CRH5转向架 - 图文

转向架

5.1 转向架概要

CRH5动车组每列8辆编组，如图5-1所示，采取“五动三拖”的编组构成，所用转向架包括动力转向架和非动力转向架两种形式，其中动力转向架有3种类型(简称M，其制造图纸代号分别为AX30499、AX109567与AX30500)，非动力转向架有2种类型种（简称T，图纸代号分别为AX30513与AX30514）。

动力转向架

AX30499

MC1车辆1 MC2 AX109567 AX30500

M2S车辆2 M2S AX30500

TP车辆3 TP AX30513

AX30513

M2车辆4 jia AX30500 MC1 车辆8 MC1 AX30500

AX109567

AX30499 AX30500

T2车辆5 T2 AX30514

AX30514

TPB车辆6 TPB AX30513

AX30513

MH车辆7 MH AX30500

非动力转向架

图5-1 动车组转向架编组示意图

CRH5动车组转向架在TAV-S104转向架基础上改进设计， TAV-S104转向架由阿尔斯通公司于2002年设计，应用于西班牙 Lanzaderas动车组上。该转向架源于意大利ＥＴＲ系列摆式动车组转向架，并经国内长春轨道客车股份公司提出相关技术要求改进而来。与TAV-S104转向架相比，CRH5转向架主要是将二系悬挂由钢弹簧改为空气弹簧；为适应中国的线路，轮对内侧距由1360mm改为1353mm；车轮踏面形式重新设计后采用XP55型车轮踏面。

CRH5转向架一系悬挂装置采用拉杆轴箱定位方式，二系悬挂系统由上枕梁、空气弹簧系统、抗侧滚扭杆、二系横向减振器、二系垂向减振器、抗蛇行减振器、防过充装置、横向档和牵引装置等组成；传动装置由齿轮箱、万向轴、安全装置和体悬式电机组成，转向架与车体间采用“Z”字形双牵引装置，传递牵引力和制动力；基础制动采用轴盘制动。 动力转向架与非动力转向架的主要区别是，（1）动力转向架有1根动力轴和1根非动力轴，而非动力转向架有2根非动力轴，动力轴上装有两个制动轴盘和一组齿轮箱；（2）非动力轴上装有三个制动轴盘；（3）动力转向架构架比非动力转向架构架在横梁上多了一个齿轮箱拉杆座。

5.1.1 动力转向架(M)

CRH5动车组中的动车(第1，2，4，7，8号车)，分别装用了制造图纸代号为AX30499、AX109567、AX30500三种M转向架，其中第1、8号车所装用的图号为AX30499与AX109567

转向架轴端布置有轴温传感器、ATP/LKJ2000速度传感器以及接地回流装置，另外AX30499转向架前端安装了轮缘润滑装置和扫石器，在2，4，7号车所装用的图号为AX30500转向架安装有加速度传感器。

动力转向架（见图5-2）主要由焊接构架组成、一系悬挂及轮对轴箱定位装置、二系悬挂及牵引装置、抗侧滚扭杆装置、上枕梁、驱动装置（齿轮箱、万向轴等）、停放储能制动装置、基础制动装置、轴温报警装置与接地回流装置、撒砂器和ATP信号接收系统与轮缘润滑系统（列车头尾部动力转向架）等组成。

AX30500型动力转向架如图5-2所示。

图5-2 动力转向架

5.1.2 非动力转向架(T)

CRH5动车组中的非动力(第3，5，6号车)分别装用了图号为AX30513和AX30514两种T转向架， 其中第3、6号车装用T车转向架AX30513，第5号车装用T车转向架AX30514。该转向架的结构如图5-3所示，主要由刚结构焊接构架组成、一系悬挂及轮对轴箱定位装置、二系悬挂及牵引装置、抗测滚扭杆装置、上枕梁、停放储能制动装置、基础制动装置、轴温报警装置与接地回流装置和速度传感器装置等组成。

AX30513型非动力转向架如图5-3所示。

图5-3 非动力转向架

5.2 构架组成

5.2.1 构架主体结构

构架（图5-4所示）由两个侧梁和两个横梁组焊为“H” 型箱形结构。侧梁由6块钢板焊接而成下凹“U”形结构，分别为侧梁上盖板、侧梁下盖板、外侧立板和三块内侧立板，钢板材质为S355J2G3。侧梁上焊有拉杆定位座、一系垂向减振器座 、二系横向减振器座、一系弹簧定位座、二系空气弹簧定位座、横向缓冲器座、轴箱起吊吊座、制动横梁座等；横梁为无缝钢管，外径为φ168.3mm，壁厚14.2mm，材质为S355J2H，横梁上焊有制动横梁座、牵引拉杆座、抗侧滚扭杆座、防过充钢丝绳安装座、齿轮箱拉杆座等。

CRH5转向架构架与TAV-S104相比较有如下差异： （1）侧梁上弹簧座的结构不同；

（2）CRH5转向架二系垂向减振器座设置在侧梁内侧； （3）CRH5转向架防过充钢丝绳安装在构架内侧。

构架用钢板材质为S355J2G3，型材材质为S355J2H，这些材料均符合UNI EN 10025标准中非合金结构钢标准。对于重要部件的钢板，阿尔斯通制订了比EN 10025标准更为严

