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1轨道车辆转向架橡胶弹性元件1

1.1轨道车辆转向架的作用1

1.2轨道车辆转向架上的悬挂系统3

1.2.1悬挂系统的分类3

1.2.2弹簧的作用3

1.2.3弹性元件的主要特性4

1.3轨道车辆转向架上的橡胶弹性元件5

1.3.1轴箱定位装置5

1.3.1.1双拉杆式定位6

1.3.1.2单拉杆式定位6

1.3.1.3转臂式定位7

1.3.1.4 V形橡胶弹簧定位7

1.3.1.5圆锥形橡胶弹簧定位9

1.3.1.6导柱式定位9

1.3.1.7其他轴箱悬挂装置中的橡胶弹性元件10

1.3.2二系悬挂系统11

1.3.2.1弹簧装置11

1.3.2.2减振装置14

1.3.2.3抗侧滚扭杆装置14

1.3.2.4牵引装置18

1.3.3限位装置19

1.4橡胶弹性元件的设计要点20

1.5橡胶弹性元件开发中理论计算方法21

1.5.1矩形橡胶堆计算21

1.5.1.1矩形橡胶堆的垂向刚度计算21

1.5.1.2矩形橡胶堆的水平方向刚度计算23

1.5.2圆柱形橡胶堆计算25

1.5.2.1圆柱形橡胶堆的垂向刚度25

1.5.2.2圆柱形橡胶堆的水平方向刚度25

1.5.3橡胶球铰刚度计算26

1.5.3.1橡胶球铰的轴向刚度26

1.5.3.2橡胶球铰的扭转刚度27

1.5.3.3橡胶球铰的径向刚度28

1.5.3.4橡胶球铰的偏转刚度29

1.5.4轴箱弹簧刚度计算29

1.5.4.1单层橡胶衬套的垂向刚度计算30

1.5.4.2单层橡胶衬套的径向刚度计算30

1.6橡胶弹性元件开发中仿真分析技术31

1.6.1专业化的有限元分析平台32

1.6.2橡胶弹性元件结构仿真分析基础技术33

1.6.2.1黏弹性材料本构模型参数建设33

1.6.2.2大变形特征的分析技术34

1.6.2.3不断延伸的计算对象34

1.6.3小结35

1.7橡胶弹性元件几种典型失效形式36

1.7.1功能性失效36

1.7.1.1应力松弛及蠕变失效36

1.7.1.2刚度失效37

1.7.1.3稳定性失效38

1.7.2破坏性失效39

1.7.2.1疲劳失效39

1.7.2.2极限载荷失效39

1.7.2.3粘结失效40

2机车转向架橡胶弹性元件41

2.1机车转向架简介41

2.1.1我国机车发展情况简述41

2.1.2机车转向架的组成与功能42

2.1.3机车转向架的分类47

2.1.4 HXD1型系列机车转向架简介47

2.1.5 HXD2型系列机车转向架简介50

2.1.6 HXD3型系列机车转向架简介52

2.1.7 HXN3型机车转向架简介54

2.1.8 HXN5型机车转向架简介55

2.1.9其他B9轴式机车转向架简介57

2.1.9.1 SS7型系列机车转向架简介57

2.1.9.2 SS8型机车转向架简介58

2.1.10其他C0轴式机车转向架简介60

2.1.10.1 DF8B型机车转向架简介60

2.1.10.2 DF11型机车转向架简介60

2.1.10.3 SS9型机车转向架简介61

2.2一系悬挂系统橡胶弹性元件63

2.2.1轴箱弹簧橡胶垫63

2.2.1.1 HXD1c轴箱弹簧橡胶垫64

2.2.1.2轴箱弹簧橡胶垫谱系表64

2.2.2轴箱拉杆橡胶关节66

2.2.2.1轴箱拉杆橡胶关节特点66

2.2.2.2双拉杆定位的橡胶关节67

2.2.2.3单拉杆定位的橡胶关节69

2.2.2.4橡胶关节（球铰）产品有限元分析技术特点70

2.2.2.5轴箱拉杆橡胶关节谱系表71

2.3二系悬挂系统橡胶弹性元件72

2.3.1二系橡胶堆旁承73

2.3.1.1橡胶堆旁承特点73

