆动和轴间晃动。
转盘上设置相互垂直的两股轨道（通过轨道和转向轨道，轨距1435mm），轨道内侧面、顶面与设备安装处所内已铺设安装好的井字形钢轨对齐。
由于转向架质量很大，在刚刚驶入转盘轨道时会对回转支承乃至底座产生较大的倾覆力矩，因此本设计特别在转盘井字形轨道下部安装了8个辅助滚子支承装置。
转向架定位装置安装在转向轨道内侧面，和活动橡胶缓冲止挡块配合实现转向架自动定位，转向作业结束时，推出装置自动升起将转向架推离转盘。
转盘回转过程两个末端除了安装有机械挡铁外，还加装了油压缓冲器，以吸收设备和转向架回转动能，减少冲击造成的机械结构损害。
3 气动控制系统设计气动控制原理图如图2。
图中1为气源处理元件，用于对压缩空气进行过滤调压和润滑；2为杠杆式机控阀，用于转盘自转90°到位检测；3为延时气控阀，用于控制推出气缸动作；4、5为推出气缸；6、7为快速排气阀，用于提高推出动作的运动速度；8、9为定位气缸；10为回转气缸；11、12为单向节流阀，用于调整回转气缸运动速度，继而实现转盘自转慢进-快退的运动方式；13为人控换向阀，用于实现转向架通过作业和转向作业的切换；14为延时气控阀，用于控制转盘的转向和复位动作；15为气控阀，用于控制定位气缸动作；16为杠杆式机控阀，用于转向架前轮检测。
CRH2第2章转向架
转向架架体
转向架架体是转向架的主要部件之一,为整个转向架结构提供支撑和承载。 精密设计的转向架架体确保转向架能承受高速行驶过程中产生的各种应力 和荷载,保证列车运行的安全性和稳定性。
转向架架体结构
坚固耐用
转向架架体采用高强 度钢材制造,能够承 受列车高速运行时产 生的各种应力和冲击 载荷。精密的结构设 计确保了整个转向架 的可靠性和耐用性。
转向架转向机构
转向控制
转向架转向机构通过精准控制车轮组的相对位置,优化轮轨接触状态,确保列车在高速弯道行 驶时的平稳性。
机械传动
转向机构采用齿轮、链条等机械传动机构,将操纵杆的转动动作可靠地传递到车轮组,实现转 向控制。
液压系统
部分高速列车采用液压转向机构,通过液压缸的伸缩带动转向架转向,这种方式响应更快、控 制更精准。
轮对轮径
1435
160
2
轨距
轮对轮径是车轮组的关键参数之 一，其数值决定了列车的运行速 度和加速性能。目前CRH2动车 组采用的标准轨距为1435毫米
。
轮径
CRH2动车组的轮对轮径一般为 1600毫米，这种直径尺寸能够 保证列车在高速运行过程中的稳
定性和牵引力。
轮对
每个转向架都配备有两个轮对， 这种双轮设计能够更好地稳定车
转向架故障诊断
分析故障表现
1
通过观察异常振动、噪声或车体抖动等
症状,初步判断故障的类型和严重程度。
2
检查关键部件
仔细检查转向架上的车轮、轴承、弹簧
采用故障诊断
3
、减振器等关键部件的状态和性能。
利用专业检测设备和诊断软件,对转向架
的各项性能参数进行全面检测和分析。
4
查找故障根源
CRH1CRH2CRH5动车组转向架结构原理说明
CRH1CRH2CRH5动车组转向架结构原理说明CRH1、CRH2和CRH5是中国高速铁路动车组的型号，其转向架结构相似但存在一些细微的差异。
在下面的解释中，将涵盖这三种型号的转向架结构原理。
动车组转向架结构原理说明：一、整体结构概述：动车组转向架主要由轮对、车轴、转向架架体、阻尼器和弹簧等组成。
其主要功能是给列车提供支撑和转向功能。
转向架需要承受列车的重量，并通过转向架架体的转向机构实现转向控制。
二、轮对与车轴的作用：轮对是动车组转向架的关键部分，是其与铁轨间的主要接触面。
