1、百度文庫-讓每個(gè)人平瞥地提升口我 百度文庫-讓每個(gè)人平瞥地提升口我 百度文庫？讓每個(gè)人平鄒地提升口我動(dòng)車組概論S:動(dòng)車組輕量化技術(shù) 班級：機(jī)制二班姓名：劉中健學(xué)號：20097759成績：2012年12月摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和在鐵路產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用，鐵路高速化也已成為現(xiàn)實(shí)并朝著更高速度方向發(fā)展。對于列車來說，車體的重M限制了其行駛速度。故而，要實(shí)現(xiàn)列車的高速運(yùn)行，在確保車體強(qiáng)度、剛度的前提下，需要減輕列車重總體來說，動(dòng)車組的輕M化組要圍繞著改變列車材料和改進(jìn)列車結(jié)構(gòu)工藝兩方面進(jìn)行。具體可分為車體結(jié)構(gòu)輕M化、轉(zhuǎn)向架輕M化、車內(nèi)設(shè)備和變電系統(tǒng)的輕M化等。關(guān)鍵詞：動(dòng)車組、高速、輕M化一、動(dòng)車組

2、輕量化的意義減少了列車在運(yùn)行過程中得阻力列車在運(yùn)行過程中所受到的基本阻力包括機(jī)械阻力和空氣阻力，隨著速度的增力口，空氣阻力的比重提高。列車的基本阻力與多種因素有關(guān)，較難精確的給出具訃算公式，成二次函數(shù)的關(guān)系。節(jié)約牽引能能M的節(jié)約主要是由于減小了列車阻力，使加減速及高速運(yùn)行時(shí)所需要的牽引力減小。減少制動(dòng)能耗輕M化對減輕制動(dòng)的負(fù)擔(dān)有很大的效果。環(huán)境保護(hù)主要是輕M化可以減輕噪聲和振動(dòng)，從而改善了振動(dòng)噪聲引起的環(huán)境問題。降低了線路的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用自身重M降低，給線路帶來的壓力就減小，對軌道的破壞也就減小了，從而 降低了線 路的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。提高了車輛的運(yùn)行平穩(wěn)性山于輕M化對運(yùn)行穩(wěn)定指標(biāo)的輪重、橫壓有所減

3、輕，使軸重變化范圍小以及橫壓減少，從而提高了高速時(shí)的運(yùn)行穩(wěn)定性。二、動(dòng)車組輕量化的措施2.1降低軸重采用空心車軸代替實(shí)心車軸，與實(shí)心車軸比，減輕質(zhì)M 20-40%。減輕軸重還能 有效的 降低對地基的振動(dòng)，減少線路的破壞和維修工作進(jìn)而減少鋼軌的損傷和提高其使用專命。2. 2車體結(jié)構(gòu)的輕M化設(shè)計(jì)2. 2.1設(shè)計(jì)要求車體結(jié)構(gòu)既要滿足輕M化的要求乂必須保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度要求以及高有命的安全度和可靠性要求。設(shè)計(jì)專命達(dá)到 20年以上。2. 2. 2車體輕M化材料一般含碳M小于0.02%的叫熟鐵或純鐵，含M在 0. 02-2. 11%的叫鋼，含M在 2.11-6.69%的叫生鐵。熟鐵軟，塑性好，容易變形，

4、強(qiáng)度和硬度均較低；生鐵含碳很多，硬而脆；鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、猛、硫、磷等。鋼具有強(qiáng)度高，塑性好，具有良好的韌性；但是，鋼材易銹蝕。耐候鋼：即耐大氣腐蝕鋼，是介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼系列，耐候鋼 山普碳鋼 添加少M(fèi)銅、等耐腐蝕元素而成。不銹鋼：指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。不銹鋼中的主要合金元素是 Cr,只有當(dāng)Cr含M達(dá)到一定值時(shí)，鋼才有耐蝕性不銹鋼一般Cr含M均在13%以上。不銹鋼基本合金元素還有鉗、鈦、燒、銅、 氮等。 鋁合金：是純鋁加入一些合金元素制成的，如鋁一鋪合金、鋁一銅合金、鋁一銅一鎂系硬鋁合金、鋁一鋅一鎂一銅系超硬鋁合金。鋁

