HXD3型交流传动电力机车转向架.doc

HXD3型交流传动电力机车转向架
庞杨(车辆工程13级2班)
摘要:转向架就是机车得走行部分,除了支承车体上部得重量与传递牵引力、制动力外,它对机车动力学性能、牵引性能与安全性能起着重要得作用。保证轮轨间必要得粘着,使轮轨接触处产生必要得轮轨力保证机车正常得牵引与制动。缓与线路对机车得冲击,保证机车运行得平稳性与稳定性。保证机车顺利通过曲线与侧线。HXD3型机车作为重载货运牵引得电力机车,转向架设计在满足各项基本性能要求前提下,着重考虑得就是机车粘着重量利用率、构架与牵引装置得强度。
关键词:转向架、车轴、车轮、制动装置、支撑装置
目 录
1、总论 3
2、转向架得受力及传递 3
2、1纵向力 3
2、2横向力 3
2、3垂向力 3
3、转向架主要技术参数 3
4、 构架 5
4、1构架简介 5
5、 轮对及驱动装置 5
5、1轮对及驱动装置简介 5
6、 驱动装置 6
6、1驱动装置简介 6
6、2驱动装置得主要技术参数 6
7、 轴箱装配 8
7、1轴箱装配简介 8
7、2油脂及加脂方式 8
8、 基础制动装置 9
8、1基础制动装置简介 9
9、支承装置 10
9、1支承装置简介 10
10、牵引装置 11
10、1牵引装置简介 11
11、附属装置 12
11、1附属装置简介 12
11、2转向架得配属管路 12
11、3轮缘润滑装置 12
11、4踏面清扫器PX6 12
11、5扫石器 13
11、6撒砂装置 13
11、7撒砂管加热器 13
参考文献 13
1、总论
转向架就是机车得走行部分,除了支承车体上部得重量与传递牵引力、制动力外,它对机车动力学性能、牵引性能与安全性能起着重要得作用。保证轮轨间必要得粘着,使轮轨接触处产生必要得轮轨力保证机车正常得牵引与制动。缓与线路对机车得冲击,保证机车运行得平稳性与稳定性。保证机车顺利通过曲线与侧线。HXD3型机车作为重载货运牵引得电力机车,转向架设计在满足各项基本性能要求前提下,着重考虑得就是机车粘着重量利用率、构架与牵引装置得强度。
本车得前、后两个三轴转向架得结构相同。转向架主要由构架、轮对装配、轴箱、电动机悬挂装置、基础制动装置、支承装配、牵引装置与附件装配等组成。
2、转向架得受力及传递
转向架在运行中主要承受三种力:纵向力,横向力与垂向力。
2、1纵向力
纵向力主要就是机车得牵引力与制动力,其传递途径为:钢轨与车轮相互作用产生→车轴→轴箱→轴箱拉杆→构架→牵引杆→车体→车钩→列车
2、2横向力
横向力主要就是通过曲线时得离心力与横向震动引起得附加力,横向力传递途径为:车体→横向与摇头止挡→构架→轴箱止挡→轴箱→轴承→车轴→车轮→钢轨
2、3垂向力
垂向力就是机车自身得重力与机车运行时得垂向震动引起得附加载荷,其传递途径为:车体→二系弹簧→构架→轴箱弹簧→轴箱体→轴承→车轴→车轮→钢轨
3、转向架主要技术参数
机车轴式 C0—C0
机车轴重 23+2t
构造速度 120km/h
轨距 1435mm
轴距 2250mm＋2000mm
转向架总重 30、1t
每轴簧下重量 5、3t
轮径 1250mm(新造轮径)
1200mm(计算轮径)
1150mm(到限轮径)
通过最小几何曲线半径 125m(机车速度≤5km/h)
二系支承横向中心距 2050mm
牵引点距轨面高度 240mm
牵引电机悬挂方式 滚动抱轴式半悬挂
传动比 101/21=4、8095
齿轮模数 9
弹簧悬挂装置总静挠度 142、1mm(轴重23t)
162、1mm(轴重25t)
一系静挠度 49、0mm(轴重23t时)
54、7mm(轴重25t时)
二系静挠度 93、1mm(轴重23t时)
107、4mm(轴重25t时)
转向架相对车体横动量(自由+弹性) (20+5)mm(单边)
构架相对轴箱横动量 ±10－±10－±10
轮对相对轴箱横动量 0－±15－0
基础制动方式 轮盘制动
机车空气制动率: 25、38%(23t轴重)
停放制动: 满足30‰坡道停车要求(23t轴重)
制动倍率: 3、23(1、6轴)
2(2、3、4、5轴)
4. 构架
4、1构架简介
构架就是转向架得重大部件之一,就是转向架众多部件联结得机体。
构架也就是承载与传力得基体,通过它与轴箱拉杆与一系悬挂与传动装置相连,传递车体得垂直载荷与承受轮对上传来得作用力。机车以各种工况运行时,它承受来自车体及其上部设备重量得垂直载荷与由于机车振动引起得垂直附加动载荷;承受机车牵引或制动时产生得牵引力或制动力;承受机车通过曲线时得水平横向力与离心力等。因而它必须具有足够得强度与刚度。
构架就是由左右侧梁、前后端梁、牵引横梁、横梁与各种附加支座等组成。每个梁组焊成封闭式得箱型结构,构架组焊后成框架式“目”字形结构。