通过与轨道的摩擦力，轮对能够传递列车的牵引和制动力，并提供侧向牵引力来实现转向。
车轴是轮对的支撑轴承，通过车轴将轮对固定在转向架上。
车轴可以承受列车的垂直载荷，同时使得轮对在水平和垂直方向上能够相对转向架旋转。
三、转向架架体的结构与材料：转向架架体是转向架的主要部分，构成了转向架的骨架。
它通常由钢材制成，因为钢材具有较高的强度和刚性，能够承受列车的重量和转向力。
转向架架体包括上架体、下架体和链座等组成部分。
上架体是连接转向架与车体的关键部件，负责承受列车的垂直载荷和侧向牵引力。
下架体是与上架体相连接的主要支撑结构，在列车行驶过程中能够减震、缓冲和抗侧翻。
链座是连接转向架与车体之间的链条连接点，通过链条传递列车的纵向牵引力和制动力。
四、转向机构的工作原理：转向架的转向机构是实现列车转向控制的关键部分。
其主要由转向架架体上的玩异步机构、传感器、执行器和控制系统等组成。
王异步机构是转向机构的主体部分，通过将传感器感知到的转向信号转换为机械运动，实现转向架的转向控制。
传感器可以感知列车行驶时的偏差角度，并将信号传输给执行器。
执行器负责将电信号转化为机械运动，通过推拉杆等机构实现转向架的转向。
控制系统负责计算和控制列车的转向角度和速度。
基于列车行驶的实时数据，控制系统能够自动调整转向机构的转向角度和速度，使列车保持在预定的轨道上行驶，同时对列车进行稳定控制。
高速列车自动电动转向架研究与设计
高速列车自动电动转向架研究与设计自动电动转向架（Bogies）作为高速列车技术的重要组成部分，起到了关键的作用。
它不仅能够支撑整个列车的运行，还能提供稳定、舒适的乘车体验。
因此，对自动电动转向架的研究与设计至关重要。
本文将重点探讨高速列车自动电动转向架的研究与设计。
一、研究背景高速列车的安全性、稳定性和乘车舒适度是保障列车运行的重要因素。
而自动电动转向架作为高速列车的“足底之翼”，直接影响列车在弯道行驶时的稳定性和乘车舒适度。
传统的铁路转向架通常采用机械传动方式，但其存在的问题包括噪音大、维修成本高以及操作不灵活等。
因此，开发一种高速列车自动电动转向架非常必要。
二、研究意义高速列车自动电动转向架的研究与设计有以下几个重要意义：1. 提高行驶稳定性：自动电动转向架能够根据列车的运行状态自动调整转向角度，使列车在高速行驶和通过弯道时更加稳定。
2. 提升乘车舒适度：自动电动转向架的设计可减少列车行驶过程中的颠簸和震动，从而提升乘客的乘车舒适度。
3. 降低维修成本：自动电动转向架采用电动传动方式，相较于传统的机械传动转向架，不仅噪音更低，还能减少维护维修成本。
4. 提高安全性：自动电动转向架的故障检测与排除系统能够实时监测转向架的工作状态，一旦出现异常，能够及时做出反应，保障列车行驶安全。
三、设计原理高速列车自动电动转向架设计的核心原理是通过电动驱动系统控制转向架的转向角度和传动悬挂系统的工作状态。
其主要包括以下几个方面：1. 电动驱动系统：采用电动机作为动力源，通过控制电动机的旋转方向和速度，实现转向架的转向运动。
2. 传动悬挂系统：采用电动传动方式，通过传动装置将驱动力传递给轴箱，从而实现驱动轮对的旋转。
3. 故障检测与排除系统：通过传感器和监控设备实时监测转向架的工作状态，一旦出现异常，能够及时对故障进行检测和排除，确保行车安全。
4. 自动调整功能：根据列车的运行状态和行驶速度，自动电动转向架能够实时调整转向角度，以保证列车行驶的稳定性和安全性。
高速铁路动车组-CRH380B型动车组转向架轮缘润滑、撒砂及排障装置
CRH380B型动车组转向架轮缘润滑、撒砂及排障装置
