单元小结
图3．6 动车转向架
图3．7 拖车转向架
四、转向架主要技术要求
转向架是车辆的主要组成部分之一。它用来传递各种载荷，并利用轮轨间的粘着保证牵引力的产生。转向架结构性能的好坏，直接影响车辆的牵引能力、运行品质、轮轨的磨耗和列车的安全。转向架应具有的技术要求是：
①保证最佳的粘着条件。保证最佳的粘着条件，轴重转移尽量小，以满足提高牵引力的要求。
②良好的动力学性能。在直线或曲线区段运行时，具有良好的动力学性能，尽可能减小对线路的动作用力和减少轨道及车轮的应力与磨耗。
③自重轻，工艺简易。转向架构架在满足强度和刚度要求的前提下，尽可能减轻自重，制造工艺简易，各梁之间不允许用螺栓连接。
④良好的可接近性。要求转向架各部分具有良好的可接近性，在保证运用可靠的前提下，结构简单，采用无磨耗及不需维修的结构形式，以减少维修工作量及延长两次维修间的走行里程数。
⑤零部件材质统一。在设计转向架时，要求各零部件结构和材质尽可能统一化。
任务2 转向架基本结构与原理
【任务目标】
1．掌握转向架的结构组成。
2．掌握转向架各组成部分的主要作用及工作原理。
【任务分析】
本任务重点在于掌握转向架的基本结构组成，难点在于各部分工作原理的掌握。
【知识链接】
为了便于通过曲线，在车体和转向架之间设有心盘或回转轴，转向架可以绕心盘或回转轴相对车体转动。由于车辆在线路上运行时通过道岔、弯道及车辆加速、减速等原因会产生各种冲击和振动，为了改善车辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上设有弹簧减震装置和制动装置。对于动车，转向架上还装有牵引电动机和减速机构，将牵引电动机的转矩通过齿轮转动传递给轮对，转化为列车前进的牵引力，以驱动车辆运行。
【知识描述】
一、构架
构架是转向架的基础，如图3．8所示，它把转向架的零部件组成一个整体。故它不仅承受、传递载荷及作用力，而且它的结构、形状和尺寸都应满足零部件组装的要求。
构架分为动车转向架构架和拖车转向架构架，它们主要结构相同，区别主要在于所安装的设备的不同而有所差别，如动车构架带有电机吊座、齿轮箱吊台等。图3．8所示为南京地铁动车转向架构架，钢板焊接结构的箱形侧梁及横梁，其上焊接有转向架各附件的安装座。
二、轮对轴箱装置
轮对轴箱装置主要包含车轮、车轴、轴箱组成、轴箱弹簧等，又可分为轮对组成、轴箱组成和一系悬挂装置3个部分，如图3．9所示。
图3．8 动车转向架构架
1—空气簧接口；2—管道支架；3—电动机连接件；
4—横向缓冲器托架；5—制动装置连接；
6—横向构件；7—扭接连杆托架；8—侧构架
图3．9 轮对轴箱装置
（一）轮对的组成及作用
轮对是转向架中重要的部件之一。它的功用是最终承受车辆的自重与载重（轮对本身质量除外），并以其在钢轨上滚动完成车辆的运行。轮对由1根车轴和2个车轮组成，如图3．10所示。在轮轴接合部位采用过盈配合，使两者牢固地结合在一起，为保证安全，绝不允许有任何松动现象发生。
轮对分为动车转向架用和拖车转向架用。动车转向架用轮对由车轴、车轮（带有制动盘，简称轮盘）、齿轮装置及轴承构成。拖车转向架用轮对由车轴、车轮（也带有制动盘，简称轮盘或带有轴制动盘，简称轴盘）及轴承构成。轮盘以外的车轮、大齿轮、轴盘及轴承等为确保安全性和可靠性采用冷压法压装到车轴上。
图3．10 轮对
图3．11 车轴各部分名称
1．车轴
车轴是轮对的主要部件，它除与车轮组成轮对外，两端还要与轴箱油润装置配合，保证车辆安全运行，车轴各组成部分如图3．11所示。按其使用轴承的不同，车轴分为滑动轴承车轴和滚动轴承车轴。目前，我国城市轨道车辆轮对全部采用滚动轴承及滚动轴承车轴。
（1）轴端螺栓孔
安装轴承前盖或压板，防止滚动轴承外移窜出。
图3．12 车轮形状
1—踏面；2—轮缘；3—轮辋；
4—轮毂；5—轮毂孔；6—辐板；7—辐板孔
（2）轴颈
安放轴承，承受垂直载荷。
（3）防尘挡圈座
安装防尘挡圈并限制滚动轴承后移。（4）轮座
固定车轮，是车轴的最大受力部分。（5）轴身
车轴中间连接部分。
2．车轮
车轮是车辆最终受力配件，其形状如图3．12所示。它把车辆的载荷传给钢轨，并在钢轨上转动，完成车辆的运行。其性能的好坏将直接影响行车安全。
我国轨道交通车辆主要采用的是辗钢整体车轮，简称辗钢轮，车轮轮径为840mm。
（1）踏面
车轮与钢轨面相接触的外圆周面，具有一定的斜度，如图3．13所示。踏面与轨面在一定的摩擦力下完成滚动运行。车轮踏面需要做成一定的斜度，踏面呈锥形，踏面做成锥形的原因如下。
图3．13 车轮踏面结构
（a）锥形踏面；（b）磨耗形踏面
①便于通过曲线。车辆在曲线上运行，由于离心力作用，轮对偏向外轨，由于踏面锥形的存在，外轨上滚动的车轮滚动圆直径较大，而沿内轨滚动的车轮滚动圆直径较小，这正好和曲线区间线路外轨长，内轨短相适应，使轮对顺利通过曲线，减少车轮在钢轨上的滑行。
②在直线上运行时轮对能自动调中。车轮在直线线路上运行时，如果车辆中心线与轨道中心线不一致，则轮对在滚动过程中能自动纠正偏离位置。
③使磨耗踏面更为均匀。由于踏面与钢轨接触面的滚动直径在不断变化，致使轮轨的接触点也在不断地变换位置，从而使踏面磨耗沿宽度方向比较均匀。
城市轨道交通车辆踏面多采用磨耗形踏面，磨耗形踏面是在锥形踏面的基础上，一开始就把车轮踏面做成类似磨耗后的稳定形状，即磨耗形踏面。磨耗形踏面相比锥形踏面在相同的行走里程下，可明显减少踏面的磨耗量，延长了轮对的使用寿命，减少了换轮、选轮的工作。同时，磨耗形踏面可减小轮轨接触应力，提高车辆运行的横向稳定性和抗脱轨安全性。
（2）轮缘
车轮内侧面的径向圆周突起部分称为轮缘。其作用是防止轮对脱轨，保证车辆在直线和曲线上安全运行。
（3）轮辋
车轮具有完整踏面的径向厚度部分，以保证踏面内具有足够的强度同时也便于加修踏面。
（4）轮毂
车轮中心圆周部分，固定在车轴轮座上，是车轮整个结构的主干与支承。
（5）轮毂孔
用于安装车轴，该孔与车轴轮座部分直接固结在一起。
（6）轮辐板
连接轮辋与轮毂的部分，呈板状者称为辐板，辐板呈曲面状，使车轮具有某些弹性，则力在传递时较为缓和。
（7）辐板孔
为了便于加工和吊装轮对而设，每个车轮上有两个。现在由于用途不大且易在其周围产生裂纹，同时还影响车轮的平衡性能，故在S形辐板车轮上已取消。
（二）轴箱装置
图3．14 滚动轴承轴箱
1．轴箱装置的作用
轴箱装置装在车轴两端的轴颈上，由轴箱和轮对轴承组成。其作用是将轮对和构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿轨道的直线运动，并将全部簧上载荷传给车轴，将来自轮对的牵引力或制动力传到构架上去。此外，它还传递轮对与构架间的横向和纵向作用力。
轴箱对构架是个活动关节。轴箱与构架的连接方式对车辆的运行品质有很大影响，这一连接通常称为轴箱定位。轴箱定位应保证轴箱能够相对于转向架构架在弹簧振动时作垂向运动，在车辆通过曲线时还能进行少量横移。
2．轴箱装置的组成
轴箱装置有滚动轴承轴箱和滑动轴承轴箱之分。由于滚动轴承具有启动阻力小、游隙小、维护方便、节油和节省有色金属等一系列优点，所以现代车辆上都采用滚动轴承轴箱，如图3．14所示。
滚动轴承轴箱按滚动体形状分类主要有圆柱滚动轴承、圆锥滚动轴承、球面滚动轴承等几种。由于轴承在车辆运行中承受着巨大的静、动载荷的作用，因此，要求轴承的承载能力大、强度高、耐振、耐冲击、寿命长等。一般城轨车辆都采用了圆柱滚动轴承或圆锥滚动轴承，如图3．15所示。
图3．15 轴箱轴承
1，12—外圈；2—滚子；3，14—内圈；4—保持架；5—中隔圈；6—密封圈；7，10—密封；8—车轴；9—防尘挡圈；11—滚柱；13—轴箱；15—内圈压板；16—轴箱盖
（a）圆锥滚动形轴承；（b）圆柱滚动轴承
圆柱滚动轴承的滚子是圆柱形的，一般属于双列分体式轴承，采用聚合物保持架，用迷宫环对润滑脂非接触式密封。轴承滚子既能承受径向力，又能承受轴向力。圆柱滚子轴承的轴向力主要靠滚子断面和挡边承受，滚子端面与挡边之间的摩擦是滑动摩擦，摩擦力较大，容易导致轴温升高，降低润滑脂使用寿命，轴承使用寿命也会受到影响。
圆锥滚动轴承采用圆锥滚子，一般为整体式轴承，也采用聚合物保持架，其主要轴向载荷由滚道承受。一般采用传统的接触式橡胶密封，即卡紧式密封件，因而提高了润滑脂对污染的防护能力，延长了油脂寿命，并承受具有更好的性能和更长的寿命。
3．轴承装置横向力传递顺序
右端：车轴→防尘挡圈→轴承内圈→滚子→轴承外圈→轴箱→转向架→车体。
左端：车轴→螺栓→内圈压板→轴承内圈→滚子→轴承外圈→轴箱后盖→螺栓→轴箱→转向架→车体。
4．轴承游隙
轴承径向游隙对轴承工作性能有着重要的影响，每一种轴承在一定的作用条件下，都有最佳的径向游隙，使轴承寿命高，摩擦阻力小，磨损小。
