CRH3动车组转向架技术ppt课件.ppt

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1、CRH3型动车组转向架技术中国北车长春轨道客车股份有限公司技术中心,2013年6月,主 要 内 容,1 原型车转向架简介 2 动车组转向架配置及种类 3 主要技术参数 4 转向架结构分解 5 CRH3型动车组运用维护 6 转向架典型故障,1 CRH3型动车组原型转向架简介通过唐车60列时速300公里动车组项目，长客股份引进了西门子公司的SF500型高速转向架。其中，前12列车的转向架由西门子GRAZ工厂生产直接交付给唐车公司，后48列车转向架由转向架分技术的实际受让方长客股份生产。SF500型转向架首次被使用于德国ICE3高速列车，ICE3型动车组是ICE列车的第3代产品，1999年投入商业营

2、运，是德国首次研制的动力分散型高速电动车组，列车编组为8辆，全列车中动力转向架和非动力转向架各占50%。,Velaro E是在ICE3基础之上上，由西门子公司为西班牙铁路研制的高速动车组。西门子公司在Velaro E技术基础上进行了优化，以适合中国铁路的运输要求，并将改动降低到最小，进行了优化设计，形成现在的CRH3型动车组转向架。SF500型高速转向架装用的列车、投入运营年度和制造台数：,2008年，京津城际线开通以来，已有120列短编、103列长编CRH3型系列动车组投入运营，分别配属于北京局、广州局、上海局、沈阳局、哈尔滨局、济南局等6个铁路局，累计运行里程超过2.3亿公里。目前CRH3

3、型系列动车组整体运营状态良好。,哈大,京沪,武广,四种动车组车型汇总,原形车SF500动车转向架,原形车SF500拖车转向架,2 CRH3型动车组转向架配置及种类,CRH3动车转向架,CRH3拖车转向架,CRH3型动车组的转向架配置,EC01/08： 头 车（动车） TC02/07： 变压器车（拖车） IC03/06： 逆变器车（动车） BC04： 酒 吧 车（拖车） FC05： 一 等 车（拖车）,Bo Bo + 2 2 + Bo Bo + 2 2 + 2 2 + Bo Bo+ 2 2 + Bo Bo,CRH3C和CRH380B动车组编组以及轴列式,CRH380BL和CRH380CL动车组转

4、向架布置,CRH3动车组转向架种类,由于构架、枕梁、扭杆、轴端安装和附属设备的不同，全列车的16个转向架共分10种：EC1/2、TC1/2、IC1/2、BC1/2、FC1/2。,轴端回流/保护接地装置制动防滑传感器轨道扫石器撒砂装置 轮缘润滑列车控制系统的拖轴速度传感器ETCS天线和传感器感应接收器EC-2上的溢流电磁阀,两种枕梁：端部转向架枕梁、中间转向架枕梁；三种构架：端部动车构架、中间动车构架、拖车构架；四种扭杆：端部转向架1种（长度），中间转向架3种（杆身直径）；五种轴箱盖、10种轴端安装和6种转向架轴端配置。,转向架附属设备包括：,3 CRH3动车转向架主要技术参数,CRH3转向架主

5、要技术参数-1,CRH3转向架主要技术参数-2,CRH3C、CRH380B、CRH380BL、CRH380CL、CRH3A转向架参数对比设计速度：基本结构：轴 重：轴承型式：电机悬挂：齿轮箱传动比：,4 转向架基本结构,动车转向架分解,构架：双H形钢板压型焊接结构，材料为低合金高强度耐候钢。轮对：直辐板整体车轮+降噪阻尼、空心车轴，轮装制动盘；报轴齿轮箱组成分体式转臂，TBU圆锥滚子轴承。一系悬挂：双圈螺旋钢弹簧+柔性橡胶垫+垂向减振器+转臂定位。二系悬挂：枕梁+高柔性空气弹簧+扭杆+横向减振器+1点式高度控制+Z型拉杆牵引+抗蛇形减震器。 基础制动：轮盘制动。辅助系统驱动装置：齿轮箱+联轴器

6、+牵引电机,拖车转向架分解,构架：双H形钢板压型焊接结构， 材料为低合金高强度耐候钢。轮对：S形辐板整体车轮+降噪阻 尼、空心车轴，轴装制动盘；分 体式转臂，TBU圆锥滚子轴承。一系悬挂：双圈螺旋钢弹簧+柔性 橡胶垫+垂向减振器+转臂定位。二系悬挂：枕梁+高柔性空气弹簧+扭杆+横向减振器+1点式高度控制+Z型拉杆牵引+抗蛇形减震器。基础制动：单元式轴盘制动，每 轴3盘，中间盘带停放制动。,4.1 构架组成：双H形钢板压型焊接结构，材料为低合金高强度耐候钢。三种构架：每列车包括2个端部动车构架，6个中间动车构架，8个拖车转向架构架；动车构架与拖车构架具有完全相同的侧梁组成、横梁管组成和除基础制动