一、轮缘润滑装置 1. 轮缘润滑概述 轮缘润滑：轮缘润滑系统的设计是为了有效降低车轮轮缘与轨道摩擦所产生的磨损和噪声。轮缘润滑系统安装在1车、8车的1轴轮对（动力轮对）附近并将润滑剂喷射到轮缘上，一轴轮对轮缘得到润滑剂后，通过接触，轨道也得到了润滑剂，轨道上的润滑剂又会传送到后面的车轮上。
（三）组成及各部分的作用
3. 润滑剂的选用 为减小润滑剂对环境造成的污染，因此润滑剂的耐压性能必须要好，因为车轮和轨道之间的表面压力极高。因此，润滑剂中必须含有极压添加剂，如石墨、铝粉等，其作用是使消耗及磨损大幅降低。如果采用稀油，黏度可高至220 cSt(40℃)；半流体干油可采用000号等级的润滑脂，其中含有15％的固体颗粒。
（四）转向架的主要技术要求
三、排障装置 在头车的一位端的动力转向架上还安装了排障装置（扫石器）。排障装置用于清除钢轨上的障碍物，以降低轮对踏面受损和列车脱轨的风险。它只能排除轨道上的道砟等小型障碍物，更大的障碍物由车体的排障器排除。
（四）转向架的主要技术要求
（四）转向架的主要技术要求
二、撒砂装置 另外1、8号车一轴和3、6号车一轴、四轴，安装了撒砂装置，用于改善轮轨间的粘着条件。
（四）转向架的当轮轨间摩擦系数降低时，可以通过在车轮和钢轨轨面之间撒砂增加摩擦系数。增大制动效率，从而减少车轮打滑趋向。“撒砂”的信号由牵引控制单元（TCU）发出或通过头车司机室撒砂开关发出。撒砂时，来自总风管的压缩空气进入撒砂单元。压力空气经减压阀，流经电磁阀，到达砂箱底部的撒砂器。在撒砂器启动时，砂子被空气吹经砂管到达加热器，防止砂子打团。撒砂分为高压撒砂和低压撒砂，当车速大于160km/h时高压撒砂（6.3bar），小于160km/h时低压撒砂（2.7bar）。
HXD1C型电力机车转向架资料
其他附属装置
转向架的作用
1、承重：承载机车上部的全部力量，包括车体和 设施设备，并把重量均匀分配给每个轮对。
2、传力：保证必要的轮轨间粘着，以传动牵引力 和制动力，使机车运行和停车。
3、转向：在钢轨的引导下，保证机车能顺利通过 曲线和岔道，实现机车在线路上运行。 4、缓冲：缓和路线不平顺对机车的冲击，减少运 行中的动作及危害，保证机车在牵引力、制动力和 各种外力作用下的安全运行。
牵引装置是高速重载机车牵引性能发挥的关键部件，本机 车采用同HXD1、HXD1B型机车的低位推挽式双牵引杆方 式，机车粘着重量利用率较高，计算值高达94%，完全能 够满足机车高速重载运输需要。这种牵引技术已经在大秦 线上HXD1型机车万吨牵引上得到了充分体现。 牵引装置的结构型式：采用低位推挽式双杆牵引和端部布 置方式，主要由牵引杆（一）、牵引杆（二）、连杆、牵 引销、法兰组件等组成。牵引杆（一）通过牵引橡胶关节 与构架牵引座相连，牵引杆（二）通过法兰组件与车体牵 引座相连，牵引杆（一）、牵引杆（二）则通过牵引销连 接，连杆将牵引杆（一）与构架端梁相连。
HXD1C机车转向架
目录
1、转向架的组成和结构 2、HXD1C型机车框架
3、轮对驱动装置
4、弹性悬挂装置
5、牵引装置、基础制动装置、其他附属装置
4、转向架的作用 5、力的传递 6、HXD1C机车主要设计参数 7、转向架的维护保养和检修
转向架的组成和结构
电力机车有构架、轮对驱动装置、弹性悬挂装置（Ⅰ系、Ⅱ系悬挂）、 牵引制动装置（牵引杆装置、基础制动装置）以及其他附属装置等部 分组成，其中轮对驱动装置又包括 轮对组装、牵引电机及其悬挂装置 和轮齿传动装置等部件。
铁路货车空重车自动调整装置原理作用
制动缸压力空气通过X-4G限压阀 和120阀向外排气