径向游隙分为原始游隙、配合游隙和工作游隙。原始游隙是未装配的轴承内外圈间的径向游隙；轴承装配后，内圈胀大，径向游隙减少；轴承工作后，随着温度的升高，润滑油膜形成，径向游隙还要进一步减少。游隙过小，会使轴承工作温度升高，不利于润滑，影响力的正常传递，甚至会使滚子卡死；游隙过大，使轴承压力面积减少，压强增大，使轴承寿命减少，振动与噪声增大。所以，选择合适的径向游隙是重要的。一般载荷大的轴承要求游隙较大，圆柱滚子轴承原始径向游隙一般为0．11～0．19mm。
轴承轴向游隙的作用是避免滚子端部与内外圈挡边经常接触，所以轴向游隙也不宜过小，一般在成对圆柱轴承轴向游隙为0．8～1．4mm。
5．滚动轴承润滑脂
润滑油性能直接影响轴承性能和使用寿命。润滑性能良好，可以减少轴承磨耗，降低车辆运行阻力，防止燃轴。列车检修时要注意检查润滑脂状态，如有结块、明显融化、发臭等现象，应拆下轴承检查并更换润滑脂。在更换润滑脂时要注意其填充量，通常润滑脂填充量为轴承内自由空间的30%～50%。若填充过多，在高速情况下，特别容易引起轴承温度升高，油脂融化并可能导致燃轴。
6．轴向定位装置
所谓轴向定位装置是指轴承在内侧定位轴箱，轴箱与其所安装的轴弹簧转向架的侧梁进行上下运动，同时在前后和左右方向上固定定位转向架构架的装置。它对转向架的横向动力性能、抑制蛇行运动具有决定性作用。轴向定位装置在纵向和横向具有适当的弹性定位刚度值，从而可避免车辆在运行速度范围内蛇行运动失稳，保证在曲线运行时具有良好的导向性能，减轻轮缘与钢轨的磨耗和噪声，确保运行安全和平稳性。
常见的定位装置的结构形式有以下几种。
（1）拉板式定位
用特种弹簧钢材制成的薄片形定位拉板，其一端与轴箱连接，另一端通过橡胶节点与构架相连。利用拉板在纵、横向的不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动，以实现弹性定位。拉板上下弯曲刚度小，对轴箱与构架上下方向的相对位移约束很小，其结构如图3．16（a）所示。
（2）拉杆式定位
拉杆的两端分别与构架和轴箱销接，拉杆两端的橡胶垫、套分别限制轴箱与构架之间的横向与纵向的相对位移，实现弹性定位。拉杆允许轴箱与构架在上下方向有较大的相对位移。其结构如图3．16（b）所示。
（3）转臂式定位
转臂式定位又称弹性铰定位，定位转臂的一端与圆筒形轴箱体固接，另一端以橡胶弹性节点与构架上的安装座相连接。弹性节点允许轴箱与构架在上下方向有较大的位移，弹性节点内的橡胶件设计成使轴箱在纵向和横向具有适宜的不同的定位刚度的要求，如图3．17（a）所示。
（4）层叠式橡胶弹簧定位
在构架与轴箱之间装设压剪型层叠式橡胶弹簧，其垂向刚度较小，使轴箱相对构架有较大的上、下方向位移，而它的纵、横向有适宜的刚度，以实现良好的弹性定位，如图3．17（b）所示。
图3．16 拉板式和拉杆式轴箱定位
（a）拉板式轴箱定位；（b）拉杆式轴箱定位
图3．17 转臂式轴箱定位和层叠式橡胶弹簧定位
（a）转臂式轴箱定位；（b）层叠式橡胶弹簧定位
（5）导柱定位
安装在构架上的导柱及坐落在轴箱弹簧托盘上的支持环均装有磨耗套，导柱插入支持环，当构架与轴箱之间发生上、下运动时，两磨耗套产生干摩擦，它的定位作用是通过导柱与支持环传递纵向力和横向力，再通过轴箱橡胶垫产生不同方向的剪切变形，实现弹性定位作用，如图3．18所示。
以上所述的定位方式，其中前4种均为无磨耗的轴箱弹性定位装置，通过对橡胶金属弹性铰或弹性节点的设计，可以实现轴箱纵、横向不同定位刚度的要求，达到较为理想的定位性能。我国新型城轨车辆较多采用层叠式橡胶弹簧轴箱定位。
轴箱装置是日常检查的重点内容之一，其主要破坏形式是：轴承烧损、轴箱弹簧裂纹（橡胶弹簧的老化、龟裂等）、轴箱体裂纹及轴箱定位破坏等。
三、弹性悬挂装置
弹性悬挂装置按作用分为缓冲装置（中央弹簧、轴箱弹簧）、减震装置（垂向、横向、纵向和抗蛇行减震器）和定位装置（轴箱定位、中央定位、抗侧滚扭杆）。按安装位置分：一系悬挂［一系悬挂（Primarysuspension）也称轴箱弹簧装置，主要包括轴箱弹簧、垂向液压减震器和转臂定位橡胶套等］、二系悬挂装置［主要包括空气弹簧系统、中心牵引销及牵引拉杆、横向弹性止挡、横向和纵向液压减震器（即抗蛇行减震器）和高度调整装置等］。
图3．18 导柱定位
1—轴箱；2—一系弹簧；3—弹簧支柱；4—内定位套；5—外定位套；6—支持环；7—橡胶缓冲垫；8—扁销
图3．19 轴箱圆弹簧
（一）轴箱弹簧装置
轴箱弹簧装置如图3．18所示，被安装在轴箱和转向构架之间。轴箱弹簧装置在将车体质量分配给各车轮的同时缓冲车轮／轴箱的各种振动，该弹簧参数是经过优化选定的，主要是为了改善车体的乘坐舒适度。
轴弹簧装置包括一个圆簧组（由内、外弹簧组成）、弹簧座（上、下）、橡胶座、绝缘座、转臂定位橡胶套和处于每个车轮位置处的垂向减震器。圆簧组如图3．19所示传递垂直方向的力，应通过调整垫片调整圆簧组以使每个车轮的载荷均匀。圆簧采用冷轧钢制成并经过喷丸处理以使韧性更强。轴箱弹簧组由内、外两圈圆弹簧组成，但内、外弹簧的旋向相反。
圆柱压缩螺旋弹簧两端各有3／4圈的支撑圈。其主要参数包括：簧条直径d，弹簧平均直径D，有效圈数n，总圈数N，弹簧全压缩高度Hmin，弹簧自由高度H0，弹簧指数m＝D／d，垂向静挠度fv和垂向刚度Kv等。
（二）空气弹簧系统
1．空气弹簧系统组成
空气弹簧系统由空气弹簧本体、高度控制阀、差压阀、附加气室、滤清器等组成，如图3．20所示。
图3．20 空气弹簧系统组成
图3．21 自由膜式空气弹簧
1—上盖板；2—下盖板；3—碗形橡胶垫；4—橡胶囊
（1）空气弹簧本体
空气弹簧本体分为囊式空气弹簧（现在车辆已不适用）和膜式空气弹簧。膜式空气弹簧又分为约束膜式和自由膜式，如图3．21所示，约束膜式的形式为内外筒加连接橡胶囊；自由膜式的形式为上、下盖板加连接橡胶囊，目前城市轨道车辆空气弹簧系统应用较多的是自由膜式空气弹簧。
（2）高度控制阀
高度控制阀一般分为机械式和电磁式两种；按组成的不同又可分为有延时机构和无延时机构；按引起高度控制阀产生进、排气作用的传动方式还可分为直顶式和杠杆式等，其组成如图3．22所示。
高度控制阀的工作原理：由于车体载荷增加（或减少），空气弹簧被压缩（或伸长）使空气弹簧降低（或增高）。随之，车体距轨面高度发生改变，高度控制机构使进、排气机构工作，向空气弹簧充气（或排气），当空气弹簧的内压与所承受的静载荷相平衡时，空气弹簧恢复到原来的高度，高度控制机构停止工作，进、排气机构处于关闭状态，充气（或排气）停止。
图3．22 高度控制阀组成
图3．23 差压阀工作原理
（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，不能超过为保证行车安全规定的某一定值，若超出时，则差压阀自动沟通左右两侧的空气弹簧，使压差维持在该定值以下。差压阀在空气弹簧悬挂系统装置中起安全保证作用。
2．空气弹簧系统工作原理
空气弹簧系统能够实现以下几项功能。
①压力空气缓冲。由压力空气实现。列车管→空气弹簧风缸→空气弹簧主管→空气弹簧连接管→高度控制阀→空气弹簧本体和附加气室。
②变压力、变刚度、等高度。由高度控制阀实现。2条通路，3个位置。
A．保压：正常载荷时，R＝A，进排气通路均关闭，保压。
B．充气：增载时，车体下沉，A＜R，进气阀打开，充气增压使车体上浮至A＝R，进气阀关闭。
C．放气：减载时，车体上浮，A＞R，排气阀打开，放气减压使车体下沉至A＝R，排气阀关闭。
③压差控制防倾覆。由差压阀实现。差压阀连通左右两空气弹簧，一侧空气弹簧爆裂时，另一侧空气弹簧自动放气，以防车体倾覆。
④节流减震。由气嘴实现。气嘴节流减震代替垂向减震器。
初次启动列车时，二系悬挂空气弹簧气囊不充气。高度调整阀将运行以压缩空气可从AS流动进入气囊并使气囊膨胀。一旦达到了合适的地板高度，高度调整阀使压缩空气停止流入气囊从而将地板高度保持在稳定值。如果列车上乘客减少或位置移动而气囊过分膨胀，高度调整阀将运行以降低气囊内空气压力直到达到正常的地板高度。每只转向架的两只气囊（即左右横梁）都通过差动阀相连。如果气囊突然破裂或毁坏，差动阀将运行使转向架的两只气囊压力保持平衡。这可防止客车由于一只气囊充气而另一只气囊没有充气而向一边严重倾斜。
图3．24 空气弹簧系统工作原理图
（三）橡胶弹簧
弹簧悬挂装置的好坏，在很大程度上决定了走行性能的优劣。在现代车辆上，橡胶元件在车辆上得到了越来越广泛的应用，常常用于转向架弹簧减震装置和轴箱定位装置、钢弹簧支承面上的橡胶缓冲垫以及各种衬套、止挡等。橡胶弹簧之所以得到了广泛的应用，是由于橡胶具有以下特性。
