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SUP6\SUP9\SUP9A\USP11A日本進口鐵道車輛用彈簧鋼
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-04-11
1?鐵道車輛行駛裝置和彈簧的作用
鐵道車輛用彈簧有的用于臺車的軸彈簧、枕彈簧、抗側傾扭轉平衡桿，有的作為連接器支撐用的機體托架彈簧、導電弓用拉伸螺旋彈簧及壓縮螺旋彈簧，作為制動復位用的彈簧等。對于車用彈簧，由于行駛裝置類型的不同，彈簧的種類、配置及使用方式也不同，下面對彈簧和行駛裝置的關系進行簡單的說明。
為了確保乘坐舒適性和行駛性能，車體與車輪之間必須有緩沖裝置，稱為懸置或吊架。車體和軸箱之間雖然也可設置彈簧，但將支撐車輪的部分從車體分開的形式更多。因此，能設計出在車輛的車體前后配置二根軸的臺車，現在用得最多的是在通過彎道時車體可以旋轉的轉向架臺車。轉向架臺車利用轉向架軸間的平衡，可以減小起因于軌道的縱向搖動，且因設置了二級彈簧裝置，一般乘坐舒適性良好。
一級彈簧是介于臺車框架和車軸之間的軸彈簧。由于一般從車輪到吊架的質量（彈簧下重量）越小則乘坐人員舒適性就越好，在臺車框架和軸箱間配置軸彈簧一直在設法減小彈簧下重量。另外，由于軸彈簧存在永久應變等時效老化問題，最近多使用螺旋彈簧。
二級彈簧是介于車體和臺車框架之間的彈簧。此彈簧的作用除了緩解乘客感受到的隨鐵道而變化的車體振動之外，還須應對大的搖擺和扭曲。近年由于特殊彈簧的出現而實現了相關構的輕量化和簡約化。
作為其他的彈簧，還有車體角位移搖擺平衡桿。減小軸彈簧和枕彈簧的上下方向彈簧常數可確保良好的上下方向乘坐舒適性，卻會造成搖擺剛性的下降。為此，追加了上述平衡桿，以增大車體橫搖剛性，從而改善了搖擺方向乘坐舒適性，且還可以減輕在曲線高速運行時車體的傾斜。
下面介紹三種臺車結構
1）是從上世紀50年代開始使用的軸承支架式搖枕臺車，是將螺旋彈簧用作軸彈簧和枕彈簧的代表臺車，現在僅用于局部鐵路線。
2）是軸橫梁式無車架承梁臺車，車輛的行駛穩定性、安全性（不易脫軌）及乘坐舒適性優良，且結構簡單、部件數量少而大幅度實現了輕量化，是廣泛使用的標準臺車，在其軸彈簧上多采用螺旋彈簧，在枕彈簧上多采用特殊彈簧。
3）是支撐板式無車架承梁臺車，是在日本新干線一直使用的臺車。
2鐵道車輛用彈簧材質
關于鐵道車輛用彈簧的材料，在日本國內規定使用JIS?G4801彈簧鋼材中的SUP6（Si-Mn）鋼、SUP9和SUP9A（Mn-Cr）鋼、USP11A（Mn-Cr-B）鋼。根據淬透性的要求，選定鋼種，具體是按螺旋彈簧和車體角位移搖擺平衡桿的棒材直徑進行選擇。
日本以外的彈簧鋼規格，主要有AARM-112（美國鐵道協會標準）、ASTM?A-125（熱加工螺旋彈簧鋼材，美國工業協會標準）、prEN10089（歐洲標準）、GM/T1222（壓縮螺旋彈簧鋼，中國標準）等。表1所示為日本、美國、歐洲和中國的鐵道車輛用熱加工螺旋彈簧用材的化學成分。
為了實現汽車用懸架彈簧和建設機械用反沖彈簧等的輕量化，并降低其成本，雖然盛行對高強度鋼的開發和使用，但在日本的鐵道車輛用彈簧實際上至今依然未使用JIS?G4801規格以外的鋼種。
3?彈簧的設計與特性
彈簧設計是按JIS?E4206的規定進行的，此規定是重新評價現已未用的（日本）舊國鐵標準JRS的允許設計應力，在實際的應力設定中，依然將之設定在JRS的基準內。其原因是這樣的標準能確保鐵道車輛用彈簧具有充分的安全性和可靠性。
作為鐵道車輛彈簧而一直廣泛使用的螺旋彈簧的特性，是基本上具有撓度隨載荷增加而成比例增大的線性特性。并且，最近具有彈簧常數隨載荷增加而增高的非線性特性的錐形螺旋彈簧的使用一直在增加。其原因是即使乘客數量或線路狀況發生變化，也可確保乘坐舒適和安全性。
4?今后課題
旅客交通機構的共同使命可以概括為安全、準確、舒適、速度和低費用。其中與彈簧相關的是安全和速度。鐵路對人與物的運量大，其公益性和對社會貢獻都很重要，一旦發生事故都可能造成生命和財產的嚴重損失。因此，確保鐵道車輛用彈簧的質量及穩定性是今后永恒的課題。
面對航空業和高速公路網的競爭，日本新干線面臨進一步提速問題。因此，鐵道車輛的輕量化成了今后重要課題。具體除要求功能部件、強度構件需要有高可靠性之外，也要求軸彈簧的輕量化，故如何以新的理念和方式充分確保其強度也很重要。
作為新的課題，世界正在大力推進鐵路建設。日本的鐵道車輛生產廠家正陸續接受海外用戶訂貨。因此，如何使日本的鐵道車輛技術和產品（包括以車用彈簧質量性能）適應海外的環境和地域特點等要求，正變得十分緊迫和重要。
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