7、之外的与其它部位的接口；两种动车转向架构架仅有两种零件尺寸不同：扭杆连杆座及其与垂向减振器座相连的筋板；两种构架的微小差异通过扭杆连杆座与垂向减振器座相连筋板上的“三角孔”和“圆形孔”来识别。,动车转向架构架,中间动车构架,端部动车构架,拖车转向架构架,构架设计特点：,构架设计中的模块化,动车横梁组成,拖车横梁组成,构架结构设计“强度”理念,侧梁与横梁通过锻造节点连接，从设计结构上避免转向架主结构的薄弱环节；横梁钢管采用厚壁钢管进行外表面加工；,关键零部件采用锻件（西门子外构成品），整个转向架构架结构中没有一个铸件。,4.2 轮对组成：动力轮对:直辐板整体车轮、空心车轴、报轴齿轮箱组成、轮装制

8、动盘,分体式转臂，TBU圆锥滚子轴承。拖车轮对:S型曲辐板整体车轮、空心车轴，轴装制动盘；分体式转臂，TBU圆锥滚子轴承。,（1）轮对基本参数,内侧距：1353(0,+2)；滚动圆间距：1500；轴径中心距：2000；轴颈直径：130基于中国的线路，优化改进的S1002踏面；通过过盈压装方法将车轮压接到车轴上，注油的方法退卸车轮。 轮对使用整体车轮，新轮时，滚动圆直径920mm；磨耗到限，动车车轮直径830mm ，拖车车轮直径860mm。通过沟槽标记出车轮径向磨耗到限。动车转向架的车轮为可安装轮装式制动盘的结构。拖车车轮安装有吸音装置。可以采用不落轮镟床修正车轮踏面。,车轮材料：ER8-EN1

9、3262；以数表形式提供了踏面形式；动轮为可安装制动盘的直辐板结构;拖轮为S形辐板；并涂有降噪阻尼材料。,（2） 车轮,CRH3 车踏面,（3）车轴,动轴和拖轴的轴径直径、和轴径中心距及防尘版座直径相同；空心车轴内孔直径30mm；轴身直径：动轴直径173(0,+1)，拖轴直径165(0,+1)； 轮座直径：动轴直径198v6，拖轴直径191v6；动轴大齿轮座203.62，齿轮箱轴承座直径200；拖轴制动盘座直径：两侧197，中间199车轴材料为EA4T-EN 13261,（4） 转臂轴箱,分体结构转臂同时作为轴箱，便于快速更换轮对；转臂与转臂箍用钢印标记，须配对使用，不具有互换性；转臂与转臂箍

10、材料：EN-GJS-400-DIN EN 1563,（5） 轴承,具有非接触式密封结构的圆锥滚子轴承单元；免维护紧凑型；轮对轴承寿命计算采用L10，使用寿命大于或等于350万km；免维护工作性能（无需重新注油）不低于120万km（+10）或6年；组装前的轴向间隙为0.58-0.62；,轴承示意图,关于轴端布置：由于防滑传感器、拖轴速度传感器、ETCS传感器、接地装置等的不同，轴箱前盖共分为D、A、C、F、H型5种；共有10种轴头布置；6种转向架轴端布置，EC-1、EC-2、TC-1、TC-2、BC/FC-1、BC/FC-2。,（6） 轴端布置,轴端布置图,D型轴箱盖,A型轴箱盖,C型轴箱盖,F

11、型轴箱盖,H型轴箱盖,4.3 一系悬挂：双圈螺旋钢弹簧+柔性橡胶垫+垂向减振器+转臂定位。,一系悬挂装置,（1） 定位节点与轮对紧急系统,（2） 一系悬挂装置技术特点：,采用双圈螺旋刚弹簧,用黄色铜牌标明弹簧安装方向；钢弹簧下设高柔性厚橡胶垫，以保证隔音和电气绝缘；采用整体硫化的橡胶节点；定位转臂的长度为480mm，小于CRH2的500mm；节点芯轴采用圆弧定位，从拆、装和受力的角度均优于国内普遍采用的梯形槽结构。一系悬挂的螺旋弹簧内设有紧急悬挂装置，体现了高可靠性的设计原则；设有轮对紧急系统，满足故障安全可靠的设计原则；,4.4 二系悬挂装置：枕梁+高柔性空气弹簧+扭杆+横向减振器+1点式高