C-A传感阀活塞 下腔空气压力下 降 降压风缸压力空 气通过止回阀与 制动缸压力空气 经限压阀及触杆 内小孔和120阀排 向大气
C-A传感阀活塞 和触杆下移 X-A 限压阀复位 处于常开位置， C-4G传感阀止回 阀关闭
空车时制动缸压力过高。 原因：1.与降压风缸相连的控制管路漏气。 2. 调整阀内止回阀与座密贴不严。 空车时制动缸压力过低。 原因：传感阀止回阀破损。 制动时传感阀触杆未伸出中心孔排气。 原因：传感阀内部配合阻力过大。
第二节 TWG-1系列空重车调整阀故障及处理 WG-1系列传感阀活塞密封圈破损、漏泄 产生后果：制动时，制动缸风压被分流， 无法形成全重位，致使重车位时制动缸压 力不足，危机行车安全。 判断方法：重车位时调整阀显示器伸出。 处理：关门
KZW-A型空重车自动调整阀作用原理图
副风缸压力空气 列车管减压制动时：
制动缸充气 X-A限压阀活塞上方充气
X-A限压阀
活塞随触杆一起上升 C-A传感阀活塞下腔充 气 触杆上移碰到抑止盘时停止不动 活塞继续上移 活塞内的止回阀被触杆顶开
活塞下腔压力 空气型向降压 风缸充气 X-A限压阀膜板 上方充气
跃升活塞全重位制动初跃升结束止回阀关闭制动缸供风停止调整阀下活塞下方压力迅速提高下活塞提起止回阀上移120阀恢复向制动缸充气同时也经z向下活经z1向下活塞上方充气a型c型调整阀调整室无压力分流传感阀活塞下移顶杆触头于横跨梁接触顶杆停止下移止下移活塞上的y型圈不会露出通往降压风缸的气槽j制动缸继续升压降压风缸无压力空气调整阀顶部显示器也无压力空气活塞克服顶杆簧弹力下移到位显示杆完全缩回看不见表示全重位twg1a型空重车自动调整阀全重位全空位制动车辆处于空载状态横跨梁位置最低制动时传感阀顶杆触头一时碰不到横跨梁降压风缸传感阀活塞很轻易的开放套侧面的槽j制动缸压力空气调整阀上活调整阀上活塞上方此时降压风缸的压强于制动缸压强几乎相等几乎相等由于分流作用相当于扩大了制动缸的容积故制动压力较低
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铁路转向架自动转向装置设计
摘要：介绍了铁路转向架自动转向装置的机械结构，阐明了其气动控制系统工作原理。
关键词：气动控制；转向架；转向
1 前言
当前各机车车辆厂、车辆段在制造修理过程中通常使用吊车吊运进行转向架的转轨转线作业。
相比较而言，在这类工位使用转盘类设备进行作业要比吊车吊运更加安全经济，效率更高，工艺更加顺畅。
目前在用的转向架转向转盘装置大部分采用手动驱动，劳动强度很大。
因此笔者根据现场应用实际要求，设计制造了全部采用气动元件控制，能够将自动定位、转向、推出、延时复位等全部动作自动实现的新型转向架自动转向装置。
2 机械结构设计
转向架自动转向装置由8转盘、5底座、4回转支承、7辅助滚子支承装置、3转向架定位装置、2推出装置和6回转气缸及花纹钢板盖板等组成（如图1）。
设备直径3200mm，高550mm，整体安放在设备基础圆形地坑中，盖板上平面与车间地面平齐。
该装置除了可以承载转向架或轮对载荷外，还允许车间内5t叉车通行。
底座通过地脚螺栓固定于地坑内，转盘为型钢焊接结构并通过回转支承定位在底座上，由回转气缸驱动以底座转轴为中心上做90°回转。
转盘整体结构具有足够的承载强度和抗冲击能力，保证旋转作业无扇形摆动和轴间晃动。
转盘上设置相互垂直的两股轨道（通过轨道和转向轨道，轨距1435mm），轨道内侧面、顶面与设备安装处所内已铺设安装好的井字形钢轨对齐。