格的内部标准K20409和K20580，纵向冲击性能为-20℃时60J，焊接在构架上的重要座(定位座、弹簧座等)均采用质量可靠的锻件加工而成，材质均为S355J2G3。侧梁和构架焊接后，加工之前，进行热处理消除焊接内应力。

图5-4 动力转向架构架组成

5.2.2 动力与非动力转向架构架组成比较

CRH5转向架共有两种构架组成形式，即动力转向架构架组成和非动力转向架构架组成。为了实现模块化设计，两种构架组成的主体结构尽可能通用。与后者相比，前者多出了齿轮箱吊座、砂箱座等驱动和辅助设备安装座，如图5-5所示。

齿轮箱吊座

砂箱座 (a) 动力转向架构架组成 (b) 非动力转向架构架组成

图5-5 动力与非动力转向架构架组成比较

5.2.3 侧梁组成

侧梁承载主体结构采用钢板焊接成封闭箱体，上下盖板和外侧立板采用12mm厚的钢板整体压型，内侧立板采用一块12mm和两块10mm厚的钢板与横侧梁连接座拼接而成。为了提高横、侧梁连接处的承载能力，该部位采用整体模锻技术，设计了锻造横侧两连接座。侧梁主体承载结构上焊接有定位座、空气弹簧定位座、横向挡座、横向减振器座和制动横梁座等，如图5-6所示。

定位座 横侧梁连接座 定位转臂座 横向减振器座 空气弹簧座 制动横梁座 横向挡座 （a） 侧梁组成

(b) 横侧梁连接座

图5-6 侧梁组成及其整体式横侧梁连接座示意图

5.2.4 横梁组成

横梁组成分前端横梁组成和后端横梁组成两种，均采用无缝钢管型材，管材规格?168.3mm×14.2mm，材质为S355J2H钢管。两横梁分别与两侧的横侧梁连接座圆管焊接。

动力转向架与非动力转向架横梁上均焊接有制动吊座、牵引拉杆座和扭杆座，不同之处仅在于动力转向架构架的后端横梁组成上还焊接有一个齿轮箱吊座，如图5-7所示。

(a) 前端横梁组成

制动吊座 牵引拉杆座 扭杆座

(b) 后端横梁组成 图5-7 动力转向架构架横梁组成

齿轮箱吊座

5.2.5 制动横梁

动车转向架与非动力转向架制动横梁区别仅在动力轴侧，这是由动力轴上的制动盘数与非动力轴不同引起的。制动横梁结构如图5-8所示。

动力轴制动横梁

非动力轴制动横梁

图5-8 制动横梁

5.2.6 构架吊座

动车构架组成和非动力构架组成中含有多种吊座结构。为保证吊座以及吊座与构架主体的连接强度，牵引拉杆座、扭杆座和齿轮箱吊座均采用了加装补强板后整体焊接结构。轴箱内、外侧定位座为模锻成型结构。为避免吊座上直接攻丝在螺纹损伤后无法修复的情况出现和紧固件的螺纹强度匹配，在无法使用普通螺母的吊座，均采用了销形螺母的方案。各吊座结构如图5-8所示。

装配面 载荷方向

(a) 盘形制动吊座

载荷方向 装配面

(b) 牵引拉杆座

装配面 载荷方向

(c) 抗侧滚扭杆座

(d) 齿轮箱吊座（仅动车转向架构架有）

装配面 载荷方向

(e) 一系垂向减振器座

载荷方向 装配面

(f) 二系垂向减振器座

装配面 载荷方向 载荷方向 装配面 （g） 空气弹簧座及横向挡座

（h）抗蛇行减振器座

内侧定位座 外侧定位座

（i） 轴箱定位座

(j) 制动梁座 (k) 横向减振器座

图5-8 各吊座结构图

5.3轮对组成

轮对组成包括动力轮对组成和非动力轮对组成。动车轮对组成安装在动力转向架上，包含一个动车轮对轴箱装置和一个非动力轮对轴箱装置；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。动力轮对轴箱装置和非动力轮对轴箱装置的主要区别是：

动力轮对轴箱装置采用动车车轴，车轴上安装有一个齿轮箱组成和两个制动盘，而非动力轮对轴箱装置采用非动力车轴，车轴上安装有三个制动盘，如图5-9和5-10所示。

动力、非动力轮对轴箱装置均由轮对（包括车轮和车轴）、轴箱及轴承等部分组成。车轴为空心车轴，中空直径为φ65mm，材质为30NiCrMoV12；车轮采用整体车轮，材质为R8T，可磨耗半径为40mm；每个轴箱配备一个SKF—TBU圆锥滚子轴承组。

图5-9 动力轮对轴箱装置

图5-10 非动力车轮对轴箱装置

5.3.1 车轮

CRH5转向架车轮（图5-11）与TAV-S104、SM3、ETR460、ETR470、ETR480车轮为同一类型，整体车轮所用材质为符合UIC标准的R8T，车轮直径为890mm。车轮设计和制造标准执行EN 13262 和 UIC 812-2。 （1）车轮几何特性