12、度控制+Z型拉杆牵引。,枕梁：通过铸造铝合金枕梁实现转向架与车体的连接。,枕梁系统包括：枕梁、抗蛇行减振器座、扭杆座、及与车体之间的定位销，组装时牵引销和扭杆等预先安装在枕梁上；枕梁、抗蛇行减振器座、扭杆座为铸造铝合金枕梁； 空气弹簧附加空气室。, 牵引装置,采用Z型双拉杆牵引装置。, 扭杆装置,扭臂与扭杆为过盈装配，连杆长度可调。全列车包括4种扭杆、两种连杆。,连杆EC01/08-CE1,其它车用连杆,扭杆, 空气弹簧装置,不设二系垂向减振器，空簧无节流孔；采用低垂向刚度的应急弹簧，保证空气弹簧故障时的车辆运行安全；空气弹簧的高度采用两点式控制，即每个转向架只采用一个高度控制阀，每个转向架还

13、设有一个防过冲安全阀，EC-2转向架上还设有防止头车故障时一位转向架下降的溢流阀；, 横向悬挂和抗蛇行装置,采用双抗蛇行减振器，考虑故障状态下的安全，单个减振器失效时，车辆仍具有适当的稳定性。,4.5驱动装置：牵引电机弹性架悬，鼓齿形联轴器、平行传动。,驱动装置的主要技术参数,电机型号： 1TB 2019额定功率： 560kW额定转速： 4100 (1/min)额定扭距： 1200 Nm最高转速： 5891 (1/min)最大启动扭矩： 3100 Nm通风方式： 强迫通风牵引电机重量： 750kg传动比： 2.793（斜齿轮，一级）齿轮箱材料和重量： 铸造铝合金，295kg（簧下180kg）联

14、轴器形式和重量： 齿式，34kg支撑座形式和重量： C形，56kg供应商 德国的FLENDER公司。, 牵引电机拖梁,电机拖梁的材料选择与转向架构架相同，重量195kg。, 齿轮箱与联轴器,附图,4.6 基础制动装置设计,动车采用轮装制动盘；拖车每轴3套轴装制动盘；每轴安装一套轮轨防滑装置，以避免轮对擦伤；16个拖轴每轴装有一套弹簧储能制动缸，单元停放缸在中间，同时在转向架两侧均安装有手动缓解装置。,动车转向架制动配管,拖车转向架制动配管,4.7 附属装置,辅助装置包括：EC-1转向架上的天线拖梁装置、扫石器、撒沙装置、轮缘润滑装置；EC-1和EC-2转向架上的感应接受器；IC-1和IC-2外

15、端撒沙装置；TC-1和TC-1上的轴端回流接地装置；BC-1和FC-1上的轴端保护接地装置；每台转向架均有稳定性和轴承温度监控装置；所有的动车转向架相同，所有拖车转向架相同的接地导线装置；TC-1和TC-2（第6、7、26、27轴）上的ETCS传感器；TC-2（第7、26轴）上的拖轴传感器。,EC-1天线拖梁装置,EC-1撒沙、扫石装置,EC-1轮缘润滑装置,IC-1/2 撒沙装置,诊断装置,总结：CRH3型动车组转向架主要技术特点,转向架构架主结构设计独特，并注重结构细节：采用锻件实现侧梁与横梁的连接；关键零件采用锻件，整个构架没有一个铸件；采用耐大气腐蚀钢板，转向架构架焊后不进行热处理。采

16、用TBU轴承单元和分体式转臂：分体式转臂同时作为轴箱，更换轮对不必拆卸转臂。缺点是结构复杂，转臂需配对使用不能互换。采用预压型整体弹性节点的转臂式轴箱定位装置：设有轮对紧急装置；螺旋钢弹簧下部设有高弹性橡胶垫，以隔离振动和噪音的传递。通过枕梁简化转向架与车体的连接：利用枕梁的内腔做为空气弹簧附加空气室；这一结构的采用实现了车体与转向架的快速落成与分离，可以提高动车组的使用效率。缺点是增加了转向架的重量和成本。牵引电机弹性架悬：每台转向架的两台牵引电机通过一个电机吊梁实现弹性架悬，这是SF500转向架特有的结构。采用高柔性空气弹簧和1点式高度控制：空气弹簧下设有低垂向刚度的应急弹簧；转向架每侧设

