高速动车组转向架技术研究

高速动车组转向架技术研究

济南局集团公司青岛动车段青岛动车组运用所山东青岛266000

摘要:转向架作为高速动车组的关键设备,是整个动车组安全稳定运行的重要保障。随着我国社会经济的不断进步与发展,我国的高铁动车事业也在不断发展。国家对动车组的安全运行十分重视,因此,对动车组转向架的性能要求也越来越高。相比与传统转向架而言,动车组转向架可以充分的利用轮轨之间的摩擦力,从而减少轨道间的相互作用力,保证高速动车组安全稳定的运行。基于此,本文首先对高速动车组转向架进行简单的介绍,随后从多个方面分析一下动车组转向架的常见问题及改进措施。以此仅供相关人士进行交流与参考。

关键词:高速动车组;转向架技术

引言:

随着我国高铁动车组的不断建设和发展,不仅在国内取得了很大的成功,同时也在向国际不断地开拓市场。转向架在高速动车组中发挥着重要的作用,不仅承担着自身的重量,而且传递车体和轮轨之间的各种载荷和作用力,并且在通过曲线通道时,能够引导车身高速稳定的安全通过。另外,转向架能够缓和运行过程中因为轨道不平而导致的轻微冲击。所以,加强开发高速动车组的转向架技术,是保证动车组安全稳定运行的基础。

一、高速动车组转向架简介(见图一)

高速动车组转向架是由轮对轴箱定位装置、构架、一系和二系弹簧悬挂装置、基础制动装置以及安全监测装置组成。悬挂弹簧可以进行单独的调节,从而保证动车组处在最佳的运行状态。轮对轴箱定位装置的主要作用就是承担整个车体的重量,对于不平稳的轨道造成的冲击力进行缓冲,并传递制动力和驱动力。转向架的整个基础就是构架,构架首先要保证其形状、尺寸和结构都符合转向架组装零件的要求,从而将转向架中的每一个零件和部件组合在一起,构成一个有机的整体。同时还要承担来自各个方向的扭矩和载荷。对于一系和二系弹簧悬挂装置而言,一系主要发挥连接的作用,因此安装在车体和构架之间;二系弹簧悬挂装置的主要构成部分有横向止档、空气弹簧装置和枕梁,主要用于缓冲车体和构件之间的振动[1]。基础制动装置的主要部件就是气动夹钳、浮动式闸片以及高热容制动盘,运行机理是通过增大制动缸传来的力,并传至执行机构实行制动。安装检测装置分为温度传感器和转向架失稳检测装置。这两个装置检测着动车组运行过程中的转向架的实时情况,是动车组转向架安全运行的一大保障。

(图一)高速动车组转向架

二、动车组转向架的常见问题及措施

(一)转向架构架的常见问题以及措施

一般而言,转向架的框架应具有足够的强度,设计寿命为30年。所以转向架框架一般是不会轻易开裂的,但是如果出现裂纹,就一定要及时进行处理。一般焊缝中更容易出现裂纹,或者是在侧架的方向上。另外,构架配管上也容易漏气,因此要做好定期维护和检修的工作[2]。在现场维修时,除了定期对机架进行外观检查外(车底的底板和端处的螺栓是否松动,耐磨性能如何),还需要进行涡流检查和磁粉检查,以保证机架的正常状态。最后还需要检查转向架构架的配线和配管的安装和外观是否有损坏,如果有也要进行及时的维修或者更换。

(二)车轮和齿轮箱的常见问题和措施

车轮中最常见的故障问题就是踏面缺陷或是内部缺陷。因此在检修过程中要仔细检查车轮踏面和进行车轮探伤,重点检查车轮是否出现擦伤、硌伤、剥离等缺陷,发现问题及时对车轮进行镟修处理,必要时及时进行更换。重点检查车轮轮辋辐板内部是否存在缺陷,发现问题,及立即进行复探,确认存在缺陷时要立即停止使用,无法消除的应报废处理。齿轮箱通过滚动轴承安装在车轴上,而且需要用油来润滑,需要有良好的密封性,因此齿轮箱最常见的问题就是密封不严,在进行检查维修的过程中要做好齿轮箱是否漏油的排查,一旦出现漏油情况需要马上进行处理。

(三)闸片的常见问题和措施

因为动车组经常处在高速运转的状态下,每次进行刹车闸片都会进行摩擦,并且摩擦生出的热量还比较高,使闸片处在一个较高的温度下,从而造成闸片的不断磨损,因此需要经常对闸片进行维修与更换。对闸片的具体检查包括检查制动器是否有裂纹、异物和异常磨损,检查制动器的磨损是否达到极限(7mm),一旦磨损程度超过极限要立刻更换闸片[3]。另外,在更换过程中,由于各种不确定因素,往往会出现闸片中混入其他杂质,从而加快闸片的磨损,甚至使制动装置出现故障。因此更换闸片的过程中,要检查闸片中是否混有异物,同时检查一下螺栓是否松动,卡簧是否出槽或丢失,销钉是否出现变形、丢失、损坏的情况,如有异常,及时联系维修人员进行处理和修复。

(四)空气弹簧常见的问题和措施

空气弹簧最容易出现的问题就是被外物打击使得它的外型会发生形变,以及气囊产生裂纹导致漏气等故障。空气弹簧气囊主要是由内外层橡胶、钢丝圈以及帘线层硫化制成的,因为橡胶不易老化发生裂纹,所以气囊漏气的主要还是由外物的打击形成的。帘线层主要承担空气弹簧的内部压力,因此帘线层的参数对空气弹簧的刚度等性质至关重要[4]。一旦帘线层出现裂纹,意味着空气弹簧已经无法再用,需要立刻更换。如果发生裂纹,但是裂纹还没有延伸到帘线层,空气弹簧还可以继续使用,不会出现问题。

(五)减振器常见的问题和措施

减振器常见的问题主要有减振器表面漏油以及减振器发生变形。转向架的减振器主要起到吸收轨道冲击所产生的能量,缓冲运动的作用,因此特别容易被外力挤压变形,从而影响动车组的安全运行。而且转向架的减振器都为油压型减振器,所以会产生减振器表面渗油的问题。因此在检修维护的过程中,主要的检查项目就是减振器是否出现变形或是裂缝、减振器表面是否漏油,如果发现出现这些问题要仔细检查是否超过限度,一旦超过就需要重新更换减振器。如果没有超过限度,适当的进行检修和维护就可以。

三、结束语

总而言之,随着我国高速动车组的不断发展,对转向架的各项参数要求也越来越高,因此需要加强对转向架技术的研究,从而保证动车组能够稳定安全的运行。本文首先简单的介绍了一下高速动车组转向架,随后对转向架构架、车轮和齿轮箱、闸片、空气弹簧以及减振器的常见问题进行了分析,并给出了检修时的措施,从而不断提高转向架的运行状态,确保动车组的安全运行。

参考文献:

[1]姜斌,宋学毅,张文朝,etal.高速动车组转向架管类工件焊接残余应力研究[J].电焊机,2017(10).

[2]冯永华,崔志国,周平宇,etal.高速动车组转向架联系枕梁研究[J].机车车辆工艺,2017(2):5-7.

[3]孔维钢,郭志瑞,董诗玉.高速动车组转向架焊接构架可靠性技术的探讨[J].中国战略新兴产业,2017(12):146.

[4]梁继业,张学广,何广忠.高速动车组转向架侧梁上盖板成形缺陷研究[J].锻压技术,2018,43(11).

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