车轮几何参数见表5-3。 （2）材料

图5-11 车轮断面图

整体车轮按标准EN13262：2003 (铁路应用-轮对核转向架-车轮-产品要求)和 UIC 812-3规定的条款，必须用R8T牌号的钢制造。对车轮的化学分析应通过光谱分析进行，不同元素和杂质的百分极限值在表5-4内示出。

表5-3 车轮几何参数

新车轮的滚动圆直径 磨耗到限的车轮的滚动圆直径 轮辋宽度 踏面形式 轮毂装配直径 轮毂宽度 整体车轮的最大重量 φ890 mm φ810 mm 135 mm XP55 φ192 mm 180 mm ≤ 311kg

表5-4 不同元素和杂质的极限值 C Mn Si P S Cr Ni Mo Cr + Ni + Mo Cu V Al N2 H2 O2

0.50 ～ 0.54 % (0.56% 极限值) 0.90 ～ 1.10 % 0.90 ～ 1.10 % ≤0.015 % ≤0.006 % ≤0.30 % ≤0.30 % ≤0.08 % ≤0.50 % ≤0.10 % ≤0.08 % ≤0.015 % (0.025% 极限值) ≤80 ppm (90 ppm 极限值) ≤2.0 ppm ≤10 ppm (20 ppm 极限值) （3） 机械性能

按照标准UIC 510-5 ，车轮腹板的对称循环疲劳极限为：△σ= 180 Mpa 弹性模量： E = 206000 N/mm 泊松比： V = 0.29

（4）计算及结论

利用ANSYS有限元分析软件，建立新车轮和完全磨耗车轮的有限元模型（如图5-12所示），依据表5-5列出的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

2静强度和疲劳强度均满足UIC 510-5的要求。

图 5-12 新车轮和车轴在配合区轴对称有限元模型

表5-5 车轮计算载荷工况

工况 直线线路上运行 曲线线路上运行 过道岔

注：Q—轨道上每个车轮上承受的车辆重量；Fy1施加在踏面上；Fy2、Fy3施加位置见图5-49。

垂向力 Fz1 = 1.25Qg Fz2 = 1.25Qg Fz3 = 1.25Qg 横向力 Fy1 = 0 Fy2 = 0.7 Qg Fy2 = 0.42 Qg Fy3 = 0.6 Qg 5.3.2 车轴

轮对组成中，车轴分为动力车轴和非动力车轴。车轴为空心轴，中空直径为φ65mm，材质与TAV-S104、ICT、SM3、ETR460、ETR470、ETR480相同，为30NiCrMoV12钢，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）。车轴可以通过孔探针进行无损检测，车轴设计标准为EN 13103、EN13104、EN 13661和UIC 811-1。

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。在动力转向架上，非动力车轴装在转向架的外端，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。 （1）形状和尺寸

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，

如图5-13（a）所示；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，如图5-13（b）所示。

新轴和维修后车轮和制动盘的安装座的直径和公差见表5-6、表5-7。

表5-6 新轴轮座、制动盘座直径尺寸及其公差 安装方法 车轮 侧制动盘 中心制动盘 直径（mm） Φ192 Φ194 Φ196 公差（mm） 最小 +0.240 +0.254 +0.254 最大 +0.265 +0.285 +0.285 （b） 非动力车轴

图5-13 车轴 （a） 动力车轴

如果在车轮或制动盘拆卸过程中发生损坏，可以将安装座直径尺寸减小为表5-7中所规定的最低容许值。

表5-7 维修后车轮、制动盘安装座直径尺寸及其公差 安装方法 车轮 侧制动盘 中心制动盘 直径 （mm） Φ189 Φ191 Φ193 最小 +0.240 +0.254 +0.254 公差（mm） 最大 +0.265 +0.285 +0.285

（2）车轴制造加工

在对车轴进行机械加工时，除了需要满足规定的公差和表面精度要求外，加工表面尤其是接合处不得存在任何刀痕。加工过程不得造成会促使正常使用期间形成疲劳裂纹或变形的残余应力。在车轴表面上能够测量到的残余应力的最大值在处于拉伸时不得超过100MPa，

对车轴表面残余应力的测量应根据标准EN 13261进行。 （3）计算及结论

将许用应力和计算应力的比率定义为疲劳安全裕度，通过计算，计算部分的安全系数均大于EN 13104标准的最小值（Kmin≥1）。

5.3.3 轮对组成装配

5.3.3.1 车轴的装配

对于动力轮对，首先要根据技术规范将齿轮箱安装到车轴上。

5.3.3.2 制动盘和车轮装配

采用压装的方式来装配车轴和制动盘这两个部件，但在执行装配操作时要小心并进行监测，以防止部件发生变形和机加工表面受到损伤。

（1）部件准备

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；另外，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