2.3.1.2 HXD2B型橡胶堆旁承73

2.3.1.3 HXN3型橡胶堆旁承75

2.3.1.4 HXN5型橡胶堆旁承76

2.3.1.5橡胶堆类产品有限元分析技术特点79

2.3.1.6橡胶堆旁承谱系表80

2.3.2二系高圆弹簧橡胶垫81

2.3.2.1 HXD1c型二系橡胶垫81

2.3.2.2二系橡胶垫谱系表83

2.3.3二系横向弹性止挡84

2.3.3.1 HXD1型转向架二系横向止挡84

2.3.3.2 HXD3型转向架二系横向止挡85

2.3.3.3二系横向止挡谱系表86

2.4牵引系统橡胶弹性元件87

2.4.1牵引装置橡胶关节87

2.4.1.1 HXD2型牵引杆橡胶关节87

2.4.1.2 HXD2B型牵引杆橡胶关节89

2.4.1.3 HXD1型牵引杆橡胶关节92

2.4.1.4 HXD1型牵引机构连杆橡胶关节93

2.4.1.5牵引装置橡胶关节谱系表94

2.4.2牵引橡胶堆95

2.4.2.1 HXN5型牵引橡胶堆95

2.4.2.2牵引橡胶堆谱系表98

2.5驱动系统橡胶弹性元件99

2.5.1六连杆橡胶关节99

2.5.1.1某型六连杆橡胶关节99

2.5.1.2六连杆橡胶关节谱系表100

2.5.2牵引电机吊杆橡胶关节101

2.5.2.1 HXD3型电机吊杆橡胶关节101

2.5.2.2 DF系列机车电机吊杆橡胶关节102

2.5.2.3牵引电机吊杆橡胶关节谱系表103

3客车转向架橡胶弹性元件106

3.1客车转向架及其弹性元件简介106

3.1.1我国铁路客车转向架发展情况简述106

3.1.2 CW系列客车转向架107

3.1.2.1CW-2型转向架简介108

3.1.2.2 CW-200K型转向架简介109

3.1.3 SW系列客车转向架110

3.1.3.1 SW-160型转向架简介111

3.1.3.2 SW-220K型转向架简介112

3.1.3.3 SW-300型转向架简介113

3.1.4 PW系列客车转向架114

3.1.4.1 209HS型转向架简介115

3.1.5国外典型客车转向架116

3.1.5.1 Y32型转向架简介116

3.1.5.2 MD523型转向架简介118

3.1.5.3 AM96型转向架简介119

3.1.5.4 SF 400型转向架119

3.1.5.5 CL-242型转向架120

3.2一系悬挂系统橡胶弹性元件121

3.2.1轴箱弹簧橡胶垫121

3.2.1.1 206P型转向架轴箱弹簧橡胶垫121

3.2.1.2 209HS型转向架轴箱弹簧橡胶垫122

3.2.1.3客车转向架轴箱弹簧橡胶垫谱系表124

3.2.2轴箱弹性定位套125

3.2.2.1 206型系列转向架弹性定位套125

3.2.2.2 209HS型转向架弹性定位套125

3.2.3轴箱转臂定位关节128

3.2.3.1 CW-2型转向架转臂关节129

3.2.3.2 SW-160型转向架转臂关节130

3.3二系悬挂系统橡胶弹性元件132

3.4牵引系统橡胶弹性元件135

3.4.1单拉杆牵引方式的牵引拉杆球铰135

3.4.2 Z字形牵引方式的牵引拉杆球铰136

4动车组转向架橡胶弹性元件138

4.1我国高速动车组转向架简介138

4.1.1CRH1型系列动车组转向架简介139

4.1.2 CRH2型系列动车组转向架简介142

4.1.3 CRH3型系列动车组转向架简介144

4.1.4 CRH5型系列动车组转向架简介145

4.2一系悬挂系统橡胶弹性元件147

4.2.1一系弹簧橡胶垫147

4.2.1.1 CRH380D型转向架一系弹簧橡胶垫147

4.2.1.2 CRH5型转向架一系橡胶垫148

4.2.1.3轴箱弹簧橡胶垫谱系表151