①橡胶弹簧的优点。能衰减震动，隔离噪声。橡胶是通过内摩擦起衰减作用的，特别具有吸收高频振动的优异特性。质量轻，比重仅为钢的1／3。与钢弹簧相比，它的单位质量所吸收的变形能较大。
②橡胶弹簧的缺点。制造工艺复杂，小量生产时成本较高；性能误差大，工作温度大于600℃会逐渐老化，温度过低又会变硬脆化。某些合成橡胶对天然橡胶的耐高温、耐油性能的不足能给予改善。
（四）扭杆弹簧
扭杆弹簧是一根弹性杆，它只阻止车体侧滚，不妨碍其垂向振动。其工作原理为：两端装于构架上的轴套内，中间与簧上部分／铰接。车体侧滚时：扭杆的转臂反向运动产生复原力矩，从而阻止车体侧滚；正常时：扭杆转臂同向运动，扭杆自由转动。
图3．25 扭杆弹簧工作原理
（五）减震元件
减震器一般用在铅垂方向和水平方向（横向或纵向）。减震器有摩擦减震器和液压减震器两种。
1．摩擦减震器
图3．26 摩擦减震器
摩擦减震器是借摩擦面的相对滑动产生阻尼的减震器。摩擦减震器结构简单，成本低，制造维修比较方便。缺点是摩擦力随表面状态的改变而变化。由于摩擦力与振动速度基本上无关，所以可能出现这样的情况：不是低速时表现为阻尼过大，影响弹簧的灵敏度，就是在较高速度下表现为阻尼不足，振幅过大。
2．液压减震器
液压减震器主要是利用液体黏滞阻力做负功来吸收振动能量。一般液压减震器的阻尼特性为线性，即阻力与振动速度一次方成比例。液压减震器的优点在于它的阻力是振动速度的函数，因此它有较好的减震性能，得到广泛应用。液压减震器一般主要由活塞、进油阀、缸端密封、上下联结、油缸、储油筒及防尘罩等部分组成，其结构如图3．27所示。
活塞部分是产生阻力的主要部分。进油阀部分装在油缸的下端，是补充和排出油液的一个通道。油缸端部有专门的密封结构，一方面在活塞上下运动时起导向作用，使活塞中心和油缸中心线路始终保持一致；另一方面，防止油液流出和灰尘流入减震器内，影响减震器正常工作。上下联结是油压减震器上下两端与转向架的摇枕和弹簧托板上的安装座相联结的部分。
液压减震器工作原理如图3．28所示，活塞把油缸分成上下两个部分，当车体振动时，活塞杆随车体运动，与油缸之间产生上下方向的相对位移。当活塞杆向上运动时（即减震器为拉伸状态），油缸上部油液的压力增大，这样，上下两部分油液的压差迫使上部部分油液经过心阀的节流孔流入缸下部。油液通过节流孔时产生阻力，该阻力的大小与油液的流速、节流孔的形状和孔径的大小有关。当活塞杆向下运动时（即减震器为压缩状态），受到活塞压力的下部油液通过心阀的节流孔流入油缸上部，也产生阻力。因此，在车辆振动时液压减震器起了减震作用。
图3．27 油压减震器的组成
1—压板；2—橡胶垫；3—套；4—防尘罩；5，8—密封圈；6—螺盖；7—密封盖；9—密封托垫；10—密封弹簧；11—缸端盖；12—活塞杆；13—缸体；14—储油筒；15—芯阀；16—芯阀弹簧；17—阀座；18—涨圈；19—阀套；20—进油阀体；21—锁环；22—阀瓣；23—防锈帽；24，25—螺母
以上讨论的情况只有在活塞杆不占据油缸体积的条件下才是合适的，但实际上活塞杆具有一定的体积，当活塞上下运动时，使得油缸上部和下部体积的变化是不相等的。
设油缸直径为D，活塞杆直径为d，若活塞杆从初始位置Ⅰ向下移动距离s后达到位置Ⅱ。这样，油缸下部体积缩小
πD2s，而上部体积增大
（D2－d2）πs，上下两部分体积之差为
πd2s，下部排出的油液多于上部所需补充的量。为保证减震器的正常工作，在油缸外增加一储油筒，在油缸底部设有进油阀，当活塞杆由Ⅰ向Ⅱ位置运动时，油缸下部油液压力增大，迫使阀瓣紧紧扣在进油阀体上，同时，多余的油液通过阀瓣中间的节流孔流入储油筒，使减震器正常工作。反之，活塞杆向上运动，则上部因体积缩小而排出的油液量将填充下部因体积增大而需要的油量，所欠油量从储油筒经进油阀（阀瓣处于抬起状态）进入油缸下部，使减震器正常工作。
图3．28 液压减震器工作原理
四、驱动装置
驱动机构的作用是将传动装置输出的功率传给动轮对转向架驱动装置如图3．29所示。电传动车辆的驱动机构是一种减速装置，用来使高转速、小扭矩的牵引电动机驱动阻力矩较大的动轴。
图3．29 转向架驱动装置
（a）驱动电机；（b）齿轮减速箱
电传动车辆对驱动机构的要求为：驱动机构应保证能使牵引电动机功率得到发挥；电枢轴应尽量与车轴布置在同一高度上，以减小线路不平对齿轮的动作用力；电动机在安装上有减震的能力；驱动机构应不妨碍小直径动轮的使用；驱动机构本身应简单可靠，具有最少量的磨耗 件；当牵引电动机或驱动机构发生损坏时，易于拆卸。
根据牵引电动机和减速箱在转向架上的安装方式的不同，驱动机构主要有轴悬式（或称半悬挂式）、架悬式（或称全悬挂式）和体悬式3种，而轴悬式又有刚性及弹性之分。
（一）刚性轴悬式驱动机构
刚性轴悬式驱动机构如图3．30所示，牵引电动机的一端由两个抱轴轴承刚性地支承在车轴的抱轴颈上；另一端弹性地悬挂在转向架构架上。轴悬式驱动机构结构简单、检修容易、拆装方便，在不起吊车体的情况下，牵引电动机可以在落轮坑内卸下，各轮对的牵引电动机可以互换安装。减速齿轮箱是剖分式，用三点固定在电动机的外壳上。箱下部盛放齿轮油，采用飞溅润滑。齿轮一般为单侧驱动。由于齿轮强度、小齿轮最小齿数以及限界等的限制，齿轮传动比小于5。
图3．30 轴悬式驱动机构
1—牵引电动机；2—联轴器；3—驱动锥齿轮；4—空心轴；5—橡胶联轴器；6—轮轴；7—减速箱；8—制动盘
（二）弹性轴悬式驱动机构
刚性轴悬式驱动机构的最大缺点是电动机的部分质量是死质量，它增大了对线路的动作用力。如采用弹性轴悬式，如图3．31所示，就可在这方面得到改善。
图3．31 弹性轴悬式驱动机构
1—牵引电动机；2，5—联轴器；3—驱动锥齿轮；
4—万向接头空心轴；6—轮轴；7—减速箱；8—制动盘
弹性轴悬式驱动机构的结构是电动机一端经弹性吊架悬挂于构架上；另一端经弹性装置支承于轮心上。大齿轮刚性固结于空心轴上，并通过驱动盘来带动固定于轮心上的装有橡胶元件的盒来驱动轮对。这种装置可使橡胶元件得到良好的通风，避免橡胶因过热而过早老化。
由上可见，弹性轴悬式与刚性轴悬式的区别在于前者的电动机是弹性支悬在轮对上的。
（三）架悬式驱动机构
图3．32 架悬式驱动机构
牵引电动机架悬式驱动机构广泛应用于世界各国的客运车辆和动车上，也用于重型货运车辆上。其主要特点是将牵引电动机固装在转向架构架上，因而牵引电动机属于簧上部分。牵引电动机与轮对之间需用能适应各个方向相对运动的弹性联轴器作为中间联结装置并传递扭矩。联轴器在结构上可以采用弹性元件（弹簧或橡胶块），也可以采用具有橡胶金属衬套的连杆关节机构。
1．电机空心轴驱动机构
电机空心轴驱动机构如图3．33所示，该装置的特点是牵引电动机悬挂在转向架构架上，而牵引齿轮箱支承在车轴上。弹性联轴器布置在空心电枢轴与小齿轮之间。电枢轴做成空心，目的是增加扭轴的长度，以适应电动机与轮对间各个方向的位移。电动机的扭矩经空心电枢轴上的齿形联结器、扭轴、弹性联轴器到小齿轮、大齿轮带动轮对转动。
电机空心轴架悬式驱动机构有布置紧凑，尺寸小，质量轻，工作可靠等优点。其缺点是簧下质量较大，特别由于齿轮箱也是承载部件，比较重，而且要设计新的具有空心电枢轴的牵引电动机。
图3．33 电动机空心轴驱动机构
1—牵引电动机；2—小齿轮；3—驱动轴；4—大齿轮；5—空心轴；6—联轴器；7—减速齿轮箱；8—制动盘
图3．34 轮对空心轴驱动机构
1—牵引电动机；2—电动机弹性悬挂；3—驱动小齿轮；4—车轴上大齿轮；5—减速齿轮箱；6—爪形轴承；7—制动盘
2．轮对空心轴驱动机构
轮对空心轴驱动机构如图3．34所示，该装置的特点是大齿轮由滚动轴承支承在空心轴套上，而空心轴套紧固在电动机机体上。在空心轴套内又贯穿一根空心轴，而车轴置于空心轴中。空心轴的一端通过连接盘、弹性元件与大齿轮相连，另一端也通过连接盘、弹性元件与轮对相连。电动机的扭矩由大齿轮经弹性元件、空心轴，再经另一端的弹性元件传递给轮对。这种驱动机构的型式，称为两级弹性和双空心轴的架悬式驱动装置。
轮对空心轴两级弹性驱动机构的优点是簧下质量轻，轮对与电动机得到两级弹性隔离，因此有较好的动力学性能；两级弹性六连杆机构具有径向刚度大的特点，因此能保证空心轴相对轮对同心旋转，避免弹性元件（即空心轴）与车轴产生偏心而造成的离心力形成轮对的轮重变化和弹性元件中的附加应力。其缺点是结构复杂。
（四）体悬式驱动装置
驱动装置由牵引电机、齿轮箱、连杆轴、传动支撑等组成。其特点是牵引电机安装在车体上，电机通过连杆轴驱动转向架上的齿轮箱。
五、车体与转向架的连接装置