5、合金比純鋁具有更好的物理力學(xué)性能：易加工、耐久性高、適用范圍廣、裝飾效果好、花色豐富。鋁合金分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁等種類，各種類均有各自的使用范圍，并有各自的代號，以供 使用者選用。鋁合金車體的特點(diǎn)是利用鋁的相對體積質(zhì)M約為普通鋼的1/3這一點(diǎn) 來減輕車體自重。鋁合金車體的自重一般可達(dá)到普通鋼車體的 1/2。由上可以看出車體輕M化的主要措施是采用鋁合金車體。LI前國外鐵路動(dòng)車和 拖車的車體承載結(jié)構(gòu)已經(jīng)山原來的談鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過不銹鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展到鋁合金時(shí)代。而鋁合金結(jié)構(gòu)也山最初的以鋁代鋼的原鋼結(jié)構(gòu)， 經(jīng)過鋁型材結(jié)構(gòu)、鋁蜂窩結(jié)構(gòu)、 大型 鋁擠壓型材，發(fā)展到中 空雙表面大型鋁合金擠壓型材。“和諧號”系列車

6、型的一個(gè) 共同特點(diǎn)就是車體輕，速度快、在首列國產(chǎn)化高速列車上，四方股份采用的鋁合金 車體，重M比歐洲同類車體輕20%以上。 車體如此之輕，是列車在節(jié)能上的表現(xiàn)極為優(yōu)越。鋁合金車體的優(yōu)勢可綜合一下兒點(diǎn)：制造工藝簡單，加工費(fèi)用節(jié)省：減重效 果好；良好的運(yùn)行品質(zhì)；耐腐蝕，可降低維修費(fèi)；具有外表平滑美觀的優(yōu)點(diǎn)。日系不同結(jié)構(gòu)材質(zhì)車體對比動(dòng)車組車型車體結(jié)構(gòu)材質(zhì)車體結(jié)構(gòu)重M （t）。系耐候鋼（SPA）10.5100系耐候鋼（SPA）10.3200系鋁合金7.5300系鋁合金（大型擠壓型材）6 (6.5)日匚高速動(dòng)車組車體結(jié)構(gòu)材質(zhì)及其冒2. 2. 3車體輕M化結(jié)構(gòu)在保證車體強(qiáng)度和剛度的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分利用等強(qiáng)度

7、理論和結(jié)構(gòu)的有限元分析程序，對車體結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減輕自重。國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)證明，通過優(yōu)化計(jì)算，車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可顯著降低。口前世界各國的鋁合金車體有以下三種結(jié)構(gòu)：（1）大型中空擠壓鋁型材焊接結(jié)構(gòu)；（2）采用航空骨架式鋁合金車體結(jié)構(gòu)（見下圖）；（3）大型中空擠壓鋁型材與開口型材的混合結(jié)構(gòu)（見下圖）；百度文庫？讓每個(gè)人平鄒地提升口我 百度文庫-讓每個(gè)人平瞥地提升口我 大型中空擠壓鋁型材與開口型材的混合結(jié)構(gòu)采用航空骨架式鋁合金車體結(jié)構(gòu)中國CHR系列動(dòng)車組結(jié)構(gòu)材料及其質(zhì)M對比：CRH1CRH2CRH3CRH5材料不銹鋼鋁合金Tbj 小上 tn II ifil鋁合金單層外殼加內(nèi)部構(gòu)架結(jié)構(gòu)中空型材的雙殼

8、相大型中空鋁合金型材組焊而成12種與車體等長的鋁合金擠壓型材縱向焊接而成質(zhì)量(t)Me 車 12. 5Tb 和 M 車 11.97. 185-8. 37310.88511.0858. 095-8. 500CRH系列動(dòng)車組車體材料及用E量對比2. 3車內(nèi)設(shè)備的輕M化技術(shù)車內(nèi)設(shè)備材料，首先應(yīng)滿足功能要求和防火阻燃要求，裝飾板應(yīng)反映時(shí)代感。車內(nèi)設(shè)備約占客車總重M的20%,輕M化具有重要意義。車內(nèi)設(shè)備如門、窗、行李 架、座椅、供 水設(shè)備、衛(wèi)生設(shè)備等，廣泛選用輕合金或高分子工程材料和復(fù)合材料，使設(shè)備重M大大減輕，車內(nèi)裝飾板材廣泛采用薄膜鋁合金墻板、工程塑料頂板等。4轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)輕M化技術(shù)降低轉(zhuǎn)向架自重是高