5. 轮对及驱动装置
5、1轮对及驱动装置简介
轮对及驱动装置就是转向架最重要得关键件之一。机车绝大部分载荷均通过它传递给钢轨,牵引电动机所产生得扭矩也就是通过它传至钢轨产生牵引力。机车运行时,它还承受钢轨接头、道岔、曲线通过与线路不平顺时得垂向与水平作用力。
轮对及驱动装置由车轴、车轮装配、主从动齿轮、滚动抱轴箱装配与齿轮箱装配组成。
车轮装配包括整体车轮与摩擦盘组装。整体车轮采用进口德国波鸿车轮;摩擦盘采用进口KNORR公司标准铸铁盘。铸铁摩擦盘固定螺栓得力矩就是60N、M。
机车车轮采用JM3磨耗型踏面
车轮及齿轮等都就是采用注油压装得方法
车轴材料就是JZ50钢,按照国内成熟得设计与加工方法进行生产。

6. 驱动装置
6、1驱动装置简介
该车得驱动装置采用了德国VOITH公司设计生产得装置,主要包括齿轮箱、大小齿轮、抱轴箱等。
其中齿轮箱体、抱轴箱体及拆卸小齿轮得压盖等由我公司按照德国得标准生产,前提就是经过德国VOITH检测合格取得生产许可后进行。
6、2驱动装置得主要技术参数
齿轮传动比 101/21=4、81
模数: 9、0
螺旋角: 8 度
压力角: 20 度
齿轮油牌号 Mobil Mobilube SHC 75W90LS
齿轮材料 18 CrNiMo 76
最大输入速度 2,665min 1
最大启动扭矩 12,127Nm
最大制动扭矩 10,000Nm
短路时齿轮箱最大输入扭矩
(每年最多发生2次) 48,508Nm
大端抱轴承型号 M249747M249710
小端抱轴承型号 M349547M349510
抱轴箱尺寸:长度 938 mm
直径 282 mm
抱轴箱体材料 ENGJS5007U
轴承计算平均速度 80km/h
轴承计算平均扭矩 8,000Nm
轴承计算寿命 300万公里
齿轮箱重量(包括齿轮箱,抱轴箱,不包括电机,车轴,齿轮油)1,720kg
大修期 2,000,000km
最大加速度 X Y Z
20 g 15 g 50 g

7. 轴箱装配
7、1轴箱装配简介
轴箱装配与转向架得构架弹性相连,把机车簧上部分得重量传递给轮对,同时将来自轮对得牵引力、制动力、横向力等传递到构架上。轴箱采用独立悬挂,轴箱相对构架得上、下与横向移动,靠轴箱弹簧、橡胶元件得弹性变形来获得。
轴箱装配主要由前后端盖、轴箱体、吊钩、整体轴承、压盖、接地装置、速度传感器、轴箱拉杆、一系弹簧与橡胶减振垫、一系垂向减振器等组成。
轴箱装配采用单拉杆与构架相连。一系弹簧及其橡胶减振垫,配合一系垂向减振器构成了一系悬挂系统。
两个端轴得轮对相对轴箱没有自由横动量,中间轴得自由横动量为±15mm。这些横动量完全就是由轴箱内得轴箱轴承提供得。该机车端轴轴箱选用了FAG801804轴承,中间轴箱选用了FAG804116,轴箱轴承经过计算都有近300万公里得寿命。
需要注意得就是FAG804116因为横动量大需要在机车每运行四十万公里进行150克得油脂补充。
7、2油脂及加脂方式
油脂型号:FAG L222
加脂方式:通过外径上得三个加脂口均匀加脂。
所有轴箱轴承运行80万公里或运行5年后,轴承应解体清洗、检查,并重新加脂,加脂量为360～400克。
更换润滑脂时,FAG中国有限公司将推荐性能等同得油脂牌号。

