HXD3型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架

1、HXD3型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架鄒樂20080912HXD3型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架概述 轉(zhuǎn)向架是機(jī)車的走行部分，除了支承車體上部的重量和傳遞牽引力、制動力外，它對機(jī)車動力學(xué)性能、牽引性能和安全性能起著重要的作用。保證輪軌間必要的粘著，使輪軌接觸處產(chǎn)生必要的輪軌力保證機(jī)車正常的牽引和制動。緩和線路對機(jī)車的沖擊，保證機(jī)車運(yùn)行的平穩(wěn)性和穩(wěn)定性。保證機(jī)車順利通過曲線和側(cè)線。 本車作為重載貨運(yùn)牽引的電力機(jī)車，轉(zhuǎn)向架設(shè)計在滿足各項基本性能要求前提下，著重考慮的是機(jī)車粘著重量利用率、構(gòu)架和牽引裝置的強(qiáng)度。 本車的前、后兩個三軸轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)相同。轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對裝配、軸箱、電動機(jī)懸掛裝置、基礎(chǔ)制動裝置、支承裝配、牽引

2、裝置和附件裝配等組成（見下圖）。 關(guān)于轉(zhuǎn)向架的受力及傳遞 轉(zhuǎn)向架在運(yùn)行中主要承受三種力:縱向力,橫向力和垂向力。 縱向力主要是機(jī)車的牽引力和制動力,其傳遞途徑為：鋼軌和車輪相互作用產(chǎn)生車軸軸箱軸箱拉桿構(gòu)架牽引桿車體車鉤列車 橫向力主要是通過曲線時的離心力和橫向震動引起的附加力， 橫向力傳遞途徑為：車體橫向和搖頭止擋構(gòu)架軸箱止擋軸箱軸承車軸車輪鋼軌 垂向力是機(jī)車自身的重力和機(jī)車運(yùn)行時的垂向震動引起的附加載荷，其傳遞途徑為：車體二系彈簧構(gòu)架軸箱彈簧軸箱體軸承車軸車輪鋼軌 這三個力是轉(zhuǎn)向架設(shè)計和日常維修及故障查找檢查的依據(jù)和指導(dǎo)性線索。轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)機(jī)車軸式 C0C0機(jī)車軸重 23+2t構(gòu)造速度

3、 120km/h軌距 1435mm軸距 2250mm2000mm轉(zhuǎn)向架總重 30.1t每軸簧下重量 5.3t輪徑 1250mm（新造輪徑） 1200mm（計算輪徑） 1150mm（到限輪徑） 通過最小幾何曲線半徑 125m（機(jī)車速度5km/h） 二系支承橫向中心距 2050mm 牽引點(diǎn)距軌面高度 240mm 牽引電機(jī)懸掛方式 滾動抱軸式半懸掛 傳動比 101/21=4.8095 齒輪模數(shù) 9 彈簧懸掛裝置總靜撓度 142.1mm（軸重23t） 162.1mm（軸重25t） 一系靜撓度 49.0mm（軸重23t時） 54.7mm（軸重25t時） 二系靜撓度 93.1mm（軸重23t時） 107.

4、4mm（軸重25t時） 轉(zhuǎn)向架相對車體橫動量（自由+彈性） （20+5）mm（單邊） 構(gòu)架相對軸箱橫動量 101010 輪對相對軸箱橫動量 0150 基礎(chǔ)制動方式 輪盤制動 機(jī)車空氣制動率：25.38%（23t軸重） 停放制動：滿足30坡道停車要求（23t軸重) 制動倍率：3.23（1、6軸） 2（2、3、4、5軸） 轉(zhuǎn)向架運(yùn)用的注意事項 轉(zhuǎn)向架做為影響行車安全的重要部件在檢修和運(yùn)用中有兩項千萬要注意的: 第一是水，第二是電。 嚴(yán)禁用高壓水槍直接沖洗轉(zhuǎn)向架,特別是對著軸箱、滾動抱軸箱沖洗。 嚴(yán)禁在構(gòu)架和車體上隨意動用電焊，如果確實需要焊接零件一定要就近搭接地線。構(gòu)架 構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的重大部件之一