车体与转向架的连接装置（例如心盘及旁承）的作用是：保证车辆的质量、纵向力（牵引力及制动力）、横向力的正常传递，轴重的均匀分配和车体在转向架上的安定；容许转向架进出曲线时相对于车体进行回转运动。因此，它既是承载装置，又是活动关节。这种连接装置的性能好坏，直接影响车辆的动力学性能，特别是横向动力学性能。此外，它还影响车辆的黏着质量利用率（即牵引力作用下的轴重转移）。
图3．35 体悬式驱动机构
1—牵引电机；2—齿轮传动装置；3—轮轴；4—连杆轴；5—传动支撑；6—制动盘；7—制动装置
车体与转向架之间的连接装置有很多形式。下面介绍两类：一类是心盘（或牵引销）和旁承的结构；另一类是牵引杆装置和旁承的结构。
1．心盘（或牵引销）和旁承的连接装置
一般在这种形式的连接装置中，心盘销（或牵引销）只传递纵向力和横向力，车体质量由心盘、心盘与旁承或中央弹簧传递。旁承可以是弹性的，也可以是刚性的。根据设计要求的不同，一个转向架上可能是2个旁承，也可能设置4个旁承。
2．牵引杆连接装置
图3．36 中央牵引装置系统图
1—构架；2—中央牵引装置；3—空气弹簧系统
为了传递牵引力、降低牵引点和使转向架能相对于车体转动和横动，以及在转向架中部空间被其他部件占用的时候，多采用杆件系统来取代心盘，此种装置称为中央牵引装置，如图3．36所示。
城市轨道交通车辆采用中央牵引装置来传递纵向的驱动力和制动力，同时允许二系弹簧在垂向和横向柔软地动作，纵向具有适当的弹性，以缓和由于转向架点头、车轮不平衡质量等引起的纵向振动。结构上也便于车体与转向架的分离和连接。由于取消了摇枕，需安装横向油压减震器、横向缓冲橡胶、空气弹簧异常上升止挡等，部件的安装和拆卸不增加车体与转向架分离作业的工时。
图3．37所示为中央牵引装置，其结构是中心销上端用螺栓固定在车体枕梁上，下部插在能够传递纵向力的牵引梁孔中，能够自如地垂向运动和回转。牵引梁与构架横梁之间设有牵引叠层橡胶，它的特性是纵向较硬、横向柔软，所以既能有效地传递纵向力，又能随空气弹簧做横向运动。每台转向架设4组牵引叠层橡胶，安装时能使其在纵向倾斜，以便牵引梁对准转向架中心。可按隔离纵向振动的要求选定牵引叠层橡胶的纵向刚度值，同时要保证纵向无滑动部位和间隙存在。中心销下部连有空气弹簧异常上升止挡，当空气弹簧因故过充时可以限制车体不断上升，保证安全；在起吊车体时，可使转向架同车体一起被吊起。
图3．37 中央牵引装置结构图
1—中心销；2—牵引梁；3—防尘罩；4—衬套；5—中心销套；6—横向油压减震器；7—空气弹簧异常上升止挡；8—安装板；9—牵引叠层橡胶；10—横向缓冲橡胶
六、基础制动装置
为对运行中的列车进行调速或使其在规定的距离内停车，必须安装制动装置，其基础制动装置吊挂于构架上，它的作用是使制动缸的空气压力转化为闸瓦压向车轮的力，从而产生制动作用，如图3．38所示。基础制动装置根据制动方式的不同可分为踏面制动、盘形制动。
图3．38 转向架基础制动装置
1．踏面制动
踏面制动（图3．39）是以闸瓦压紧车轮，通过车轮与闸瓦之间的机械摩擦产生制动作用的一种制动方式。它是目前常速列车采用的主要制动方式，简单可靠，在常速、中低速、速度为零时均有制动力，制动力的大小可以通过改变闸瓦压力来调节。这种制动方式在高速运行时不宜采用，因为高速情况下闸瓦与车轮踏面之间的摩擦系数较小，制动力不够。若增加闸瓦压力以提高制动力，则会造成速度降至某一值时车轮被“抱死”，产生滑行，制动力反而下降，而且车轮踏面、钢轨都会被擦伤。所以在高速列车上踏面制动不是主要的制动方式，它只能配合其他制动起到低速制动和停车制动的作用。
图3．39 踏面制动
1—制动缸；2—基础制动装置；3—闸瓦；4—车轮；5—钢轨
2．盘形制动
盘形制动又分为轴盘式或轮盘式，如图3．40所示。盘形制动是以合成材料或粉末冶金材料制成的制动块（又称间衬）夹紧装在车轴（车轮）上的铸铁或钠制动圆盘，通过制动块与制动圆盘之间的机械摩擦来消耗列车的动能，从而产生制动作用的一种做功方式，其结构如图3．41所示。与踏面制动相比，盘形制动散热性能较好，并且有较好的高速制动性能。它的不足之处是高速制动时制动块磨损速度明显加快，热载荷大时制动圆盘易产生裂纹，不能确保制动安全，因而其制动功率仍然受到温升的限制。此外，盘形制动与踏面制动一样，制动力要通过车轮来传递，因而受轮轨黏着的限制。
图3．40 盘形制动
图3．41 盘形制动结构
1—轮对；2—单元制动缸；3—吊杆；4—制动夹钳；5—闸瓦托；6，7—杠杆；8—支点拉板
【知识扩展】
转向架力的传递过程
转向架所受载荷即具受力传递过程，转向架主要承受有垂向载荷（车体所施加）、纵向载荷（牵引力和制动力）、横向力（车体侧向振动和轨道施加）。
垂向载荷传递过程：车体硳空气弹簧硳紧急弹簧硳构架硳一系弹簧硳轴箱硳轮对硳钢轨。
纵向牵引力传递过程：牵引电机硳联轴节硳齿轮箱硳轮对硳轴箱硳一系弹簧硳构架硳牵引杆硳中心销座硳中心销硳车体。
电制动力传递过程与此相同，只是力的方向相反。
踏面制动力的传递过程：轮对硳轴箱硳一系弹簧硳构架硳牵引杆硳中心销座硳中心销硳车体。
车体施加横向力的传递过程：
任务3 城市轨道交通车辆典型转向架
【任务目标】
1．掌握城市轨道车辆典型转向架的结构组成。
2．掌握城市轨道交通车辆典型转向架的工作原理。
【任务分析】
通过本任务的学习，重点掌握城市轨道交通车辆典型转向架的结构特点，了解典型转向架的工作原理。
【知识链接】
目前，国内地铁、轻轨电动客车用转向架除国产的外，还有引进国外技术的，主要有两种：一种是上海地铁1号线、2号线和重庆地铁用转向架；另一种是北京复8线地铁用转向架。两种转向架的结构基本相同，一般动力转向架主要由构架、弹性悬挂装置（通常包括一系悬挂装置和二系悬挂装置）、轮对轴箱装置、（基础）制动装置、中央牵引装置、驱动系统6部分组成。
【知识描述】
以下是我国北京地铁转向架和上海地铁转向架结构。
一、北京地铁DK型转向架
我国北京地铁采用的转向架结构有摇枕转向架（DK型转向架）和无摇枕转向架两种。DK型转向架是我国自行设计制造的用于北京地铁车辆的转向架，它是无摇动台空气弹簧式转向架。属于该系列的有DK1型、DK2型、DK3型、DK4型、DK8型以及DK16型等。该转向架主要由轮对轴箱装置、构架、摇枕弹簧装置、纵向拉杆和基础制动装置、牵引电动机及传动装置等组成，如图3．42所示。
1．轮对轴箱弹簧装置
轮对轴箱弹簧装置如图3．43所示，轴箱弹簧呈水平放置，采用金属橡胶弹性铰接式的轴箱定位结构。这种结构比较特别，此结构元件绕金属橡胶弹性铰接中心做弹性旋转。轴箱的一侧有一个三角形转臂，轴箱弹簧水平安装在构架和轴箱转臂之间，当构架载荷增加时，构架逐渐下降，金属硫化橡胶轴套连同心轴也随着下降，于是轴箱就绕车轴心转动，弯臂开始压缩轴箱弹簧。
图3．42 北京地铁DK3转向架
1—轮对轴箱装置；2—构架；3—摇枕弹簧装置；4—纵向拉杆；5—基础制动装置
图3．43 DK3型地铁转向架轮对轴箱装置
1—轴箱体；2—滚道座；3—钢球；4—弹簧前盖；5—轴箱弹簧；6—螺栓；7—弹簧定位座；8—橡胶缓冲垫；9—螺母；10—外套；11—硫化橡胶；12—内套；13—心轴
2．摇枕弹簧装置
摇枕弹簧装置如图3．44所示，摇枕弹簧装置采用无摇动台空气弹簧支悬，钢板焊空心鱼腹形摇枕，上、下盖板厚14mm，腹板厚8mm，摇枕兼做空气弹簧的附加空气室。弹性装置采用自由膜式空气弹簧，利用气嘴节流减震。
3．构架
构架如图3．45所示，DK3型转向架构架为H形焊接构架，包括两根横梁和两根侧梁，各梁壁厚均为12mm。两根横梁上焊有牵引电机座、齿轮箱吊座和制动缸杠杆座等，两根侧梁上表面各开有一个
mm的空气弹簧安装孔，侧梁两端下部各有两个轴箱水平弹簧安装座。另外，侧梁上还焊有牵引拉杆座、制动缸座和受流器插座等。
4．基础制动装置
基础制动装置如图3．46所示，DK3型转向架基础制动装置采用吊挂式单侧塑料闸瓦踏面制动。有两个直径为178mm的制动缸分别安装在构架侧梁上，每一个制动缸控制转向架一侧车轮的制动。当使用空气制动时，制动缸推动水平杠杆和移动杠杆以及两轮之间的水平下推杆，使移动杠杆中部的塑料闸瓦压紧相应的车轮，起制动作用。
图3．44 摇枕弹簧装置
1—摇枕配管；2—下心盘；3—摇枕；4—下旁承摩擦板；5—密封环；6—橡胶垫；7—空气弹簧；8—牵引拉杆；9—高度控制装置；10—电磁阀及单向阀组成
图3．45 构架
1—轴箱弹簧座；2—构架；3—节点座；4—齿轮箱吊座；5—牵引拉杆座；6—制动吊座；7—受流器座
图3．46 DK3型转向架基础制动装置
1—固定拉杆；2—下推杆；3—安全吊；4，5—移动杠杆；6—水平杠杆；7—闸瓦托吊；8—闸缸；9—水平杠杆；10—固定杠杆
5．牵引电机及其传动装置
牵引电机及其传动装置如图3．47、图3．48所示，DK3型转向架采用2台牵引电机，爪形轴承悬吊。
二、上海地铁1号线转向架
