城市轨道车辆转向架振动测试系统设计(2)
1.2 国内外研究现状 .. 2
1.2.1 国外转向架振动测试系统发展现状 .. 2
1.2.2 国内转向架振动测试系统发展现状 .. 3
1.3 本章小结 .. 4
2 2 2 2 转向架及其检测技术简介 . 5
2.1 转向架基本构造 5
2.2 列车转向架的特点 . 7
2.3 转向架产生载荷不平衡的原因及解决办法 8
2.4 本章小结 9
3 3 3 3 车辆转向架振动测量方法及分析 .. 11
3.1 线路方面产生振动的原因 .. 11
3.1.1 钢轨接头处的轮轨冲击 .. 11
3.1.2 轨道垂向变形 11
3.1.3 轨道的随机不平顺 . 12
3.2 转向架或车体振动形式 13
3.3 车辆方面产生振动的原因 .. 13
3.3.1 车轮偏心 .. 13
3.3.2 车轮质量分布不均 . 14
3.3.3 车轮踏面擦伤 14
3.4 城轨转向架振动引起的环境振动问题 15
3.5 环境振动控制标准 .. 15
3.5.1 振动 频率 ..15
3.5.2 振动强度 ..16
3.5.3 振动方向 ..16
3.5.4 振动时间 ..16
3.6 本章小结 16
4 4 4 4 转向架振动的测量方法 17
4.1 简谐振动及其特性 ..17
4. 2 振型的正交性 . 18
4. 3 振动的测量 .. 18
4.3.1 动态测量 ..18
4.3.2 静态测量 ..19
4.4 计算模态分析理论基础 19
4.5 传感器的选型 . 20
4.6 转向架试验系统组成 . 21
4.6.1 机械系统 .. 21
4.7 本章小结 23
5 5 5 5 地铁转向架综合测试系统的总体设计方案 . 24
5.1 地铁转向架综合测试系统概述 24
5.1.1 PLC 控制概述 25
5.1.2 振动测试 PLC 梯形图设计 .. 26
5.2 测控系统功能要求 .. 26
5.3 硬件系统组成 . 27
5.4 设计原则与思路 31
5.5 本章小结 31
致 谢 .. 32
参考文献 . 33
1 绪 论
1.1 课题研究的意义 与目的
城市轨道交通近几年迅猛发展，城轨运输具有快速、安全、准时、节能、运量大 、 无
污染等众多优点 ， 能满足城市快速发展和环境保护的要求 ， 作为城市公共交通的主要发展
方向已经被广泛认同 ， 也是城市可持续发展战略的必然选择 。 目前 ， 城市轨道交通分为地
铁系统、轻轨系统、单轨系统、磁悬浮系统等主要类型。
城市轨道交通车辆的转向架按照车辆类型分，有 A 型、 B 型和 C 型车转向架和单轨
车辆转向架等 ； 按照转向架总体结构可分成有摇枕和无摇枕两种 ； 按照构架侧梁结构可分
成轧型侧梁结构和钢板焊接侧梁结构 ； 而按一系悬挂定位方式可以分成锥形叠层橡胶弹簧
定位、转臂式节点定位和人字形橡胶弹簧定位等三种。
现代轨道交通相对于过去速度慢 、 载客量小的传统铁路运输 ， 无疑将一个城市的运能
提升到一个新的高度 。 作为城轨车辆最重要的部件之一的转向架就成为了轨交发展的重中
之重，随着制造技术的升级换代，对其测试系统的要求也在日益提高，在转向架测试中 ，
需要测试的参数多达几十个甚至上百个，采用传统的测试技术不仅成本高昂、操作复杂 ，
而且在系统扩展 、 数据处理和信息分析与共享等方面存在明显的不足 。 所以 ， 采用新式的
测试系统和测试技术都是城市轨道交通建设道路上势在必行的战略。
转向架的振动测试时本文的核心内容，作为机车重要部件的转向架一旦发生故障 ， 其
后果轻则会降低线路整体运营效率 ， 重则会造成严重的或者是灾难性的事故 。 所以 ， 为了
最大可能地避免事故发生并且提高经济效益 ， 转向架的可靠性 、 实用性 、 可文修性与安全