城市轨道交通车辆工程 第2页
第二章 北京地铁DK3转向架简介
DK3型地铁电动客车是长客厂在DK2型电动客车的基础上经改造设计而成。1971年制成2辆样车,1972年生产48辆,共计生产50辆。
DK3型地铁电动客车凸轮调阻制造工厂:长客,首辆制成年份:1971,生产数量:50,自重(t)/定员(人):34/180,编组:全动车任意编组,长*宽*高(mm):19000*2650*3509,n轨距(mm):1435,转向架中心距(mm):12600,构造速度(km/h):80,通过最小曲线半径(m):80,供电电压和方式:DC750V,第三轨,受流方式,制动加速度(m/s2):0.87,通风方式:强迫通风,客室侧门数:每辆3对,客室侧门高度/开度(mm):1900/1200,制动机型号:GL3,客室照明:220V交流日光灯,44*15W,客室座椅方向:横向,车型:3型车,配属:古段。
图2 DK3线条图
北京地铁DK3转向架建模复原 第3页
第三章 北京地铁DK3转向架复原
由于DK3系列转向架诞生于上个世纪七十年代,当时正在经历文革这个特殊的历史时期,再加上DK3转向架退役较早等原因,导致转向架实物图难以获得,只得参考《城市轨道交通车辆工程》一书中相关图片和数据进行复原。
虽然由于数据短缺导致复原困难,但是却可以很好的锻炼我们的逆向工程的能力,有助于以后的实际工作。
图3 DK3转向架复原效果图
3.1.摇枕建模
图3.1 DK3型地铁转向架摇枕
城市轨道交通车辆工程 第4页
3.1.1基本构成
DK3型转向架由摇枕、上心盘、中心销、旁承座、空气弹簧、牵引拉杆、差压阀、横向止挡等部分构成(见图3)。
3.1.2力的传导方式
横向力:
电机→齿轮箱→车轴→轴承→轴箱→构架→牵引拉杆(空气弹簧)→摇枕→旁承→车体 纵向力:
钢轨→轮对→轴箱→构架→空气弹簧→摇枕→旁承→车体 垂向力:
车体→旁承→摇枕→空气弹簧→构架→轴箱→轴承→轮对→钢轨
3.1.3 建模过程
摇枕为焊接结构,因此绘制摇枕主体时采用4块板拼接的方式,并留出其他构件的安装槽;差压阀是圆筒与管子的结合体,故采用旋转早图的方式绘制,在管子转弯处利用扫描进行还原;空气弹簧整体均为圆盘结构,所以只需逐层绘制草图分别旋转成体即可;下心盘为六面体和圆环的组合体,只需逐层绘制实体,并进行简单的布尔运算;中心销和牵引拉杆结构最为简单,主体均为圆柱体,只需绘制草图进行旋转即可。零件图绘制完即按照图3.1进行装配。
3.2空气弹簧
图3.2空气弹簧外观
3.2.1 概述
北京地铁DK3转向架建模复原 第5页
空气弹簧为曲囊式结构,其曲囊数通常为 1~3 曲囊,但根据需要也可以设计制造成袖式、膜式、束带型空气弹簧,还可以在一定条件下将两个囊式空气弹簧叠加使用。
3.2.2基本组成
图3.2.1 空气弹簧透视图
紧急弹簧、橡胶垫、气囊
3.2.2作用及原理
工作原理是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物,使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍,利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。由于原理上的根本不同,气弹簧比普通弹簧有着很显著的优点:速度相对缓慢、动态力变化不大(一般在1:1.2以内)、容易控制;缺点是相对体积没有螺旋弹簧小,成本高、寿命相对短。
3.3构架
图3.3 DK3转向架构架
城市轨道交通车辆工程 第6页
3.3.1基本构成
DK3型转向架构架是由20SiMn低合金钢铸成,在水平面呈H形,属于H形构架。该构架包括2根侧梁和2根横梁,各梁壁厚均为12mm。
在构架上焊有电机安装座、齿轮箱吊座、固定杠杆座、闸瓦拖吊座、牵引拉杆座等。
3.3.2构架作用
转向架构架是转向架的骨架,用以联系(安装)转向架各组成部分和传递各方向的力,并用来保持车轴在转向架内的位置。
侧梁的作用:不仅是向轮对(或轮组)传递垂向力、横向力和纵向力的主要构件,还用来规定轮对的位置。
横梁的作用:保证构架在水平面内的刚度,保持各轴的平行及承托牵引电机等部件。
3.3.3 转臂构成
包括一定位转臂、一轴箱体、一构架定位转臂座、一轴箱弹簧,一橡胶弹性定位销组成。
3.3.4转臂作用
起到定位构架与车轴,轴箱是连接轮对和构架的活动关节,并且传递牵引力、横向力和垂向力,实现轮对与构架间的垂向运动和横向运动一系悬挂装置起到一定的缓冲减振作用。
3.4一系悬挂
3.4.1.组成与作用
一系悬挂装置悬挂装置也叫轴箱悬挂装置,被安装在轴箱和转向架之间,包括一个弹簧装置(一般为由内、外弹簧组成的圆簧组)、轴箱定位装置和垂向减振器。其作用是缓和垂向冲击,约束轴箱和转向架之间的纵横向运动和传递纵横向力。
轴箱悬挂装置应满足一下要求:
(1)便于一系定位刚度的选择(要求的刚度值可以在垂向、纵向和横向独