上海地铁1号线转向架为无摇枕空气弹簧转向架。转向架由二系悬挂装置（一系人字形橡胶弹簧和二系空气弹簧）、液压减震器、抗侧滚扭杆和横向橡胶弹簧缓冲挡组成的减震装置等部分组成。车体和转向架构架通过中心座和中心销相互连接。在构架横梁下面装有牵引拉杆，两根呈对角配置，牵引拉杆，一端与中心座相连接，另一端安装在构架上，如图3．49所示。
1．轮对轴箱装置
轮对轴箱装置如图3．50所示，上海地铁1号线转向架车轮采用整体辗钢轮，轮径为840 mm，磨耗形踏面，允许磨耗最小直径为770mm。轴箱弹簧采用人字形橡胶钢板迭层弹簧，不仅具有质量轻、结构简单、吸收高频振动、减少噪声等优点，更重要的是它能起到垂向、横向和纵向的定位作用，特别是垂向具有非线性特性，所以能适应较大的载荷变化。(https://www.daowen.com)
图3．47 驱动装置
1—齿式联轴节；2—主动齿轮；3—被动齿轮
图3．48 齿轮减速箱
1—被动齿轮；2—7244轴承；3—集电环；4—上箱体；5—定位销；6—下箱体；7—关节轴承；8—销轴；9—主动齿轮；10—7215轴承
图3．49 上海地铁1号线动车转向架
1—构架；2—轴箱装置；3—轮对；4—叠层橡胶弹簧；5—空气弹簧和弹性元件；6—垂向油压减震器；7—横向液压减震器；8—抗侧滚扭杆；9—横向橡胶缓冲挡；10—中心销；11—Z形拉杆；12—牵引电动机；13—齿轮减速箱；14—基础制动装置；15—速度传感器；16—接地装置
图3．50 轮对轴箱装置
2．弹簧悬挂装置
弹簧减震装置包括：一系悬挂（人字形叠层橡胶弹簧）、二系悬挂（空气弹簧）、垂向液压减震器、横向液压减震器、抗侧滚扭杆和垂向、横向橡胶缓冲止挡。
人字形叠层橡胶弹簧装设在构架与轮对轴箱之间，它是由4层橡胶和4层钢板及一层铝合金经硫化而制成的弹性元件。根据人字形的倾角和橡胶片的层数，可达到所要求的轴箱弹簧的静挠度，并且能做到保证构架和轴箱之间的纵向和横向不同定位刚度的要求。由于拖车和动车本身的自重不同，因此拖车和动车的人字形橡胶弹簧的刚度是不同的，拖车的人字形橡胶弹簧的刚度为（1120±6%）N／mm，并在外层的钢板上根据不同等级涂有各种颜色的标志，以便安装、维修时选配。而动车的人字形叠层橡胶弹簧的刚度为（1350±6%）N／mm，外层的钢板上也涂有各种不同颜色的油漆标志。为了能保持车辆良好的动力性能，在安装人字形橡胶弹簧时应注意同一台转向架的8个弹簧刚度必须在规定的范围，另外还要注意橡胶的时效蠕变量的影响。当橡胶弹簧性能趋向稳定时，其垂向蠕变量约为10mm。
在车体和构架之间装设有空气弹簧和叠层式橡胶弹簧组合而成的弹性元件，它起着传递载荷、减震和消音的作用。当空气弹簧失效时（气囊破裂、泄漏等），叠层式橡胶弹簧还起着应急维持最低限度运行的要求。在车体和构架之间还装有垂向液压减震器，用来衰减垂向的振动。在转向架的中心架和构架之间设有横向液压减震器，用来衰减车辆横向的振动。为了限制车体和构架之间的横向位移，在构架横梁中部和中心销导架之间设有横向橡胶缓冲止挡。
为了减少缓和车体的侧滚振动，安装有一抗侧滚扭杆，两端装有力臂杆和连杆，并与车体连接。当车体发生侧滚时，转向架两侧的两力臂杆端部作用为一力偶，使抗侧滚扭杆产生转扭变形，对车体的侧滚振动起着抑制作用。
为了车厢地板面距轨面的高度（1130mm）保持不变，在车体与转向架间装有高度控制阀，调节空气弹簧橡胶囊内的压缩空气（充气、放气或保持压力），使车辆地板面的高度不受车内乘客的多少和分布不均的影响，始终保持水平，并与轨面及站台面保持规定的距离。由于转向架上采用了上述多种弹性元件和减震、消音和缓冲的措施，从而保证了车辆运行的安全性、平稳性和良好的舒适度，并最大限度地降低车辆运行时的噪声。
3．H形焊接构架
图3．51 构架
1，2—侧梁；3—横梁；4—导框；5—轴箱拉杆座；6—轴箱圆弹簧安装座；7—起吊座；8—空气簧安装座；9—牵引电动机安装座；10—轴箱橡胶减震器安装座；11—齿轮箱吊座
H形焊接构架如图3．51所示，上海地铁1号线动车转向架采用H形的焊接构架，构架2根侧梁的两端设有轴箱导框，用来安装人字形橡胶弹簧，侧梁的中部设空气弹簧安装座。构架2根横梁中部设中心座安装座和牵引电机安装座。下部设有牵引拉杆安装座。在构架上还设有用来连接抗侧滚扭杆、单元制动机、高度控制阀等部件的安装座。
4．中央牵引装置
上海地铁1号线中央牵引装置由中心销、中心销导架，复合弹簧中心架，牵引拉杆等组成，如图3．52所示。中心销导架通过螺栓固定于车底架上，在中心销与中心架之间设有复合弹簧。相对于中心销呈斜对称配置的2个牵引拉杆，其一端与中心架相连，另一端与转向架构架相连，牵引杆的接头设有橡胶弹性缓冲垫。为限制车体与转向架之间的横向位移中心销导架和构架之间装有橡胶横向止挡，每侧自由间隙为10mm。
图3．52 上海地铁1号线中央牵引装置
5．基础制动装置
基础制动装置如图3．53所示，上海地铁1号线车辆的制动有两个制动系统，即电制动和气制动，电制动与牵引电机有关，与基础制动装置无关。基础制动装置为单元制动机，是气制动的执行机构，吊挂在转向架上的制动吊座上。每个转向架上共有4个单元制动机，其中2个单元制动机带有弹簧制动功能，在转向架上呈对角布置的。
6．牵引电机及齿轮减速箱
每台动力转向架上装有2台牵引电机，用螺栓固定在构架横梁的电机吊座上，为全悬挂结构。每一轮对的轴上装有单级齿轮减速箱，齿轮箱一端吊挂于构架上，另一端通过轴承座于车轴上。牵引电机的输出轴经弹性联轴节与齿轮箱的小齿轮相连接，大齿轮通过过盈配合装于车轴上，大、小齿轮装于齿轮箱内，相互啮合。这样，电机的转矩通过联轴节、小齿轮、大齿轮驱动轮对。齿轮箱的传动比为5．95∶1。
上海地铁1号线车辆的电机有两种形式，一种是直流牵引电机；另一种是交流牵引电机。而两种电机的功率不同，体积不同，在转向架内部占有的空间也不同。直流电机的体积很大，因此它给联轴节留出的空间较小，这样直流电机的联轴节只能采用橡胶联轴节。交流传动的车辆由于电机体积较小，给联轴节留出的空间较大，因此它可使用对同轴度和轴向窜动要求较低的圆弧齿齿轮的联轴节。交流传动车减速箱的安装为抱轴式安装，其大齿轮套在车轴上。为了取得力矩平稳传递的效果，其齿形采用螺旋角为4°的斜齿。整个减速箱为一级减速，只有一对大齿轮，大齿轮为108齿，小齿轮为17齿，传动比为6．353；直流传动车减速箱的大齿轮为113齿，小齿轮为19齿，传动比为5．96。交流传动车的减速箱的箱体为铸铁浇注而成的，而直流传动车的减速箱箱体为铝合金材料浇注而成。前者的分箱面为垂直的，而后者为水平的，两者各有利弊。
图3．53 基础制动装置（PC7YF型踏面单元制动器）
1—制动缸；2—制动活塞；3—闸瓦托；4—缓解活塞；5—缓解风缸；6—活塞；7—弹簧；8—螺纹套筒；9—缓解拉环；10—活塞杆；11，13—制动杠杆；12—活塞；14—闸瓦间隙调节；15—闸瓦托吊
三、重庆地铁转向架
（一）地铁转向架
重庆地铁转向架为无摇枕焊接结构的转向架，如图3．54、图3．55所示，一系悬挂为橡胶弹簧，二系悬挂为无摇枕空气弹簧，基础制动动车采用单侧踏面制动、拖车采用轴盘单元制动，驱动装置采用单级减速的齿轮箱和齿式联轴节，中央牵引装置采用“Z”形拉杆结构，头车装有湿式轮缘润滑装置。
1．转向架的主要特点
该转向架结构轻量化设计：由于没有摇枕，质量降低；转向架横梁使用无缝钢管，兼作空气弹簧附加空气室，因而质量降低；由于一系悬挂使用圆锥形橡胶弹簧，故质量降低。
采用横向刚度小的空气弹簧来改善车辆乘坐舒适性。由于采用了低横向刚度的轴箱橡胶弹簧，减轻了车辆通过曲线时的横向力，从而提高了车辆在曲线上的运行性能。无摇枕车体支承方式和橡胶弹簧式轴箱定位这些措施取消了摇枕及摩擦部位，简化了转向架结构和减少零部件数量，这有利于简化维修和降低维修费用。
图3．54 动车转向架
1—构架组成；2—轮对轴箱装置；3—二系悬挂装置；4—中央牵引；5基础制动装置；6—驱动装置
图3．55 拖车转向架
1—构架组成；2—轮对轴箱装置；3—二系悬挂装置；4—中央牵引装置；5—基础制动装置；6—端梁组成；7—轮缘润滑装置
2．构架组成
转向架构架分为动车构架和拖车构架，如图3．56、图3．57所示，均属于H形构架，采用钢板焊接结构的箱形侧梁以及与侧梁相贯通的无缝钢管横梁。
图3．56 动车构架组成
1—侧梁组成；2—横梁；3—纵梁组成；4—电机吊座；5—齿轮箱吊座；6—托板组成；7—牵引拉杆座；8—安全钢索座
图3．57 拖车构架组成
1—侧梁组成；2—横梁；3—纵梁组成；4—制动吊座；5牵引拉杆座；6—托板组成；7—安全钢索座
侧梁采用“四块板”焊接结构，而没有采用原来的“轧型”结构，避免了由于“轧型”引起钢板裂纹等问题。侧梁的下部焊接有托板组成，用于安装制动缸。