表5-8给出了制动盘和车轮的装配直径和安装过盈量。

表5-8 制动盘和车轮的装配直径及安装过盈量

装配方法 车轮 侧盘 中心盘 直径(mm) 孔 轴 0.265192??0.240 0.285194??0.254 0.285196??0.254 过盈量(mm) 最小 最大 0.240 0.225 0.225 0.300 0.285 0.285 1920?0.035 ?0.0291940 ?0.0291960

（3）不平衡位置

在装配阶段，为了降低轮对的剩余不平衡，车轮和制动盘必须以图5-14中所示的不平衡位置装配到轴上。

车轮的剩余不平衡必须相对于轮对的旋转轴处于同一个径面和同一侧。

制动盘的剩余不平衡必须与车轮的不平衡处于同一个平面上，且两者作用方向相反。

（a）非动力轮对 （b）动车轮对

（4）制动盘和车轮安装

图5-14 轮对不平衡位置

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。

制动盘、车轮必须按50毫米/分钟的恒速进行装配，利用一部配有校准装置的液压机来显示和记录装配期间所施加的力，并绘制一个力—位移曲线图。

装配力必须根据标准UIC 8130和EN 13260稳定、连续增加，除了轮毂内拆卸凹槽上的负荷降低外，制动盘的最终装配压力值必须处于以下值之间：

PFmin = 225 KN ；PFmax = 400 KN

车轮的最终装配压力值必须处于以下值之间： PFmin=680 KN；PFmax=1100 KN

如果所绘制的装配曲线图不符合UIC 8130和EN 13260的规定，或者显示不规则形状，表明已经出现了呛轴情况，应对部件进行修复，然后重新进行装配。

5.4 轴箱组成

轴箱采用SKF公司产品，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。轴箱上内、外侧弹簧到车轴中心的距离为分别为234mm和275mm，这一结构与转向架轴端整体结构布置有关。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。

轴箱轴承采用SKF公司产品，类型与TAV-S104、ICT、SM3、ETR460、ETR470、ETR480使用的轴承相同，为圆锥滚子轴承TBUφ130xφ230x160，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。大修周期为每125万公里，替换周期应为250万公里。

轴箱组成见图5-15，轴箱体结构见图5-16。

1-后部挡圈；2-O型圈；3-轴箱体； 4,5-螺栓、螺母、垫片；6-压盖；7-螺栓、垫片

图5-15 轴箱组成

1 2 3

4,5

6 7

(a) 前端 (b)后端

图5-16 轴箱体结构

5.5一系悬挂轴箱定位装置

一系悬挂装置采用拉杆式轴箱定位结构。一系悬挂系统由两组螺旋钢弹簧、一系垂向减振器和定位装置组成。箱体与构架间的连接通过在不同高度、端部有弹性节点的纵向拉杆组实现（双拉杆轴箱定位结构）。上下拉杆的刚度、钢弹簧的刚度和垂向减振器的参数根据动力学计算进行了优化选择，减少和缓冲由于线路的不平顺引起的对构架的激扰。

5.5.1 弹簧

（1）弹簧组成单元

弹簧组成包括内圈弹簧、外圈弹簧、上定位板、下定位板、弹性垫、调整垫（图5-17）。CRH5动车组一系轴箱弹簧分为外侧和内侧弹簧，其中，外侧弹簧安装高度为275.5mm

1-内圈弹簧；2-外圈弹簧；3-调整垫；4-调整垫；5-定位板；6-弹性垫

图5-17 一系悬挂弹簧组成

外圈弹簧

内圈弹簧

h1=275.5mm；h2=266.5mm；?=h1-h2=9mm 图5-18 内、外侧弹簧安装高度示意

内侧弹簧安装高度为266.5mm，两者之间的高度差由调整垫片调节，垫片厚度为9 mm，见图5-18。

（2）弹簧类型

根据车型质量的不同，螺旋钢弹簧分为型R（重型）和F型（轻型）。其中，R型安装在MC2， MS2， TP， M2， TPB， MH， MC1上，F型安装在T2车上，R型和F型具有相同的弹簧座和内圈弹簧，区别在于外圈弹簧不同，如图5-19、5-20所示。

(a) 外侧弹簧 (b) 内侧弹簧

图5-19 R型弹簧组

(a) 外侧弹簧 (b) 内侧弹簧

图5-20 F型弹簧组

两组双圈螺旋钢弹簧尺寸，需符合标准EN 13906关于弹簧允许的理论压力和允许的疲劳极限相关数值。

5.5.2 减振器

为减小来自钢轨的振动，在轴箱体和构架间还加装了一系垂向减振器，一系垂向减振器必须满足质量手册中的重要性等级要求，并且减振器的设计使用寿命不少于60万公里。在整个使用寿命期间，减振器阻尼特性的偏差不应超过30%。

根据车型的不同，一系减振器的参数亦有所差异，以使车辆具有良好的平稳性。

5.5.3 轮对轴箱定位装置

一系悬挂装置采用拉杆式轴箱定位，见图5-21。拉杆可以容许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移，拉杆两端均设有橡胶节点，实现轴箱和构架之间横向与纵向弹性定位，定位刚度如表5-9所示。