由于转向架质量很大，在刚刚驶入转盘轨道时会对回转支承乃至底座产生较大的倾覆力矩，因此本设计特别在转盘井字形轨道下部安装了8个辅助滚子支承装置。
转向架定位装置安装在转向轨道内侧面，和活动橡胶缓冲止挡块配合实现转向架自动定位，转向作业结束时，推出装置自动升起将转向架推离转盘。
转盘回转过程两个末端除了安装有机械挡铁外，还加装了油压缓冲器，以吸收设备和转向架回转动能，减少冲击造成的机械结构损害。
3 气动控制系统设计
气动控制原理图如图2。
图中1为气源处理元件，用于对压缩空气进行过滤调压和润滑；2为杠杆式机控阀，用于转盘自转90°到位检测；3为延时气控阀，用于控制推出气缸动作；4、5为推出气缸；6、7为快速排气阀，用于提高推出动作的运动速度；8、9为定位气缸；10为回转气缸；
11、12为单向节流阀，用于调整回转气缸运动速度，继而实现转盘自转慢进-快退的运动方式；13为人控换向阀，用于实现转向架通过作业和转向作业的切换；14为延时气控阀，用于控制转盘的转向和复位动作；15为气控阀，用于控制定位气缸动作；16为杠杆式机控阀，用于转向架前轮检测。
转向架转向作业各气动元件基本动作顺序如下：初始状态下气阀
2、3、15、16均为复位状态，气阀14为延时换向后状态-前轮对进入到转向轨道碰撞活动橡胶缓冲止挡块触动检测气阀16换向-气阀15a端进气换向，同时气阀14复位-定位气缸8、9活塞伸出，定位杠杆露出轨面，并将转向架定位，同时回转气缸10动作，转盘开始自转-转盘自转90°到位，触动机械挡铁和检测气阀2换向-气阀15复位，气阀3a端进气，延时4～5s后换向-定位气缸8、9复位，推出杠杆在推出气缸4、5的作用下快速旋转，将转向架推出-检测气阀16复位-气阀14a端进气，延时若干时间，待转向架离开转盘后换向-回转气缸10动作驱动转盘逆向旋转90°，气阀2、3复位，系统进入下一工作循环。
当转向架需进行通过作业时，可人工操纵阀13进行换向，转盘在回转气缸10的驱动下自转90°，使通过轨道与转向轨道换位，从而实现转向架的通过。
4 结束语
与其他传统控制方式（如电动方式、液压方式）相比，在转向架自动转向装置上采用气动控制技术有以下几个优点：
4.1 工作介质是压缩空气，目前各机车车辆厂、车辆段均集中供应，动力实现容易。
4.2 气动元件已经实现了标准化，输出力以及工作速度的调节非常容易，安装维护简单，可靠性高，使用寿命长，防潮性能好，使用安全。
即便气动控制系统出现故障，只要无严重的机械结构损坏，关闭气源该转盘仍能手动实现必要的通过和转向功能。
4.3 采用气动控制实现转向架转向功能仅需要价格低廉的几只气缸和气阀，机械传动方式是最简单的杠杆机构，具有明显的成本优势。
液压控制方式实现同样的功能时虽然机械结构类似，但造价偏高，检修困难。
而采用电动方式实现同样功能则需要相对复杂的减速机-齿轮传动机构，特别对于转向架定位及推出这样简单的功能用电动控制方式实现时，结构要复杂的多，而且还容易带来地坑返潮积水引起电路漏电等安全隐患。
当然采用气动控制技术也有动作速度易受负载的变化而变化，低速稳定性不好，输出力较小等缺点，但在转向架转向这样的应用场合，是能满足工作要求的。
该设备自研制成功以来，又陆续在多个单位获得安装应用，使用效果良好。
运用该设备替代吊车转运客货车转向架，对于提高工作效率，降低能耗和劳动强度具有积极的意义。
参考文献
[1]闻邦椿.机械设计手册[m].机械工业出版社，2010年.
[2]黄志昌.液压与气动技术[m].电子工业出版社，2010年.
作者简介：黄伟（1978-），男，工程师，汉族，大学本科，济南铁路经营集团日照物流分公司，现从事铁路设备开发与技术管理工作。