横梁为无缝钢管结构，由两个箱型纵梁连接成横梁框架。动车横梁上对角焊接有电机吊座、齿轮箱吊座和牵引拉杆座，分别用于安装牵引电机、齿轮箱吊杆和牵引拉杆。箱形纵梁的内面上用于安装横向挡，拖车横梁焊接有制动吊座、牵引拉杆座等。
3．轮对轴箱装置
轮对轴箱装置主要包含车轮、车轴、轴箱组成、轴箱弹簧等，又可分为轮对组成、轴箱组成和一系悬挂装置3个部分，如图3．58所示。
图3．58 轮对轴箱装置
1—车轮；2—车轴；3—阻尼器；4—防尘挡圈；5—轴箱；6—轴箱弹簧；7—滚动轴承；8—测速齿轮；9—吊耳；10—轴箱端盖；11—支架
（1）轮对组成
车轮和车轴为过盈压装配合形式，轮对组装满足相关标准要求。车轮直径为840mm，公差为（＋2，＋8），其主要目的是为了保证车轮具有70mm的镟修量，以保证车轮的使用寿命。车轮加装有降噪阻尼器，能有效地降低车辆在通过曲线时，轮轨间由于侧滑、挤压、摩擦而产生的高频噪声。传动齿轮热装在动车车轴上，如图3．59所示。
图3．59 轮对组成
（2）轴端组成
轴端组成主要由轴箱、轴箱轴承、轴箱前盖、轴端压板、防尘挡圈和O形密封圈等组成。根据轴端安装设备的不同，轴端组成又分为4种，分别为普通轴端安装组成、防滑轴端安装组成、接地轴端安装组成和ATP测速轴端安装组成。4种轴端安装组成的结构基本相同，分别如图3．60至图3．63所示。
轴箱轴承采用双列自密封圆柱滚子轴承，安装在轴箱体内，轴承在制造厂内已填充了润滑脂，不需要再添加润滑脂。密封罩能把润滑脂封闭在轴承组里并防止污物进入。
图3．60 普通轴端安装组成
图3．61 防滑轴端安装组成
图3．62 接地轴端安装组成
图3．63 ATP测速轴端安装组成
4．弹性悬挂装置
（1）一系悬挂装置
图3．64 一系悬挂装置
为减轻质量，一系悬挂装置采用圆锥叠层橡胶弹簧，如图3．64所示。两个螺栓将轴箱弹簧上端固定在构架上的一系弹簧座上。轴箱的顶部和转向架构架的止挡之间的距离应保持在正常范围内，如果超出规定值，必须用调整垫进行调整。动、拖车转向架使用相同的轴箱弹簧。
（2）二系悬挂装置
二系悬挂装置主要由空气弹簧、高度调整装置和安全钢索3个部分组成，各部分配合共同完成转向架的二系悬挂功能，如图3．65所示。
①空气弹簧
空气弹簧采用低横向刚度的新结构空气弹簧，可大大改善乘坐舒适性和通过曲线的性能，也能缓和车体的垂向和横向振动。
胶囊下部的叠层橡胶堆是为了通过曲线时减小胶囊的载荷。另外，当空气弹簧内无空气压力时，叠层橡胶堆能起到一定的垂直减震作用，也能保证车辆安全限速行驶。安装空气弹簧时，上部进风口和下部通风口的外部表面，需涂润滑脂防锈，O形圈需涂润滑脂进行保护。
空气弹簧的工作高度应保持在正常范围内，其高度的保证是通过测量车体底架的工艺块下平面与构架的工艺块之间的距离。
②高度调整装置
每个空气弹簧对应安装有一套高度调整装置，如图3．66所示，用于自动调节空气弹簧的充气、排气，主要包括高度阀、高度阀调整杆、水平杠杆和安全吊链等。
高度调整装置用来检测车体与转向架之间由于乘客负载变化而引起的高度变化，并针对高度变化情况对空气弹簧进行充、放气，进而保证车辆处于恒定的平衡高度。高度阀安装在车体上，高度阀调整杆下端安装在构架上，上端与水平杠杆的一端相连，水平杠杆的另一端穿过高度阀的转轴。这样，车体与转向架之间的高度变化就转化为水平杠杆的角度变化，完成了高度阀的打开或关闭。高度调整装置不能用于补偿车轮和转向架等零件的磨损。
图3．65 二系悬挂装置
1—空气弹簧；2—高度调整装置；3—安全钢索
图3．66 高度调整装置
1—高度阀；2—水平杠杆；3—高度阀调整杆；4—安全吊链
为了保证车辆的运行安全，在两个空气弹簧之间安装有差压阀。当两空气弹簧内部的压强差达到限度值时，差压阀就会发生动作，将两个空气弹簧导通。这样就能避免某一个高度阀故障而过充或任意一个空气弹簧爆破而导致的车辆过度倾斜，以保证车辆安全运行。
③安全钢索
在构架的两外侧，靠近枕梁外侧部分各有一根安全钢索，安全钢索的功能是：当车辆出现异常状态时，即空气弹簧处于过充状态、高度调整阀、压差阀、减压阀同时处于故障状态时，由安全钢索将车体和构架拉住，以限制空气弹簧的高度，保证车辆与限界之间的有效安全距离，从而达到保证车辆的行车安全。该结构简单，便于维护。
5．中央牵引装置
每个转向架设一套中央牵引装置，如图3．67所示，采用传统的Z形拉杆结构，主要由中心销、牵引梁、横向挡、横向减震器、中心销套和两个牵引拉杆组成。
6．基础制动装置
基础制动装置动车采用单侧踏面单元制动缸的制动方式，拖车采用轴盘单元制动方式，如图3．68、图3．69所示。
动车每台转向架有4个踏面单元制动缸，分为两个具有停放功能的踏面单元制动缸和两个不具有停放功能的踏面单元制动缸；使用高耐磨合成闸瓦。
图3．67 牵引装置
1—牵引梁组成；2—中心销；3—横向挡组成；4—横向减震器；5—中心销套；6—下盖；7—牵引拉杆；8—减震器座
拖车每台转向架有4个轴盘单元制动缸，分为两个具有停放功能的轴盘单元制动缸和两个不具有停放功能的轴盘单元制动缸；使用高耐磨合成闸片。
图3．68 动车基础制动装置
1—单元制动缸；2—带停放的单元制动缸；3—制动配管；4—手动缓解拉链
图3．69 拖车基础制动装置
1—单元制动缸；2—带停放的单元制动缸；3—制动配管；4—手动缓解拉链；5—踏面清扫器
踏面单元制动缸能对车轮和闸瓦的磨耗间隙进行自动补偿，同时还设有手动复原装置，通过手动复原装置也可以调整车轮及闸瓦间的间隙，使制动闸瓦和车轮踏面之间的距离保持在规定范围内，轴盘制动缸也具有此功能。
具有停放功能的单元制动缸还配有手动缓解闸线，手动缓解闸线的把手安装在侧梁上部，可以在必要时方便地手动缓解停放制动。
7．驱动装置
驱动装置包括齿轮箱组成、齿式联轴节和牵引电机。齿轮箱采用分体式球墨铸铁箱体，齿轮为斜齿轮、一级减速；润滑方式为飞溅润滑。齿轮箱大齿轮安装在车轴上，另一端通过吊杆与构架上的齿轮箱吊座相连。
齿式联轴节可适应电机侧和小齿轮侧的偏角，满足电机轴和小齿轮轴的相对位移要求，同时可完成传递扭矩的作用。牵引电机完全悬挂在构架上，如图3．70所示。
图3．70 驱动装置
1—齿轮传动装置；2—联轴节；3—牵引电机
（二）轻轨2号线独轨车辆转向架
目前，独轨车辆主要分为两种，一种为跨座式；另一种为悬挂式。其转向架结构有较大的区别。
图3．71 跨座式独轨转向架
重庆轻轨2号线为跨座式独轨车辆，其转向架为二轴转向架，且全部为动力转向架。该转向架的结构如图3．71所示，转向架每根轴上装有2个走行轮，走行轮为内部充入氮气的钢套橡胶车轮。为防止走行车轮轮胎放炮，转向架前后两端装有辅助车轮，转向架两侧上方各设2个导向轮，下方各设1个稳定轮，它们都是内部充入空气的钢套橡车轮。为防止导向轮和稳定轮轮胎放炮，在相应位置装有钢制备用轮，并设置了车轮轮胎放炮检测器。
任务4 城市轨道交通车辆转向架检修
【任务目标】
1．掌握转向架各部件的检测、检修方法。
2．掌握转向架的组装及台架试验。
【任务分析】
通过本任务的学习，重点掌握转向架各部件日常检查、定期检修的内容，转向架常见的故障及处理方法。
【知识链接】
转向架是车辆的重要组成部分，它承受多种载荷，如垂直静载荷及动载荷；由风力和离心力产生的侧向载荷；轮轨间的水平载荷；纵向制动力和惯性力产生的冲击载荷等。在这些载荷的作用和影响下，转向架的各零部件有的会产生不同程度的弯曲、拉伸、剪切及扭转变形。在一些不利的情况下，有时还会产生偏载及应力集中，使一些零部件产生裂纹、磨耗、腐蚀等不同程度的损伤。每一个零部件的好坏，都直接关系行车安全，因此，对故障应认真检查，及时正确修理，保持其良好的技术状态，对确保城市轨道车辆的运行安全具有重要意义。
【知识描述】
一、转向架的检修
转向架作为城市轨道交通车辆的关键部件之一，确保其良好的工作状态，是安全行车的重要保障，下面就以重庆地铁车辆转向架为例，简单介绍转向架的主要检修方法。
（一）转向架与车体的分解与组装
转向架分解与组装就是从转向架上将轮对、驱动装置、一系弹簧、二系弹簧等部件拆卸下来，对各部件检修合格后，再重新装配到构架上的过程。
1．转向架与车体的分解
分解转向架与车体时，必须将列车停靠在带有地沟的平直轨道上，车轮处加铁鞋防止车辆运动。轨道两侧需有合适的起车设备，以便吊起车体。
（1）二系悬挂装置与车体连接的分解
①拆卸安全钢索
拆卸设置在车体和转向架构架之间的安全钢索，将下端（构架侧）拆开。
②拆卸高度调整阀杆
拆卸安全吊链，拆卸调整杆与水平杆之间的螺栓，最后拆卸调整杆与构架安装板之间的螺栓，取下调整杆。
图3．72 安全钢索结构
1—安装螺栓；2—垫圈；3—平垫；4—弹垫；5—开槽螺母；6—开口销
（2）中心销与车体的分解