4.2.2转臂定位关节151

4.2.2.1 CRH380D型转臂定位关节151

4.2.2.2 CRH1B型转臂定位关节154

4.2.2.3转臂定位关节谱系表156

4.3牵引系统橡胶弹性元件156

4.3.1中心牵引销+“Z”，字形双拉杆方式156

4.3.1.1 CRH3型中心牵引销套157

4.3.1.2 CRH3型牵引拉杆球铰159

4.3.2单牵引杆方式160

4.3.2.1 CRH1B牵引杆球铰160

4.3.2.2 CRH380D牵引杆球铰161

4.3.3牵引销套（球铰）谱系表163

4.4驱动悬挂系统弹性元件164

4.4.1电机悬挂弹性元件164

4.4.1.1 CRH1B型电机球铰165

4.4.1.2 Zefiro Italy动车组电机衬套166

4.4.2齿轮箱悬挂168

4.4.2.1 CRH3型齿轮箱悬挂橡胶减振垫169

4.4.2.3 CRH5型齿轮箱反作用杆橡胶节点170

4.4.3驱动系统弹性元件谱系表171

4.5二系悬挂系统橡胶弹性元件172

4.5.1 CRH380D型横向止挡173

4.5.2 CRH5型横向止挡175

4.5.3二系横向止挡谱系表175

5城轨车辆转向架橡胶弹性元件178

5.1城轨车辆转向架简介178

5.1.1城轨A型车转向架简介179

5.1.1.1 ZMA080型转向架简介179

5.1.1.2 ZMA100型转向架简介180

5.1.1.3南京地铁A型车辆转向架简介182

5.1.2城轨B型车转向架简介182

5.1.2.1 ZMA120型转向架简介183

5.1.2.2 ZMB080型转向架简介184

5.1.2.3 SDB80型地铁车辆转向架简介185

5.1.3直线电机城轨车辆转向架简介186

5.1.3.1广州地铁直线电机转向架简介186

5.1.3.2首都机场线直线电机转向架简介188

5.1.4跨坐式单轨转向架简介189

5.1.5国外典型城轨车辆转向架简介192

5.1.5.1 Bombardier公司城轨车辆转向架193

5.1.5.2 Siemens公司城轨车辆转向架195

5.2一系悬挂系统橡胶弹性元件196

5.2.1锥形橡胶弹簧196

5.2.1.1锥形橡胶弹簧特点196

5.2.1.2轴箱外置式锥形橡胶弹簧197

5.2.1.3轴箱内置式锥形橡胶弹簧200

5.2.1.4多伦多轻轨车轴箱弹簧201

5.2.1.5轴箱锥形橡胶弹簧仿真分析特点203

5.2.1.6一系锥形橡胶弹簧谱系表203

5.2.2一系V形弹簧205

5.2.2.1广州地铁V形弹簧206

5.2.2.2伦敦地铁V形弹簧208

5.2.3.3一系V形弹簧谱系表209

5.2.3转臂定位节点211

5.2.3.1广州地铁转臂定位节点211

5.2.3.2一系转臂定位节点谱系表212

5.2.4一系橡胶垫213

5.2.4.1广州地铁一系橡胶垫213

5.2.4.2 Dortmund轻轨一系橡胶垫214

5.2.4.3一系橡胶垫谱系表215

5.2.5垂向止挡215

5.2.5.1广州地铁垂向止挡216

5.2.5.2武汉地铁垂向止挡217

5.2.5.3一系垂向止挡谱系表218

5.3二系悬挂系统橡胶弹性元件219

5.3.1沙漏弹簧219

5.3.1.1 Blackpool沙漏弹簧220

5.3.1.2 BTNA沙漏弹簧222

5.3.2横向止挡224

5.3.2.1 VLU横向止挡224

5.3.2.2上海地铁转向架横向止挡224

5.3.2.3横向止挡谱系表225

5.4牵引系统橡胶弹性元件227

5.4.1单拉杆牵引系统橡胶弹性元件227

5.4.2 “Z”字形双拉杆牵引系统橡胶弹性元件228