表5-9 轴箱定位橡胶节点刚度 （单位：kN/mm） 定位刚度 重车 轻车 纵向 14.39 14.22 横向 5.54 5.37

拉杆分上拉杆与下拉杆组件。上拉杆组件由两根拉杆组成，拉杆两端装有弹性节点，组成平行四杆机构，主要承担轴箱纵向弹性定位；下拉杆组件为为叉形，三弹性节点，主要承担轴箱横向定位和辅助上拉杆承担纵向定位。下、上拉杆组成如图5-21和5-22所示。

双层弹性节点

横向弹性垫

弹性节点（内部）

图5-21 下拉杆组成

弹性节点

图5-22 上拉杆组成

拉杆中的橡胶节点刚度决定了一系悬挂的定位刚度。一系悬挂纵、横定位刚度匹配，对转向架的临界速度、直线和曲线的动力学性能均有显著的影响。

5.6 二系中央悬挂装置

二系悬挂装置主要由空气弹簧组成、上枕梁、牵引装置、抗侧滚扭杆等部件组成。每个转向架两个空气弹簧坐落在侧梁上，空气弹簧上设有上枕梁，上枕梁采用焊接结构，四角与车体连接。上枕梁与构架间牵引装置采用“Z”型双牵引杆。每个转向架有两套抗侧滚扭杆装置、两个二系垂向减振器、两个二系横向减振器和两个抗蛇行减振器，其中二系垂向减振器和二系横向减振器根据车型的不同参数不同，可使车辆获得较高的乘坐舒适性。 5.6.1空气弹簧组成

空气弹簧系统由两个空气弹簧、两个高度阀、压差阀和两个附加空气室通过管路连接而成，是转向架构架与上枕梁之间的悬挂装置，空气弹簧系统确保车辆保持高度不变。 （1）空气弹簧

弹簧悬挂装置的性能是影响车辆运行品质的重要因素之一。空气弹簧能使车辆获得良好的垂向和横向性能。如图5-23所示，空气弹簧由胶囊与橡胶堆组成，胶囊与橡胶堆串联工作，通过对两个部件的优化，可以获得较高的乘坐舒适性。在正常工况下（充气状态），橡胶堆有助于胶囊适应转向架的转动，如果胶囊失效，橡胶堆将独立工作，此时上盖下表面与橡胶堆顶部的磨耗板接触，磨耗板采用特殊制造确保获得较低的磨擦系数（0.08～0.12）。该系统刚度小，可以使车辆获得较高的乘坐舒适性，悬挂系统仍然能够安全的进行工作，不会影响到车辆的运行速度。

最大高度 最大直径

1. 胶囊2. 橡胶堆组成 3.上盖组成4.摩擦板组成

图5-23 空气弹簧组成

上盖板组成3通过上盖心轴与上枕梁的定位圈和附加空气室相通，下板组成与构架上的空气弹簧座相连，如图5-24。

①

①

②

③

1-车体 2-空气弹簧 3-构架 图5-24 空气弹簧在转向架上的位置

在轴向位移dz = ±10mm和径向位移dxy = 10mm时，分别测试空气弹簧的悬挂刚度，

测试时为恒速5mm/s，表5-10示出了一定参考负荷时的轴向和径向刚度值。

表5-10 空气弹簧的轴向和径向刚度 弹簧充气时恒速下的轴向刚度（Z轴） 车辆 空载 T2 负荷-Fz（kN） 85.2 108.5 100.5 129.8 KsZ（N/mm） 227 279 261 325 ±8% 正常载荷 空载 MH---TP 正常载荷 弹簧充气时恒速下的径向刚度（X-Y轴） 车辆 空载 T2 正常载荷 空载 MH---TP 正常载荷 129.8 171 负荷-Fz（kN） 85.2 108.5 100.5 Ksx y（N/mm） 151 161 158 ±15%

（2）高度阀

高度阀的主要作用及要求：维持车体在不同静载荷下都与轨面保持一定的高度；在直线上运行时，车辆在正常振动情况下不发生进、排气作用；在车辆通过曲线时，如果车体倾斜程度超过无感区后，转向架左右两侧的高度控制阀分别产生进、排气的不同作用，从而减少车辆的倾斜。

高度阀组成主要包括高度阀座、高度阀、连杆和下座等部件（图5-25）。

1.高度阀座2.高度阀3.右杆端部4. 杆 5.左杆端部6.下座组成

图5-25 高度阀组成 ⑥ ④ ⑤ ① ② ③

高度控制阀的主体采用螺钉固定在高度阀座位置①上，阀座与上枕梁相连，而该阀的阀杆利用一个铰接在转向架构架上的连杆连接在转向架构架位置②上。高度阀在转向架上的位置可参见图5-26。

② ①

.