将防松片的两个舌片翻开，用扳手将大螺栓拆下，将下盖取下（可轻轻敲打）。用专用工具把螺栓拧进中心销套内圈的螺纹中，使中心销套与中心销的配合脱开。
图3．73 高度调整阀结构
1—水平杆；2—螺栓M10；3—调整杆；4—安全吊链；5—螺栓M12
（3）附属设备与车体连接的分解
分解安装在轴箱上的各种传感器电缆与车体的连接端。
图3．74 中心销结构
1—防松片；2—螺栓；3—下盖；4—中心销套；5—中心销
分解制动风管、停放制动风管与车体空气软管的连接。
分解牵引电机电缆。
分解接地装置与车上连接电缆。
分解轮缘润滑装置与油箱间管路。
在确认车体与转向架之间的连接完全分解之后，使用大型架车机分离车体和转向架。注意：在起落车时，工作区域内应当确认无其他操作者在工作。
2．转向架与车体的组装
转向架的组装是在构架的基础上进行的，对预组装的部件按技术要求进行调整、组装。
（1）构架部件组装
①抗侧滚扭杆：将除上球铰和调节螺筒之外的抗侧滚扭杆部件按与拆卸相反的顺序安装在构架上。
②单元制动机：将单元制动机安装在构架上，注意与斜对角的制动机类型一致。
③横向止挡：将横向止挡与横向止挡座组装在一起，并安装在构架上。
（2）轮对组装
在组装好的轴箱体上安装选配好的或新的人字弹簧，注意拖车轮对和动车轮对上的人字弹簧型号不同，要求同一转向架上的人字弹簧型号完全一致；将轮对吊放或推到转向架升降台；构架吊放在轮对上；升起转向架，安装轴箱拉杆。
（3）中央牵引装置组装
在构架上安装架车保护螺栓；将组装好的下心盘座及牵引拉杆安装在构架上。
（4）驱动系统组装
对动车转向架，安装牵引电动机；安装、调整联轴节；安装齿轮箱保险杆；安装、调整齿轮箱吊杆。
（5）二系悬挂系统组装
在构架上预安装应急弹簧。
（6）落车组装
落车后有下列几项组装内容。
①中央牵引装置
将定位套、复合弹簧、下压板等按顺序进行组装，并将中心销螺母紧固到规定扭矩，最后加开口销。
②空气簧
若空气簧胶囊、大盖固定在车体上，则落车时需将空气簧胶囊与应急弹簧连接，注意密封（一般为自密封）；若胶囊、大盖与应急弹簧为一体，则将大盖与车体连接，注意通气孔接通。
③抗侧滚扭杆
将上球铰、调节螺筒、下球铰连接在一起。
④垂向减震器
将垂向减震器上、下两端分别安装在车体和构架的支座上。
⑤高度阀
将高度阀下端与构架上支座连接，上端与高度阀控制杆连接。
⑥线缆
连接电源线、接地装置、传感器导线等线缆。
⑦轴箱限位
安装轴箱限位垫片或限位块。
⑧组装完成
组装完成后，在静态调试时还需进行有关的尺寸测量与调整。转向架的分解组装作业过程还应注意以下几点：
a．切除车辆所有电源，关闭压缩空气系统的截止阀门，确认转向架管路中没有残余压力。
b．用止轮器挡住轮对，防止作业时的移动对人身或设备造成伤害。
c．转向架上的部件必须经过检测或维修合格后，才能装配到构架上。
d．各种紧固件连接应严格按照扭力要求紧固，并进行扭力校核，同时，可以画上防松线，以便于在日常检修过程中判断连接件是否松动。
（二）转向架主要零部件的检查维修
1．构架检修
（1）构架日常检查维修
在日常检修中，转向架构架的检查主要是对构架进行外观检查，主要了解构架外观是否完好，构架上有无裂纹、锈蚀、腐蚀、变形等损伤。对已经出现裂纹的部位，在日常检修中应重点检查。因为裂纹部位往往是由于结构设计，或加工制造时存在缺陷，经过长时间的冲击振动后形成疲劳裂纹，裂纹出现时间相对集中，且成批量出现。
（2）构架定期检修
在车辆架修、大修期或车辆发生重大冲击、脱轨后，应对构架进行全面检查，并对损伤部位进行修复，对于细小的变形可以进行修正，对裂缝进行焊补。构架检查的主要步骤如下：
①构架清洗
用抹布和清洁剂彻底清洗构架表面污垢，并晾干或烘干，便于构架的进一步检修。
②构架检查
转向架分解后首先进行目测检查，检查各悬挂点、焊接点和焊缝有无裂纹、变形，焊接是否良好。重点检查构架电动机悬挂座、牵引拉杆座、一系弹簧安装座等受力部位，要求无裂纹、无腐蚀、无变形、无冲击损伤。采用内视镜聚光灯检查横梁是否被腐蚀和有无裂纹。由于设计和制造的原因，转向架构架存在一些孔洞。为尽量减少水和灰尘的进入和被腐蚀，应在孔洞处安装各种尺寸的堵塞器，因此需要对堵塞器（孔塞）进行检查：目视检查所有转向架构架的开口是否堵塞；如果塞子损坏，在重新封堵之前，应该排出所有残留水；在安装时，如果怀疑任何塞子有问题，应更新塞子。
③构架探伤
对构架进行无损探伤，检查构架重点受力部位和关键焊缝，曾经出现裂纹部位或发生冲击变形的部位。可以根据裂纹形式采用着色（渗透）探伤、磁粉探伤或涡流探伤。在裂纹明显且不脱漆的情况下，常采用着色（渗透）探伤；在裂纹不明显的情况下，可采用磁粉探伤，但需要对工件进行脱漆；在裂纹不明显，不需要对工件进行脱漆的情况下，可采用涡流探伤。若探伤发现裂纹，可采用打磨或补焊等方式消除。
④尺寸检查
检查构架变形，主要测量构架两侧一系弹簧安装座的距离，即每一侧的外侧与外侧一系弹簧安装座的距离和内侧与内侧一系弹簧安装座的距离，以此来判断一系弹簧安装座是否出现位置变形，保证转向架组装后两条轮对相互平行；检查测量构架中心线到两侧梁中心线的距离，以此来判断两侧梁是否平行；检查测量转向架构架对角线尺寸，以此来判断构架是否出现平行四边形。
⑤油漆与涂油
对构架进行重新油漆或对脱漆部位进行补漆，不能油漆的部位应涂符合要求的防锈油。
⑥记录
对检修好的构架记录有关信息，包括检修内容、检查数据，一般有登记入档和做数据库两种方式。
2．弹性悬挂装置的检修
（1）一系弹簧检修
一系弹簧检修与一系悬挂与转向架的轴箱定位方式有关，第一类转向架采用人字形橡胶弹簧定位，其一系悬挂为人字形橡胶弹簧；第二类转向架采用转臂式轴箱定位，其一系悬挂为内、外圈螺旋钢弹簧，附加垂向减震器；第三类转向架采用锥形橡胶套定位方式，一系为锥形橡胶套。因此在一系弹簧检修时，应根据一系弹簧结构的不同进行重点检查。根据一系弹簧的使用特点，常见的检修分为日常检查和定期检修。
日常检查主要包括检查一系弹簧的蠕变和刚度的变化情况，可以通过测量轴箱顶面到构架间的距离或者构架测量到轨面的距离，以此来判断蠕变和刚度的变化。还要检查一系弹簧是否出现疲劳损伤，例如，由于温度过高导致的橡胶变形等。
定期检修一般是当一系弹簧每运用到60万km左右或测量其沉降超过允许值时，应该拆下一系弹簧，在橡胶元件实验台上进行刚度实验，包括垂向、横向、纵向的刚度实验。验前需将弹簧放置在恒定温度下一定的时间，测量弹簧垂向刚度时一般成对进行。超出刚度范围的人字弹簧作报废处理。
（2）二系弹簧检修
检查空气弹簧气囊表面是否出现破裂等明显损伤，气囊破裂将无法使二系弹簧正常充气，或者充气的空气弹簧迅速泄气，导致二系弹簧失效，车体下降并倾斜，影响车辆运行安全。若出现气囊破裂的情况，应更换气囊。
对应急弹簧进行外观检查、尺寸检查及性能试验。要求外观无脱胶、裂纹深度不超标、无老化破损；尺寸不超出范围；垂向、水平刚度不超出技术要求，则应急弹簧可继续使用。如果在两层之间出现任何粘着松动，橡胶和金属之间出现分离、疲劳或变形，应更换应急用弹簧。磨耗板要求无偏磨，尺寸符合要求，否则需更换。
在二系弹簧充气的状态下，检查是否有漏气现象，若发现漏气，可能是由于气囊破裂、空气管路密封性能不好、空气弹簧压板与气囊密封不好等原因造成的，应找出原因，尽快排除。检查二系弹簧上的金属零件是否出现变形或严重腐蚀等损伤，若有，应更换金属零件。检查紧固件是否有松动和损坏，若松动，予以紧固；若损坏，予以更换。
检查空气弹簧附件如高度调整阀无损伤、泄漏，高度调整杆无弯曲变形，各联接件牢固；检查高度调节阀联动装置，要求完好，无损伤。空气弹簧差压阀无损伤，高度阀调节杆应垂直，不准倾斜。
（3）抗侧滚扭杆的检修
抗侧滚扭杆虽然形式多样，但其结构基本相同，一般由扭杆、支撑座、扭臂、连杆组成。抗侧滚扭杆的作用是抑制车体相对于转向架的侧滚，提高车辆的稳定性和舒适性。
抗侧滚扭杆检修主要包括：
①扭杆检修。抗侧滚扭杆分解后，对扭杆进行清洗，然后进行扭转变形（弹性变形）测量，扭转变形超标则报废。扭杆是重要的受力部件，最后需进行探伤检查。
②支撑座检修。支撑座包括座体、关节轴承、轴承盖、密封圈、垫片、紧固件等。应对座体进行外观检查、内孔测量、补漆等检修，对轴承盖也需进行外观检查、补漆处理。关节轴承10年大修更换，密封圈在5年架修时即更新。
③扭臂检修。扭臂也是重要的受力部件，除清洗、油漆外还需进行探伤检查。
④连杆检修。连杆主要由球铰和调节套筒组成。对球铰应每5年彻底进行密封和性能检查；对与调节套筒连接的螺纹部分进行检查；对调节套筒进行螺纹检查。
（4）减震器检修