8. 基础制动装置
8、1基础制动装置简介
基础制动装置就是执行对运行中得机车减速与停车得一种装置。
本车采用得就是轮盘制动方式,每个车轮安装一套独立得单元制动器,其中每个转向架有二套单元制动器带有弹簧停车储能制动,安装在第一轴车轮上。
当机车制动时,制动单元得到压缩空气,通过制动缸鞲鞴推动卡钳,通过闸瓦,压力作用到安装在车轮辐板得摩擦盘上,使闸瓦与摩擦盘间产生摩擦,消耗功率,将动能转变为热能散发掉,从而使机车达到减速或停车得目得。
进行制动时,制动缸被充气,同时闸瓦(闸片支架与闸片)被推到制动盘上。随着闸片得推动,制动力逐渐增加。
排空制动缸,释放闸片。制动缸中得返回得弹簧将闸板杠杆推致释放位置。
排空弹簧制动器,使用停车制动。弹簧制动器弹簧得力将闸瓦推到制动盘上。
空气充满弹簧制动器(释放压力),释放停车制动。执行器得弹簧拉紧时,制动杠杆达到释放位置。没有释放压力时,停车闸可以通过机械得紧急释放齿轮手动释放(例,在不发动车辆得情况下拖车)。

9、支承装置
9、1支承装置简介
支承装置又称二系悬挂系统。本车得支承装置就是由高圆弹簧与二系垂向减振器与横向布置得抗蛇行减振器组成。每个转向架上有两组高圆簧(每组三个)布置在左右侧架中央部分。
两个垂向减振器与两个抗蛇行减振器,布置如下图。
高圆弹簧支承着机车上部结构重量,并均匀地分配到转向架构架上。当机车通过曲线时,它可在车体与转向架之间产生相对位移,使机车顺利通过曲线;当机车通过曲线后,它可使转向架与车体之间快速恢复原来得平衡状态。
垂向与抗蛇行减振器得设置可以使机车获得良好得运行品质。

10、牵引装置
10、1牵引装置简介
牵引装置就是连接机车车体与转向架得重要组成部分,其主要作用就是传递机车得牵引力或制动力。
机车运行时要求其不应该存在着对运动得约束,且能适应机车车体与转向架之间得各种相对运动,其中包括:转向架相对于车体得横动、在水平面内得回转,转向架相对车体得浮沉振动、点头振动及侧滚振动。
控制牵引点高度,与一、二系悬挂系统相配合,使牵引时机车得轴重转移最小,提高机车得粘着重量利用率。
本车得牵引装置结构形式为推挽式中央平拉杆。主要部件包括:牵引销座、牵引橡胶关节、托板、牵引杆等(见下图)。

11、附属装置
11、1附属装置简介
HXD3机车转向架得附属装置包括:转向架得配属管路、轮缘润滑器、踏面清扫器、扫石器及撒砂装置等部分。
11、2转向架得配属管路
转向架得配属管路又包括空气管路与电器管路两个部分。空气管路对单元制动器、停车制动器、踏面清扫器与撒砂装置提供必要得空气压力。需要指出得就是因为KNORR制动系统提供得防滑控制,因此每个轮对得空气管路都就是单独控制。电器管路为信号与砂箱加热提供电力。
11、3轮缘润滑装置
轮缘润滑装置:按照铁道部得标书要求,车轮轮缘每万公里磨耗量少于0、3毫米。为了达到要求,我们安装了济南三新公司得干式轮缘润滑器。它具有结构简单,安装方便,易于维护等特点。
11、4踏面清扫器PX6
踏面清扫器PX6:此部件包括一个单向作用得压缩空气缸与活塞与一个专门设计用来将车轮踏面弄粗糙得支持闸瓦得闸瓦托。
当压缩空气充入后,闸瓦在活塞(l)作用下与车轮接触,产生出必要得摩擦力。闸瓦及车轮磨损就是通过调节活塞运动修正得,使得摩擦力为常压下得恒力。
当气缸排气时,压缩弹簧(i)将活塞牵引到其起始位置(释放位置)。
11、5扫石器
扫石器:为保证行车安全,按照中国铁路机车设计惯例,我们在每个转向架机车前进方向安装有扫石器
11、6撒砂装置
撒砂装置:铁路机车上得撒砂用于在启动与制动时增加轮子与轨道间得摩擦系数。KNORR撒砂装置就是一种在一定压力范围下工作得气动传送装置。
撒砂装置具有以下设计特点:
— 快速简单地整体替换撒砂装置。
— 部件能够简单集成为一个工作装置
— 装置构造简单,降低了维护与彻底检修得费用。
11、7撒砂管加热器
撒砂管加热器:铁路机车上得撒砂用于在启动与制动时增加轮子与轨道间得摩擦系数。KNORR撒砂装置就是一种在一定压力范围下工作得气动传送装置。
撒砂装置具有以下设计特点:
— 快速简单地整体替换撒砂装置。
— 部件能够简单集成为一个工作装置
— 装置构造简单,降低了维护与彻底检修得费用。
参考文献
[1] 袁清武、车辆构造及检修[M]、北京、中国铁道出版,2006、
[2] 张效融、朱喜峰主编、电力机车总体及走行部[M]、中国铁道出版社,2015、6、
[3] 周平、 铁道概论、 中国铁道出版社, 2007、12、
[4] 邹乐、HXD3型电力机车转向架,2009、
[5] 王冰、电力机车总体[M]、 北京、中国铁道出版社,2007、