9、速轉(zhuǎn)向架技術(shù)開發(fā)的一個(gè)重要方面，它對改善車輛振動(dòng)性能和減小輪軌之間的動(dòng)力作用均具有顯著效果。U前轉(zhuǎn)向架輕M化主要體現(xiàn)在如下 兒個(gè)方面：采用無搖枕結(jié)構(gòu)。取消搖枕結(jié)構(gòu)，采用垂向、橫向性能良好的空氣彈簧來支撐車體。構(gòu)架結(jié)構(gòu)輕M化。采用焊接構(gòu)架可比鑄鋼結(jié)構(gòu)減重50%左右。輪對輕M化。采用空心車軸和小宜徑車輪；采用S型腹板車輪；采用雙 排圓錐滾子軸承。軸箱和齒輪箱采用鋁合金制作。鋁合金軸箱的重M只有原來的40%左 右，齒輪箱亦減到原來的36%。動(dòng)力車轉(zhuǎn)向架采用交流電機(jī)，重M可減輕至300kg以下，而原來提供相 同功率的宜流電機(jī)重M達(dá) 800多公斤。軸向定位裝置采用轉(zhuǎn)臂式拉桿。傳統(tǒng)機(jī)車車輛多采用雙拉桿形式

10、，高速 列車 多采用轉(zhuǎn)臂式單拉桿結(jié)構(gòu)。(7)牽引電機(jī)體懸式懸掛。將牽引電機(jī)懸掛在車體下面，可減輕轉(zhuǎn)向架重io現(xiàn)今高速列車多采用架懸式結(jié)構(gòu)，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，電機(jī)架懸式列車也能達(dá)到300km/h的高速運(yùn)行。CRH系列動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架輕M化采取的技術(shù)如下表:CRH1CRH2CRH3CRH5二系空氣彈簧無搖枕空氣彈簧無搖枕空氣彈簧+搖枕空氣彈簧+搖枕構(gòu)架結(jié)構(gòu)H形焊接結(jié)構(gòu)H形焊接結(jié)構(gòu)無縫鋼管橫梁H形焊接結(jié)構(gòu)無縫鋼管橫梁H形焊接結(jié)構(gòu)無縫鋼管橫梁車軸軸頸直徑/mm130130130130空心軸內(nèi)孔直徑/mm66060430665車輪直徑(新/舊)/mm915/835860/790動(dòng)車 920/830拖車 920/860890/810齒輪箱球墨鑄鐵承載式鑄鋁一一牽引電機(jī)懸掛方式架心式架心式架心式架心式牽引電機(jī)交流交流交流交流牽引電機(jī)功率/KM265300562568牽引電機(jī)質(zhì)量/kg600440一1613軸箱左位裝卷單側(cè)轉(zhuǎn)臂式單側(cè)轉(zhuǎn)臂式單側(cè)轉(zhuǎn)臂式雙拉桿轉(zhuǎn)向架總重/t動(dòng)力轉(zhuǎn)向架8. 2拖車轉(zhuǎn)向架6. 3動(dòng)力轉(zhuǎn)向架7. 5拖車轉(zhuǎn)向架6. 87動(dòng)力轉(zhuǎn)向架V10拖車轉(zhuǎn)向架V 7. 5動(dòng)力轉(zhuǎn)向架8. 06拖車轉(zhuǎn)向架7. 66轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)三、總結(jié)隨著社會的發(fā)展科學(xué)的進(jìn)步，動(dòng)車組需要高速化，那么動(dòng)車組的輕M化就勢在必行了。動(dòng)車組的輕M化對于動(dòng)車速度的提高有非常大的作用。總體來說，