图5-26 高度阀在转向架上位置

（3）差压阀

差压阀是保证一个转向架两侧空气弹簧的内压之差，不能超过行车安全规定的某一定值。若超出时，差压阀将自动连通左右两侧的空气弹簧，使压差维持在定值以下。因此，差压阀在空气弹簧悬挂系统装置中起保证安全的作用。

一般差压阀的压差值为0.08-0.12MPa。如图5-27所示，差压阀②通过差压阀座①与上枕梁③相连。

② ① ③

1.差压阀座 2.差压阀 3.上枕梁

（4）二系减振器 （i）抗蛇行减振器

为抑制高速车辆的蛇行运动，在车体与转向架之间设有抗蛇行运动回转阻尼装置。理论计算和运行实践均证明，这是非常有效的重要措施之一。抗蛇行减振器每个转向架2个，抗蛇行减振器②大端通过抗蛇行减振器支座（上）①与上枕梁相连，小端通过抗蛇行减振器支座（下）③与构架相连，如图5-28所示。

图5-27 差压阀在转向架上的位置

②

① ③

图5-28 抗蛇行减振器在转向架上位置

（ii）二系横向减振器

该型减振器用于控制车体相对与转向架之间的横向运动。二系横向减振器每个转向架2个，二系横向减振器②通过支座（上）①与上枕梁相连，通过支座（下）③与构架相连，如

图5-29所示。

②

① ③

图5-29 二系横向减振器在转向架上位置

（iii）二系垂向减振器

该型减振器用于控制车体相对与转向架之间的垂向运动，即点头和沉浮运动。二系垂向减振器每个转向架2个，对角安装，二系垂向减振器②大端通过支座（上）①与上枕梁相连，小端通过支座（下）③与构架相连，如图5-30所示。

图5-30 二系垂向减振器在转向架上位置 ③ ① ②

5.6.2 上枕梁车体转向架连接 上枕梁由钢板焊接而成箱型结构，主要承受和传递车体与转向架力，同时作为二系悬挂

空气弹簧气动系统的两个辅助气室。作为二系悬挂空气弹簧气动系统的两个辅助气室，要求该箱型截面必须气密性良好，需进行特殊的气密性试验。上枕梁的结构按照EN 12663标准进行设计，强度检验按照标准ERRI B12 RP17 进行计算校核。

上枕梁通过支座⑦与车体连接。通过空气弹簧、牵引装置与构架相连，二系垂向减振器、抗侧滚扭杆、二系横向减振器、抗蛇行减振器等都通过相应的支座与上枕梁和构架相连，此外，上枕梁上的安全钢丝绳⑧对二系悬挂垂向上限位置限定起作用，如图5-31所示。

③ ⑦

① ④

⑧

（a）视图1

⑤

⑥

②

（b） 视图2

1-二系垂向减振器座；2-抗蛇行减振器座；3-抗侧滚扭杆座；4-二系横向减振器座；

5-中心销；6-横向止挡板；7-与车体连接支座；8-钢丝绳

图5-31 二系垂向减振器在转向架上的位置

5.6.3 牵引装置

车体与转向架间采用双牵引杆的牵引装置（图5-32），传递牵引力和制动力。牵引装置成“Z”型连接，由一个均衡梁、两个带有弹性关节牵引杆组成。均衡梁为锻铝件。

图5-32 牵引装置

牵引装置通过牵引梁①传递构架②和上枕梁③之间的牵引力和制动力，牵引梁上装有调整垫⑤和牵引杆④，调整垫装在上枕梁中心销上，如图5-33所示。由于部件布置像字母Z，所以称之为Z型。

牵引拉杆通过弹性节点和螺栓连接到构架上，牵引梁通过锥形衬套和螺栓连接到上枕梁上。

②

①

③

⑤ ④

图5-33 牵引装置与构架、上枕梁的连接

5.6.4 抗侧滚扭杆

如图5-34所示，抗侧滚扭杆由扭杆、两个扭臂和两个吊杆组成，连接在构架横梁和上枕梁间，主要作用是提高车辆的柔度系数，减小车辆曲线运行时车体的侧滚角。CRH5动车组的柔度系数S是按小于0.25设计的，每个转向架装有两套抗侧滚扭杆，两套抗侧滚扭杆的刚度为2.56Mn.m/rad，等效刚度为1.82 Mn.m /rad。抗侧滚扭杆疲劳试验标准执行EN 13906-1，该疲劳试验的目的是验证抗侧滚扭杆的材料是否符合EN 13906-1标准定义的疲劳特性，疲劳试验次数200万。

抗侧滚扭杆通过吊杆与上枕梁相连、通过扭臂与构架相连，以达到限制车体侧滚的目的，如图5-35所示。

图5-34 抗侧滚扭杆装置 吊杆

扭杆 扭臂

①

③

②

图5-35 抗侧滚扭杆在转向架上的位置 5.7 机械传动装置

机械传动装置仅动力转向架有，由齿轮箱、万向轴、安全装置和电机组成，减速齿轮安装在动力轴上通过万向轴和安全装置与电机连，如图5-36所示。

为改善转向架动力学性能，在转向架设计过程中，特别关注了质量分配的最优化以及纵向面和横向面惯性的最小化，尽可能地把所有的质量都分配在二系悬挂系统上，使簧间质量达到最小化。