5.4.2.1中心销弹性定位套228

5.4.2.2牵引拉杆球铰230

5.4.3牵引系统橡胶弹性元件谱系表230

5.5电机驱动系统橡胶弹性元件232

5.5.1直线电机吊杆橡胶关节232

5.5.2牵引电机球铰233

5.5.3悬挂梁支撑球铰235

5.5.4电机驱动系统弹性元件谱系表236

5.6齿轮箱系统橡胶弹性元件237

5.6.1广州地铁齿轮箱吊杆球铰237

5.6.2 B5006转向架齿轮箱吊杆球铰238

5.6.3齿轮箱系统橡胶弹性元件谱系表239

6货车转向架橡胶弹性元件241

6.1货车转向架简介241

6.1.1我国铁路货车转向架发展情况简述241

6.1.2转8型系列货车转向架242

6.1.3 21t轴重提速货车转向架242

6.1.4 25 t轴重货车转向架243

6.1.5快速货车转向架244

6.2构架式转向架橡胶弹性元件245

6.2.1转K3型转向架简介245

6.2.2齐轨道装备公司快速货车转向架用橡胶弹性元件247

6.2.2.1橡胶定位器247

6.2.2.2牵引拉杆橡胶垫248

6.2.2.3横向止挡250

6.2.3眉山公司快速货车转向架用橡胶弹性元件251

6.2.3.1牵引拉杆的弹性球铰251

6.2.3.2二系橡胶堆组成252

6.2.3.3横向止挡253

6.3摆动式转向架橡胶弹性元件255

6.3.1转K5型系列转向架简介255

6.3.2重载摆动式转向架简介257

6.3.3轴箱橡胶弹簧259

6.3.4长行程弹性旁承261

6.4侧架交叉支撑转向架橡胶弹性元件263

6.4.1转K6型系列转向架简介263

6.4.2重载交叉支撑转向架简介266

6.4.3八字形轴箱弹簧266

6.4.4 V形弹性旁承267

6.5副构架转向架橡胶弹性元件269

6.5.1转K7型转向架简介269

6.5.2副构架橡胶堆弹簧273

6.5.3承载鞍橡胶垫276

6.6国外典型货车转向架278

6.6.1国外快速货车转向架及其特点278

6.6.2国外重载货车转向架及其特点281

6.6.3国外重载货车转向架用轴箱橡胶垫283

6.6.3.1双侧耳结构轴箱橡胶垫284

6.6.3.2单侧耳结构轴箱橡胶垫285

6.6.3.3轴箱橡胶垫谱系表287

7液压减振器橡胶关节290

7.1轨道车辆液压减振器作用290

7.2液压减振器橡胶关节作用291

7.3典型液压减振器橡胶关节292

7.3.1橡胶垫式减振器关节292

7.3.2无外套桥式减振器关节294

7.3.3无外套销式减振器关节295

7.3.4球形桥式减振器关节295

7.3.5球形销式减振器关节297

8轨道车辆转向架橡胶弹性元件展望299

8.1轨道车辆转向架发展299

8.2轨道车辆悬挂系统发展300

8.2.1轨道车辆悬挂系统方式300

8.2.1.1悬挂系统方式301

8.2.1.2悬挂系统性能对比302

8.2.1.3轨道车辆悬挂系统发展趋势304

8.2.2轨道车辆半主动悬挂技术304

8.2.2.1国内外主动/半主动悬挂系统的应用状况304

8.2.2.2国内外主动/半主动悬挂系统的研究状况305

8.2.2.3半主动悬挂的关键技术307

8.3轨道车辆转向架橡胶弹性元件发展方向308

8.3.1弹性元件产品向资源型、环保型方向发展308

8.3.2弹性元件产品向专利化、模块化方向发展309

8.3.3弹性元件产品向轻量化、精细化方向发展309

8.3.4弹性元件产品向功能化、智能化方向发展310

8.4橡胶弹性元件开发技术发展310

8.4.1橡胶材料的疲劳预测技术310

8.4.2橡胶弹性元件的结构优化技术311

8.4.3橡胶弹性元件的流固耦合技术312

8.5结论314

参考文献315