和諧HX_D1型大功率交流電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架

1、第卷第期年月日電力機(jī)車與城軌車輛，大功率機(jī)車和諧HXD1型大功率交流電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架陳國勝，周建斌（中國南車集團(tuán)株洲電力機(jī)車有限公司，湖南株洲摘）要：介紹了型大功率交流機(jī)車轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)參數(shù)，總結(jié)了其輪對、軸箱、懸掛裝置、傳動裝置、牽引裝置、構(gòu)架和輔助裝置等主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：大功率機(jī)車；交流電力機(jī)車；機(jī)車轉(zhuǎn)向架；技術(shù)參數(shù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文章編號：（），（，）：，：；引言為了實(shí)現(xiàn)鐵路跨越式發(fā)展，滿足我國鐵路高速、重載轉(zhuǎn)向架中心距輪對左右軸箱中心線間距二系支承點(diǎn)橫向間距牽引方式電機(jī)功率牽引點(diǎn)距軌面高度單軸最大起動牽引力傳動方式齒輪傳動比輪徑最大運(yùn)用速度一

2、系懸掛方式二系懸掛方式一系彈簧靜撓度中間斜拉桿推挽式重載技術(shù)方面決定走消化、運(yùn)輸需要，我國在鐵路高速、吸收、再創(chuàng)新的道路。型機(jī)車是引進(jìn)德國西門子技術(shù)，由中國南車集團(tuán)株洲電力機(jī)車有限公司制造的新一代交流傳動重載貨運(yùn)電力機(jī)車，該機(jī)車的轉(zhuǎn)向架采用了滾動抱軸承傳德國成熟而比較先進(jìn)的技術(shù)，如輪盤制動、動、二系高撓鋼彈簧、單軸箱拉桿輪對定位、整體免維護(hù)軸箱軸承、砂箱加熱及計(jì)量等，這些先進(jìn)技術(shù)的采用保證了機(jī)車在重載牽引條件下以較高的速度運(yùn)行。交流電機(jī)、滾動抱軸承輪盤制動單元（帶蓄能）滿足鋼彈簧單軸箱拉桿垂向減振器鋼彈簧垂向減振器水平減振器主要技術(shù)參數(shù)型機(jī)車轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)如下：軸重轉(zhuǎn)向架總重電機(jī)質(zhì)量牽引電

3、機(jī)懸掛方式軸距軌距抱軸懸掛二系彈簧靜撓度基礎(chǔ)制動方式限界要求主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖所示，型機(jī)車轉(zhuǎn)向架主要由輪對、傳動裝收稿日期：作者簡介：陳國勝，教授級高級工程師，年獲西安交通大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位，現(xiàn)從事機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架的研究開發(fā)工作。電力機(jī)車與城軌車輛年第期置、軸箱、構(gòu)架、懸掛裝置、牽引裝置撒砂裝置、輪緣潤滑裝置、彈性止擋、整體起吊、空氣管路以及輔助裝置組成。的磨耗型踏面。車軸軸頸直徑，輪座直徑，軸身直徑，設(shè)計(jì)滿足標(biāo)準(zhǔn)；其材料采用（），并滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求；車軸輪座采用噴鉬處理。輪對組裝滿足的要求。型機(jī)車軸箱采用的是整體式圓錐滾動軸承。它便于控制軸箱橫動量和保證軸承油脂不泄露，可實(shí)現(xiàn)萬免維護(hù)；軸箱安

4、裝有接地裝置、速度傳感器、防滑圖轉(zhuǎn)向架總體結(jié)構(gòu)速度傳感器（見圖、圖）。懸掛裝置重載牽引機(jī)車轉(zhuǎn)向架懸掛系統(tǒng)是保證機(jī)車安全運(yùn)行二系彈簧、減振器及軸箱定的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，它由一系彈簧、位組成。型機(jī)車轉(zhuǎn)向架懸掛結(jié)構(gòu)借鑒了高速動力轉(zhuǎn)（見圖）。它的第一個特點(diǎn)是二系采用向架的懸掛結(jié)構(gòu)高撓彈簧，第二個特點(diǎn)是軸箱采用單側(cè)軸箱拉桿定位。軸箱拉桿兩端采用球形橡膠關(guān)節(jié)。由于橡膠關(guān)節(jié)徑向剛度大，回轉(zhuǎn)剛度小，因而使軸箱縱向具有較大的定位剛度，并可使軸箱相對構(gòu)架能自由地沉浮及繞本身軸線回轉(zhuǎn)。該種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，且可實(shí)現(xiàn)一系縱向、橫向彈性參數(shù)相對獨(dú)立。并且一系縱向剛度大，橫向剛度小，有利于提高臨界速度，保持驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定，提