CRH5动车组将牵引电机悬挂在车体底架上，与将电机安装在构架上相比，大大降低了簧间质量。通过最小化簧间质量，可有效地改善转向架的高速直线运行性能。

电机体悬结构的设计还会提高牵引电机的可靠性和可维护性： 一是容易从侧面和底下接触到电机；二是每个转向架只需配一个电机；三是无需将转向架从车体上拆除就可以很容易地将牵引电机卸下。

各动力转向架装有一台直接装在轴上的锥齿轮箱。该齿轮箱由牵引电机驱动，用万向轴连接齿轮箱和电机。万向轴转速约为3600 转/分，重量为95 kg 。

安全装置

齿轮箱

电机

图5-36 机械传动装置

5.7.1 齿轮箱

CRH5动车组转向架齿轮箱方案、结构和材料同TAV-S104、ICT、SM3、ETR460、ETR470、ETR480列车。齿轮箱基本结构如图5-37、5-38所示，该结构是传统经典结构，应用在不同的转向架上时，仅需更改传动比。CRH5动车组转向架齿轮的传动比为2.5。小齿轮输入轴的轴承配置为两套单列圆柱滚子轴承和一套四点接触球轴承。四点接触球轴承作为推力轴承，只承受轴向力不承受径向力。减速箱轮对上的轴承配置为一套单列圆柱滚子轴承和一对圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承面对面配置，除承担径向载荷外，并作为轴向推力轴承之用，安装中，应当特别注意轴向间隙（0.22～0.33）的调整，以保证轴承的良好运行。润滑方式为油飞溅润滑。减速齿轮箱还配有油位观察传感器以检查油位，信号传输到TCMS(列车控制和监控系统)。

图5-37 齿轮箱基本结构

图5-38 齿轮箱三维结构

齿轮箱伞齿轮的技术参数见表5-11，大齿轮及其在动轴上的位置见图5-39。齿轮箱用轴承见表5-12。

表5-11 齿轮箱内锥齿轮技术参数

技术描述 齿轮类型 齿轮供应商 齿数 传动比 模数 压力角 螺旋角 接触面宽度 分度圆直径 齿顶圆直径 螺旋方向 202.4 221 左 22 2.5 9.2 20度 30度 82 506 509.3 右 小齿轮 Gleason ZF 55 大齿轮

图5-39 大齿轮及其在动轴上的位置

同心度 测量点

表5-12 齿轮箱用轴承类别与规格

轴承类别 NJ 314 ECML/C4 QJ 316 N2MA/C3 NU 316 ECML/C3 NUBC1-D290 BT2-7038 规格 ?70x?? 150 x 35 ?80x?? 170 x 39 ?80x?? 170 x 39 ????ｘ????ｘ?? ????ｘ????ｘ????

5.7.2 安全装置

安全装置的作用是当齿轮箱或电机发生故障时，产生过大扭距对万向轴起保护作用，当扭距大于17.5kN?m时安全装置卸载。安全装置结构如图5-40所示。

图5-40 安全装置结构

万向轴5.8 基础制动装置

基础制动采用轴盘制动，所有轴上都安装有直径φ640mm、厚度为80mm的通风筋式铸钢制动盘，如图5-41所示。动力车轴上2个，非动力车轴上3个。

图5-41 轴式制动盘

每个制动盘的制动缸和卡钳是传统形式的，所有制动夹钳都带有内置自动间隙调整器。制动闸片为粉末冶金型，设计成最大允许温度为600°C。制动夹钳吊座①焊在转向架制动横梁②上。制动横梁通过关节轴承③、水平摆杆与构架构成四杆机构，可实现制动夹钳跟随轮对横向随动。横梁中部有两个支撑杆④与构架的横梁连接。

①

③ ②

④

图5-42 制动夹钳及其与转向架的连接

制动缸（每盘一个）为8’ 类型，每轴有一个制动缸带有内置弹簧控制的停放制动，缓解压力大约为4.2ba，制动力能保证列车在正常载荷下在30‰坡度上保持静止。带停放制动器的装置还配有机械缓解装置。如果空气压力不足，可以使用远距离控制达到缓解弹簧停放制动的目的。

5.9 辅助装置

辅助装置包括轮缘润滑装置、扫石器、横向不稳定检测系统、撒砂装置、速度传感器等。

轮缘润滑装置：安装在每列车两端的前转向架上，该系统可按照列车运行方向、预定的时间间隔和列车时速启动。润滑油属于生物可降解型白色植物油。

撒砂装置：所有动轴安装带加热装置的撒砂设备，根据列车的运行方向触发撒砂器，如图5-43所示。

扫石器装置：仅列车端部转向架上设置，每列车装2套扫石器。

⑤

④

③

①

②

①-砂箱；②-辅助控制单元；③-砂位指示仪-SK；④-上砂装置SDN14-1；⑤-砂管加热装置-SHR

图5-43 撒砂装置在转向架上的位置

横向不稳定检测（蛇形检测）系统：工作原理是，在转向架构架处加装横向加速度传感器，将测量到的值，经主机处理，判定转向架是否具有横向稳定性，如果计算出转向架构架在轴箱处的横向加速度超过8.0 m/s2，且大于6个循环，则可判定转向架是不稳定的。该装置仅装在于第一列车上，每个转向架上都安装一个带有加速度计的传感器箱。