17、有双抗蛇行油压减振器；二系悬挂设有抗侧滚扭杆装置；牵引装置为Z型拉杆式。,5 CRH3型动车组运用维护,检修周期：检修周期以公里数为主，根据维护检修内容不同，共分为5个大的检修等级。,检修计划：执行铁道部下发的关于动车组检修办法及相应的检修规程执行。下图列举了一级修的检修计划。,检修限度：转向架运用维护检修限度应按照转向架检修限度表执行。下图中给出了转向架检修限度表。,检修前期准备,2.1 组建项目团队,2.2 技术准备 编制三级检修修程 制定三级修整体工艺流程。 编写三级修工艺文件； 编制质量控制文件； 编写了培训教材，对操作者培训； 编制委托修项目技术协议； 制定供应商技术支持计划。,转向

18、架三级检修修程制定依据维修手册运营中暴露的问题整改设计改进铁道部及用户要求,2.3 组建生产队伍,2.4 检修场地2.4.1 转向架检修场地：分为两个部分。 1）三级修专用场地:承担转向架的全部清洗、分解工作，以及轮对检修和万向轴的检修。,2）转向架装配场地 与原设备通用的工序在转向架主厂房进行，其余所有工序在原电镀车间位置新建的厂房内进行。,2.5 设备、工装和工具 1）新增设备13项。包括：半列联动架车机、清洗设备等。 2）新增工装20项。包括：齿轮箱拆解装置、联轴器工装等。 3）新增工具180项。包括：集成传感器测试仪、捋子脚等。,2.6 配件准备 采购检修所需的配件如下: 1）必换件：

19、 2）周转件： 3）偶换件：,3、转向架检修内容,3.1 检修任务概述： 1）转向架清洗、零部件清洁、零部件补漆。 2）分解，更换必换件：如更换一系垂向减振器、齿轮箱轴承、各种关节轴承和弹性衬套，具体见必换件清单。 3）功能性维护： 修理：踏面镟修、管线修补等。 偶换：如传感器破损、销套磨损等。 检查和试验：轴箱弹簧高度校准试验、集成传感器功能 测试试验等。,三种类型的维护所占工作的比重大致如下：,3.2转向架检修具体工艺流程如下：,3.3转向架检修任务的实施及遇到的问题,问题描述 ：,2010年7月25日，CRH3040C动车组在驶离武汉站约3分钟后，4车一位右侧空气弹簧发生巨响，之后停车检

20、查发现空气弹簧爆裂（如图1所示），该动车组截至7月24日运行369525公里，故障空气弹簧为康尼泰克公司原装进口产品。,图-1,6 转向架典型故障,发生故障后，我公司立即对线路运营车辆进行了普查，截止到2010年08月07日，对运营动车组空气弹簧全部普查完毕，根据统计普查结果，发现需更换的空气弹簧63个；可见帘线轮廓需运行观察空气弹簧137个；到目前为止运行观察的137个空气弹簧中发现有6个也需要进行更换。如上图-2所示。,图-2,帘线外漏需更换,可见帘线轮廓,原因分析：,为找出爆裂原因，四方所对故障空气弹簧切割取样进行分析，同时对现场发现有缺陷的空气弹簧进行了试验，得出结论认为空气弹簧爆裂原

21、因为制造质量问题，详细分析如下所述。,故障胶囊沿扣环方向断面图,故障胶囊两侧断面图,缺陷胶囊试验后沿扣环方向图,缺陷胶囊试验后两侧断面图,缺陷胶囊爆破试验前的外观状态,缺陷胶囊爆破试验后的状态,四方所同时对现场缺陷空气弹簧反厂进行了爆破试验，缺陷空气弹簧爆破压力为16.2bar，试验后的破裂缺口与现车爆裂空气弹簧相似。,故障胶囊3层反包，缺陷胶囊4层反包，最大反包端点均位于爆裂处。,故障胶囊大子口处沿扣环方向出现磨损并导致至少两层帘线出现破坏，帘线破坏后胶囊强度降低，从而在磨损区域出现爆裂。两侧的裂口属于爆裂时沿帘线倾斜角度的撕裂。,详细结论：,故障胶囊大子口结构示意图,缺陷胶囊大子口结构示意