5、高黏著利用率及改善曲線通過性能。通過調(diào)整一、二系彈簧調(diào)整墊可實(shí)現(xiàn)機(jī)車從軸重轉(zhuǎn)換為軸重。機(jī)車圓柱螺旋鋼彈簧設(shè)計(jì)滿足；材料滿足。電機(jī)一端采用抱軸懸掛，另一端采用擺桿彈性懸掛在構(gòu)架上（見圖）。該結(jié)構(gòu)滿足了傳動系統(tǒng)的運(yùn)動關(guān)系，另外也可以改善動力學(xué)性能。圖軸箱組裝（帶接地裝置和防滑速度傳感器）圖軸箱組裝（帶速度傳感器）傳動裝置型機(jī)車轉(zhuǎn)向架的傳動裝置（見圖）與我國的型貨運(yùn)直流傳動電力機(jī)車結(jié)構(gòu)基本相同，均采用抱軸驅(qū)動，主要由電機(jī)、抱軸箱、傳動齒輪箱等組成。其傳動軸承采用滾動抱軸承。圖一系懸掛圖電機(jī)懸掛裝置型電力機(jī)車牽引齒輪傳遞功率大（電機(jī)功率可達(dá)），齒輪線速度高（最大可達(dá)）。因此齒輪為高速重載傳動，并能抵御

6、瞬時(shí)倍的沖擊載荷。其主要參數(shù)為：螺旋角（）輪對軸箱型機(jī)車轉(zhuǎn)向架車輪采用整體碾鋼車輪，材料為，并滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；在車輪兩側(cè)裝有制動盤，制動盤與車輪之間通過螺栓連接；車輪踏面采用符合陳國勝等和諧型大功率交流電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架年第期傳動比齒輪模數(shù)齒輪材料大小齒輪中心距（）金的采用大大減輕了傳動裝置的重量。（）牽引裝置由于型機(jī)車為重載貨運(yùn)電力機(jī)車，因此牽引裝置是該機(jī)車轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件之一。牽引裝置的強(qiáng)度和剛度必須考慮倍轉(zhuǎn)向架質(zhì)量慣性力的沖擊載荷；同時(shí)為了減少軸重轉(zhuǎn)移，牽引點(diǎn)距離軌面的距離需盡可能低；為了保證轉(zhuǎn)向架與車體的相對運(yùn)動，牽引裝置采用了橡膠關(guān)節(jié)和銷套結(jié)構(gòu)；為了有效傳遞牽引制動力，牽引裝置縱向剛度要盡量

7、大。型機(jī)車轉(zhuǎn)向架牽引裝置由牽引桿（一）、牽引桿（二）、連桿、銷套及橡膠關(guān)節(jié)組成。牽引桿（一）和牽引桿（二）為焊接結(jié)構(gòu)，連桿為鑄造結(jié)構(gòu)，牽引桿（一）和牽引桿（二）之間的連接采用銷套結(jié)構(gòu)，連桿與牽引桿之間采用橡膠關(guān)節(jié)，牽引桿與構(gòu)架和車體之間采用橡膠關(guān)節(jié)連接。其具體結(jié)構(gòu)見圖。圖型機(jī)車傳動裝置結(jié)構(gòu)由于小齒輪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度限制，其與電機(jī)軸的配合采用了內(nèi)錐式的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，錐度為（見圖）。圖牽引裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)架（見圖）為型構(gòu)架，由側(cè)型機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架梁、牽引梁、前端梁和后端梁組成，除個別安裝座以外，結(jié)構(gòu)基本上是對稱的。該構(gòu)架焊接后，構(gòu)架變形小，殘余應(yīng)力分布均勻，因此機(jī)加工后不需要退火；構(gòu)架采用等剛度圖小齒輪與電機(jī)的連接

8、設(shè)計(jì)，構(gòu)架的各個零部件的應(yīng)力水平比較低，且應(yīng)力變化趨勢平穩(wěn)；安裝座結(jié)構(gòu)簡單。型機(jī)車齒輪箱采用了獨(dú)特的密封結(jié)構(gòu)（見圖）。車輪側(cè)的迷宮密封與箱體做成一體，電機(jī)側(cè)的迷宮密封采用球墨鑄件，其結(jié)構(gòu)既保證齒輪箱的密封，又保證齒輪潤滑油不進(jìn)入抱軸箱。箱體兩邊的迷宮密封均設(shè)置了合理的回油孔，實(shí)現(xiàn)了潤滑油的合理回流并實(shí)現(xiàn)電機(jī)傳動端軸承的油潤滑。齒輪及電機(jī)傳動端軸承采用潤滑油潤滑；滾動抱軸承采用合成潤滑脂潤滑。圖構(gòu)架結(jié)構(gòu)構(gòu)架焊接采用德國的標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)先選用對接焊縫，單邊形焊縫和形焊縫，盡可能不用不開坡口圖的角焊縫；使焊縫位于低應(yīng)力區(qū)；避免焊縫位于同一截面齒輪箱密封裝置上；不同板厚的焊接，應(yīng)該在厚板對接處設(shè)置斜坡，使兩