防滑脉冲传感器：转向架轴箱装有的防滑脉冲传感器，将信号传输至电子微处理器控制的防滑设备。

第四节 转向架检修、维护与寿命管理

为了保证动车组的良好状态以及运行的安全、可靠，提高动车组的运用效率，必须做好动车组的保养与维修工作。

一、 维修范围

维修可分为预防性(或常规)维修及更正性(或非常规)维修。

（一）预防性维修范围

预防性维修是指维修人员对整个动车组进行的一系列常规维修作业。所有维修作业是为了将组件/零件或部件维持在正常的工作状态下，通过日常检查诊断及故障进行预防。这些作业涉及小时数或里程数的运行。

这些作业包括：

-每天行车结束时检查动车组(目测)；

- 日常巡检，如加油或水，加满，换油，润滑，调整等； - 定期更换作业；

- 定期检查，其结果将决定是否进行更换； - 动车组系统及子系统的一般性大修。

预防性维修包括短期预防性维修（每30,000 km及其整倍数公里进行一次作业）和周期性大修(每1,200,000Km一次)。

行车30,000km时主要进行目测和功能检查作业，事实上维修作业（也包括更换原料）的基本频率为每运行60000 km一次。

（二）更正性维修范围

更正性维修的定义是非定期维修或非日常性维修，其目的是使动车组运行正常。设备出现故障时可进行干预性维修，以恢复部件/子系统/系统的正常工作状态；通常是由于设备故障，较少情况（未计在成本中）下是由于人为毁坏或由动车组设备操作不当引起的故障。

为尽量减少列车故障次数，更正性维修可通过更换部分子系统或LRU进行。LRU是指线路更换设备：一级维修中可更换的最少部件。LRU可以包括几种部件。

1．维修作业场地修作业场地

以上维修作业可在停放动车组的运用检修基地（车辆段）进行，也可以在车间进行，在车间有那些对动车组的主要子系统进行大修所需的必要设备。

停车库可进行以下维修作业：

? 每天结束时检查列车 (目测)；

? 驾驶员提出的事故检测（动车组修检或使用新部件更换故障部件/LRU）； ? 短期预防性维修（每30000 km和 60000 km）； ? 更换消耗品 (如制动垫，换油，等)； ? 加油； ? 外部清洗； ? 内部清洗； ? 车轮镟修；

? 卫生间废水清理； ? 水箱加水。

车间可进行以下维修作业：

? 周期性大型维修（每 1200000 km）； ? 车轮镟修；

? 修理损坏部件 (如对动车组进行LRU更换，无需送回给生产商)。

二、修理和更换时间

以下表格中列出了一些设备/LRU以及更换和修理这些设备的技术停机时间，他们是

1.1

修理和更换的最长时间。对于两种类型的动车组，以下列出的停机时间都是适用的，并将在项目进行期间进行检查。

设备/LRU

最长修理时间

[小时]

车体侧窗-极度损坏 驾驶室挡风玻璃 动力转向架 拖车转向架 动力轮对 拖车轮对 空气制备压缩机 牵引变流器 受电弓 牵引电机 主断路器(DJ) 主变压器 中低压设备 乘客车厢塞拉门 卫生间系统 HVAC压缩机 HVAC套包

3,00 5,00 4,00

真空吸盘 夹具

转向架下降或同步提升千斤顶/架空吊车

标准工具

2,50 2,00 3,00 2,00 6,50 4,50 12,00 4,25 2,00 10,00 7,00 2,50

落轮对设备

叉车 叉车 吊车 落轮对设备 架空吊车 叉车 叉车 - - - 架空吊车

注：假设上述维修作业在一个配有维修固定编组动车组所需的所有设施的维修基地进行，车轮、轴承和制动盘的寿命周期是指 “潜在寿命”。

三、主要部件维修寿命管理

车轮磨损量，如轮箍磨耗、轮箍几何形状改变，轮缘变薄等，受很多因 素影响，并不完全取决于车辆，还与线路（钢轨材料，钢轨外形，几何形状，曲线半径，轨距过宽，钢轨磨耗，线路不平顺等）和轮轨力（轴重，横向力，纵向力）等有关。根据来自于欧洲国家 “Pendolino”整套设备的使用和车轮璇轮要求的考虑（包括减小直径以得到正确的轮缘几何外形和降低不圆度），车轮的平均“等效”磨耗量小于2mm/100,000 km。

在实际运营条件下，认为车轮具有1,250,000 km 的“潜在寿命”； 滑动轴承、制动盘、齿轮传动机构具有2,500,000 km 的“潜在寿命”； 车轮璇轮周期大于120,000 km。 维修分为四个等级：

? 等级1:日常清洁 ? 等级2:检验与检查

? ?

等级3:预防性维修(有时间要求) 等级4:大修(改进性)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ft4w.html