22、图,处理措施：,对有问题空气弹簧进行更换。到目前为止长客股份公司配合供应商对普查结果需要更换的空气弹簧进行了更换，其中上海已更换21个，广州已更换26个，北京已更换2个，还有20个未更换，正在进行中。 对需要运营观察的空气簧每2周进行一次监控检查。 后期建议结合M1级检修对空气弹簧进行全面普查。,胶囊大子口靠近扣环处是帘线层反包端点且橡胶较薄，使用过程中帘线反包端点很快分离、翘起，胶囊受拉伸时反包端点的变形较大，加速了帘线层的磨损。,帘线反包层与扣环接触区域及应力集中区域重合，同时胶囊大子口外层橡胶厚度无法保证，多种因素重合对胶囊的疲劳性能不利。,问题描述：2010年9月2日，CRH3049车

23、组1车3轴齿轮箱C型支架橡胶叠簧严重破损，齿轮箱侧联轴器内部连接套断裂。原因分析：初步分析是齿轮箱上部橡胶弹簧损坏，导致齿轮箱限位间隙过大，运行冲击造成齿轮箱侧半联轴节连接套断开。不排除齿轮箱侧半联轴节连接套存在质量问题的可能。处理措施：更换轮对。更换下的故障齿轮箱发运到西门子天津工厂进行分解，具体的故障原因还需等齿轮箱分解检查后，才能进行进一步的确定。,从9月6日开始对运营的CRH3动车转向架C型支架进行普查，截止9月8日凌晨1：00，广州、上海服务站总共完成了9列动车组（其中广州7列，上海2列）普查工作，共发现14个橡胶弹簧存在缺陷，其中有9个比较严重。,普查情况：,问题描述：,2010年

24、自2月份以来，武广客运专线CRH3动车组在运营中发生了多起173B/C和173D/E报警，初期报警现象多发生在2/7车，6月份以来其它车种也都发生过报警现象。,对车轮踏面进行测量统计，发现武广线车轮踏面磨耗与京津线磨耗情况不同，京津线存在轮缘异常磨耗现象，踏面磨耗较为正常，而武广线轮缘无磨耗迹象，踏面表现为集中凹形磨耗，当等效锥度超过0.35-接近0.4时，特定区段运行时会出现构架横向加速度报警。 对车辆报警时间和里程标等信息进行统计后发现报警位置相对固定。,原因分析：,针对报警车辆在铁道部动联办组织下进行了三次动力学线路试验，其中包括一次带测力轮对的安全性试验，并测量报警车辆的车轮踏面形状。

25、同时广铁集团工务部门对报警发生线路状况进行了测量。通过试验测量发现引起车辆构架横向加速度报警的有以下几种因素：1.对测量的踏面形状进行分析，发现报警车辆踏面等效锥度偏大（大于0.35）是引起构架横向加速度报警的一个因素。2.经广铁集团工务部门对钢轨轮廓进行测量发现报警路段的轨头形状与标准形状有偏差。 对报警车辆进行车轮踏面镟修或对报警路段钢轨打磨均可以消除构架横向加速度报警现象。,车轮踏面磨耗情况,故障路段轨头与标准轨头外形比较,问题处理措施,针对构架横向加速度报警故障，铁道部动联办组织了铁科院、长客股份、唐车公司等单位专家进行了讨论，经讨论决定如下应急处理办法： 对报警区段的钢轨进行打磨处理

26、。 暂定2/7车15万公里镟修踏面，其它车辆20到25万公里镟修踏面。,CRH3-380动车组轴端布置型式分布图,D型轴端布置 52个 A型轴端布置 48个 1根速度传感器 E型轴端布置 16个 1根速度传感器 F型轴端布置 6个 1根接地电缆 B型轴端布置 6个 1根接地电缆， 2根速度传感器 每个轴端均有1根温度传感器,D/F型轴端优化方案,D型轴端无传感器，不需进行更改。 F型轴端电缆长度进行优化,各轴端温度传感器统一从轴箱上部出线。,A/E型轴端优化方案,速度传感器由斜下方改成斜上方安装，不设置长支座,温度传感器优化路径速度传感器优化路径,武广线试验示意,不安装长支座,E型轴箱盖,A型轴箱盖,为最大限度减小电缆抖动，传感器上车安装位置也需进行调整,B型轴端优化方案,温度传感器优化路径 接地电缆优化路径 LG速度传感器优化路径,固定点1,固定点2,有2根传感器时将斜下方改至内侧,有1根传感器时移至斜上方安装,问题与思考：1、CRH3型动车组转向架基本结构分成哪些部位？2、CRH3型动车组转向架驱动系统组成？与CRH5型动车组转向架驱动系统的差异？3、CRH3型动车组转向架主要技术特点？,谢 谢！,