9、板厚一致；對接焊縫應(yīng)預(yù)留間隙，以便焊透，對接焊縫的余高應(yīng)盡量小。型機(jī)車齒輪箱體采用了鋁合金材料，其牌號為符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)的鑄造鋁合金，鋁合電力機(jī)車與城軌車輛年第期輪緣潤滑及撒砂裝置型機(jī)車轉(zhuǎn)向架上裝有套輪緣潤滑裝置，分別該潤滑裝置采用脂潤滑，其額定工位于轉(zhuǎn)向架的、位。作氣壓，最大工作氣壓，額定工作電壓（波動范圍：）。型機(jī)車轉(zhuǎn)向架上安裝套砂箱，位于構(gòu)架端部，每砂箱容積為。輪緣潤滑裝置和砂箱裝置結(jié)構(gòu)見圖。圖砂箱加熱及計(jì)量裝置結(jié)束語型機(jī)車轉(zhuǎn)向架通過技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，從第一臺車開始就實(shí)現(xiàn)了構(gòu)架、輪對、牽引裝置、電機(jī)懸掛及軸箱組裝和懸掛裝轉(zhuǎn)向架總組裝的國產(chǎn)化；而驅(qū)動裝置、結(jié)構(gòu)、材置等正在進(jìn)行國產(chǎn)化工作。目前

10、，我們正從設(shè)計(jì)、料、試驗(yàn)、制造工藝等方面認(rèn)真消化吸收大功率交流傳動機(jī)車轉(zhuǎn)向架的先進(jìn)技術(shù)，以提升我國重載牽引機(jī)車轉(zhuǎn)向圖砂箱及輪緣潤滑裝置架的設(shè)計(jì)、制造水平。砂箱裝有加熱及計(jì)量裝置，額定撒砂量（在風(fēng)壓為（）；加熱電壓，功率時(shí)）為參考文獻(xiàn)：黃勇明重載牽引機(jī)車轉(zhuǎn)向架技術(shù)特點(diǎn)電力機(jī)車與城軌車輛，（）：，。加熱及計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)見圖。!（上接第頁）每節(jié)機(jī)車安裝了一套相同的克諾爾型制動機(jī)。該系統(tǒng)的制動控制單元安裝在制動柜中，通過總線與實(shí)現(xiàn)制動信號的交換。機(jī)車裝備的空氣制動系統(tǒng)有個部分：（即非直接制動）可以通過電子制動閥）自動制動現(xiàn)，通過位于每個司機(jī)室后墻上的兩個按鈕控制：一個用于施加停放制動，另外一個用于緩解停

11、放制動。兩個按鈕都將讀入控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)在重聯(lián)車或遠(yuǎn)程車的停車制動的施加與緩解。如果蓄電池主開關(guān)斷開，停車制動將自動施加。為增加整列車的制動力，自動制動和機(jī)車電制動可以結(jié)合起來操作，實(shí)現(xiàn)空電混合制動。的幫助進(jìn)行電操作。它通過暫時(shí)或長時(shí)間的制動管（即列車管）排風(fēng)來對整列車施加制動。制動由空氣制動控制器（由司機(jī)在上操作）操作手柄在不同的位置決定。在自動制動期間，機(jī)車自身也將使用電制動制動。自動制動施加直到來自的電制動設(shè)定值無效。結(jié)束語首臺型機(jī)車于年月日在中國南車集團(tuán)株洲電力機(jī)車有限公司竣工下線。該車型將擔(dān)當(dāng)大秦運(yùn)煤專線萬列車的牽引任務(wù)。該車型的批量生產(chǎn)和投入使用，為中國干線重載貨運(yùn)交流傳動電力機(jī)車設(shè)計(jì)提供了一個基本平臺。）單獨(dú)制動（即直接制動）是一個基于位置的電操作制動，它可以由司機(jī)進(jìn)行操作，僅用來控制機(jī)車制動缸制動和緩解。單獨(dú)制動設(shè)計(jì)為制動總是