减震器的日常检修主要是检查减震器是否漏油和进行外观检查。减震器漏油分轻微漏油和严重漏油，一般对于轻微漏油的减震器，擦拭后可继续跟踪一段时间，若再次发现漏油或漏油严重的，应更换。外观检查主要检查橡胶关节是否有明显的裂纹和碎裂，橡胶和金属连接处是否有剥离等，还应检查保护管外观是否有变形或凹痕等损伤，焊接处是否有明显裂纹等，严重的应予以更换或补修。
3．轮对轴箱装置的检修
轮对、轴箱装置是转向架的重要部件，因此检修要求更高。
（1）轴箱的检修
对轴箱的检修要求轴箱安装状态无异常、无漏油。轴箱橡胶弹簧无损伤、变形、龟裂。轴箱弹簧固定螺栓状态良好，防松铁丝正常。速度传感器、接地装置安装紧固，无脱落（可视范围内）。对轴箱体的检修包括清洗、外观检查、尺寸检查（内孔、端部）、探伤、油漆等内容。无论是架修还是大修，对轴承的检修内容是相同的，主要包括分解、清洗、检查、探伤，并原套检修。分解内圈采用电磁感应加热的方式，加热时间有严格要求，过长或过短都不能拆卸；组装也有类似要求，组装时需将轴箱内加入规定量的油脂。轴承寿命基本能满足大修要求，根据寿命要求并考虑规程更换轴承。对轴箱盖等结构件的检修按清洗、检查、探伤（大修时）、补漆的要求进行。对密封件的检修除结构件外，大修时均要求更新。轴箱内装有测速传感器、防滑传感器等各类传感器。对传感器的拆卸与组装需根据技术要求进行。在大齿轮热套（动车轮对）、轮对压装完成后，按与拆卸相反的顺序组装轴箱，并对检修好的轴箱记录有关信息。
（2）轮对检修
轮对检修主要包括车轮检修和车轴检修。在日常检查中，主要对车轮进行精确测量，才能确保车轮磨耗被监控以及车轮在特殊路线运行状态和正常运行条件的车轮磨耗情况。车辆检修人员有责任监控车轮磨耗以及对允许极限值作出判断。
①车轮检查
A．车轮轮毂部分的检查修理。检查车轮轮毂上有无放射状裂纹存在，放射状裂纹可能削弱车轮在车轴上的夹紧力（例如，腐蚀脏物，车轮扭曲迹象）。如果对裂纹的存在有怀疑，可以进行磁粉探伤检查。一旦发现任何反常迹象就应该拆卸轮对。确保注油孔内的堵塞密封完好，如果丢失，应清洁注油孔安装一个新的堵塞并密封。
B．车轮踏面检查。仔细检查踏面的破损，比如磨平、裂纹、剥离、踏面翻卷和其他破损，车轮踏面出现明显的擦伤、剥离现象，经检测工具测量后确认擦伤、剥离的深度、长度是否超出标准，如图3．75所示。对未超出检修规程中车轮擦伤、剥离标准的，可进行跟踪观察暂不处理；超出车轮擦伤、剥离标准的可进行镟轮处理。
图3．75 轮对擦伤、剥离
图3．76 车轮几何尺寸检查参考点
D0—滚动圆位置距车轮内侧面70mm处；d—车轮直径；h—轮缘高度；e—轮缘厚度；qR—轮缘倾斜度
C．车轮几何形面测量。在进行车轮几何形面检查时应采用专用检查工具进行测量，如轮径尺、轮对内侧距测量尺、轮缘形状专用测量尺（测量倾斜度“qR”值）、轮缘高度／厚度测量尺、轮缘尺寸专用测量仪等。
车轮直径d的检查是在滚动圆位置距车轮内侧面70mm处，用轮径尺测量。城市轨道交通车辆的车轮公称直径为840mm，采用磨耗型踏面，允许车轮磨耗最小直径为770mm，并在轮辋上刻有一沟槽记痕，轮径差必须满足：同一轴≤1mm，同一转向架≤3mm，同一辆车≤6mm，否则必须镟轮。
轮缘尺寸检查包括轮缘高度h检查、轮缘厚度e检查、轮缘倾斜度qR检查（在P1和P2之间测量）。
使用轮缘高度检查尺检查轮缘高度如图3．77所示，检查量规的触点是否接触到车轮踏面，如果触点在轮缘公差之外（即没有接触到踏面）则需要镟修后使用，否则应更换轮对。
图3．77 轮缘高度、厚度、qR值检查
使用专用测量尺检查轮缘厚度如图3．77所示。检查量规的触点是否接触到车轮踏面，如果触点在轮缘公差之外（即接触到踏面）则需要镟修后使用，否则应更换轮对。
轮缘倾斜度qR检查用轮缘形状专用测量尺测量（图3．77），在P1和P2之间测量。
车轮内侧距检查（图3．78）。检查车轮轮辋的过热迹象，如果车轮有过热或制动后出现异常过热迹象时就必须测量车轮内侧距。在轮对空载条件下，测量值为1353～1355mm时，就要与轮对内侧距初始值比较，在空载条件下车轮位移量不得超过0．5mm。在车轮退卸操作时，建议检查轮对内侧距。
图3．78 车轮内侧距检查
②车轴检修
车轴检修主要是车轴的外观检查，车轴可见区域的腐蚀、凹痕和刻痕。在车轴轴身上小于1mm深度的凹痕可以用粗砂纸（120目或更高）打磨去除，按纵向方向（沿着车轴中心线）打磨。打磨后用磁粉对相关区域进行探伤检测，不允许有裂纹产生。如果发现在车轴轴身上的磕碰印痕超过1mm深则更换轮对。在过渡圆弧R处不允许出现磕碰或裂纹。如果在这个区域发现磕碰或裂纹则更换轮对。车轴内部的缺陷（如内部的裂纹、气孔、夹渣等），可用超声波探伤仪进行探伤检查，如有缺陷则需更换轮对。车轴轮座若有拉毛或损坏，应进行打磨。其他轴身如有必要则进行表面修复。对车轴进行补漆、防锈处理，并标识。
③轴承的检修
轴承的日常检修一般目测检查轴承是否有润滑脂泄漏，听轴承是否有异响。若存在润滑脂泄漏或异响，当车辆高速运行时，容易引起轴温迅速升高，不仅会降低轴承和润滑脂的寿命，甚至会引起烧轴、切轴现象，造成重大安全事故。轴承拆卸后的检修要求非常严格，不仅要在专业车间内进行，而且对轴承检修设备、检修工艺布局、检修环境的要求都非常严格。
4．中央牵引装置检修
（1）中心销系统的检修
①中心销检修。架修与大修时均要对中心销进行清洁、检查，并探伤。中心销无变形、无裂纹，螺纹无损伤。
②中心销座检修。架修与大修时均要对中心销座进行清洁、检查和探伤。中心销座应无裂纹，与横向止挡的接触部位应无严重撞伤和变形。
③复合弹簧检修。架修时对复合弹簧进行清洁、外观检查、尺寸检查和刚度测量。表面橡胶无损伤、无铁件外露，尺寸和刚度均符合规定的技术要求，可继续使用。大修时全部进行更换。
④下心盘座检修。架修与大修时均要对下心盘座进行清洗、检查，并探伤。对撞击部位的凹坑进行修补并补漆。
⑤其他结构件的检修。对其他结构件进行清洗、检查，对重要受力部件进行探伤。若无异常，结构件可继续使用。紧固件架修、大修时全部进行更换。
（2）牵引拉杆的检修
架修时需对牵引拉杆进行清洗、检查，大修时还要进行探伤、油漆。牵引拉杆橡胶套架修时无须拆卸，只对牵引拉杆总成进行检查和刚度试验。大修时全部更换橡胶套。紧固件在架修、大修时全部进行更换。对检修好的牵引拉杆及其部件的有关信息进行记录。
（3）横向缓冲装置检修
横向缓冲装置主要是指横向橡胶止挡和横向止挡座，其检修遵照橡胶件的要求进行，并进行性能测试。并对横向止挡座进行检查，一般可继续使用。
5．驱动装置的检修
驱动装置的检修包括齿轮箱与联轴节、牵引电机的检修。
①齿轮箱、联轴节及吊杆安装状态无异常，温度正常。
②吊杆球面轴承橡胶无龟裂变形。
③齿轮箱油位符合标准，油质正常，如低于下油位线，应补油。齿轮箱、联轴节无漏油、渗油现象。
④齿轮箱应急止挡无损伤、无裂纹，紧固螺栓无松动。
⑤电机外观完好，安装紧固。
⑥接地装置安装紧固。
⑦速度传感器安装良好，无破损。
⑧测量牵引电机外壳及联轴节侧的温度正常。
⑨牵引电机主线无破损、烧损，与车体无摩擦，连接器锁闭良好。
⑩目测牵引电机过滤网无堵塞。
二、转向架典型故障分析及处理
故障1：转向架中心销下沉
故障原因及分析：转向机中心销与牵引梁固定的压盖间隙过大。因为中心销与牵引梁之间的弹簧受挤压力小，使中心销与牵引梁之间间隙变大，造成牵引梁上移，导致固定压盖与牵引梁间隙增大。
故障处理方法：拆卸固定压盖，检查复合弹簧，硫化橡胶破损脱毂或严重变形时，更换复合弹簧；复合弹簧正常时可加入调整垫片，重新安装后，用千斤顶压装压盖，带上螺栓。
故障2：转向架四角高度超差
故障原因及分析：轴箱与转向架构架基准块间距超过工艺规定值，同一转向架高度差不超过4mm（修程时）。因轴箱一系列弹簧装置橡胶形变或硫化橡胶破损、脱毂、裂纹，造成间距差。该故障会使转向架受力不均，损坏轴箱、构架。
故障处理方法：如轴箱一系弹簧装置硫化橡胶破损脱毂裂纹，应更换弹簧；如弹簧装置正常变形，应加装调整垫。
实践与训练：
单元小结
城市轨道交通车辆转向架的主要作用为支撑车体，传递载荷使车辆顺利通过曲线，传递牵引力和制动力，缓和振动和冲击，确保车辆运行的安全性，提高乘坐舒适性。城市轨道交通车辆转向架为二轴构架式转向架。转向架的分类有多种方式，从悬挂结构可分为一系悬挂和二系悬挂转向架等；以有无驱动装置可分为动车转向架和拖车转向架等。但不同转向架的基本组成和主要功能是相同的。由以下几个部分组成：构架、轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、基础制动装置、驱动装置等。城市轨道交通车辆转向架的检修也主要分为转向架的分解及组装，构架的检修，轮对轴箱装置的检修，弹性悬挂装置的检修等，其检修主要以外观检查、探伤、检测为主，以保证转向架日常运行的安全，并在大修完成之后恢复转向架的功能。