5、，是轉(zhuǎn)向架眾多部件聯(lián)結(jié)的機(jī)體。 構(gòu)架也是承載和傳力的基體，通過它與軸箱拉桿和一系懸掛與傳動裝置相連，傳遞車體的垂直載荷和承受輪對上傳來的作用力。機(jī)車以各種工況運(yùn)行時，它承受來自車體及其上部設(shè)備重量的垂直載荷和由于機(jī)車振動引起的垂直附加動載荷；承受機(jī)車牽引或制動時產(chǎn)生的牽引力或制動力；承受機(jī)車通過曲線時的水平橫向力和離心力等。因而它必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 構(gòu)架是由左右側(cè)梁、前后端梁、牽引橫梁、橫梁和各種附加支座等組成。每個梁組焊成封閉式的箱型結(jié)構(gòu)，構(gòu)架組焊后成框架式“目”字形結(jié)構(gòu)。構(gòu)架的檢修及維護(hù) 構(gòu)架做為一個關(guān)鍵部件，經(jīng)歷了嚴(yán)格的試驗和檢測，保證了日常免于維護(hù)，僅僅在日常輔修時進(jìn)行常規(guī)檢測

6、，大修和中修進(jìn)行焊逢的探傷檢測。 在檢修時按照每個構(gòu)架的基準(zhǔn)進(jìn)行檢測。輪對及驅(qū)動裝置 輪對及驅(qū)動裝置是轉(zhuǎn)向架最重要的關(guān)鍵件之一。機(jī)車絕大部分載荷均通過它傳遞給鋼軌，牽引電動機(jī)所產(chǎn)生的扭矩也是通過它傳至鋼軌產(chǎn)生牽引力。機(jī)車運(yùn)行時，它還承受鋼軌接頭、道岔、曲線通過和線路不平順時的垂向和水平作用力。 輪對及驅(qū)動裝置由車軸、車輪裝配、主從動齒輪、滾動抱軸箱裝配和齒輪箱裝配組成。 車輪裝配包括整體車輪和摩擦盤組裝。整體車輪采用進(jìn)口德國波鴻車輪；摩擦盤采用進(jìn)口KNORR公司標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵盤。鑄鐵摩擦盤固定螺栓的力矩是60N.M。 機(jī)車車輪采用JM3磨耗型踏面 車輪及齒輪等都是采用注油壓裝的方法 車軸材料是JZ5

7、0鋼,按照國內(nèi)成熟的設(shè)計和加工方法進(jìn)行生產(chǎn)。 驅(qū)動裝置 該車的驅(qū)動裝置采用了德國VOITH公司設(shè)計生產(chǎn)的裝置，主要包括齒輪箱、大小齒輪、抱軸箱等。 其中齒輪箱體、抱軸箱體及拆卸小齒輪的壓蓋等由我公司按照德國的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，前提是經(jīng)過德國VOITH檢測合格取得生產(chǎn)許可后進(jìn)行。 驅(qū)動裝置的主要技術(shù)參數(shù) 齒輪傳動比 101/21=4.81模數(shù): 9.0 螺旋角: 8 度 壓力角: 20 度 齒輪油牌號Mobil -Mobilube SHC 75W90LS 齒輪材料 18 CrNiMo 7-6 最大輸入速度 2,665min -1 最大啟動扭矩 12,127Nm 最大制動扭矩 10,000Nm 短路時齒輪

8、箱最大輸入扭矩（每年最多發(fā)生2次） 48,508Nm 大端抱軸承型號 M249747-M249710 小端抱軸承型號 M349547-M349510 抱軸箱尺寸：長度938 mm 直徑282 mm 抱軸箱體材料 EN-GJS-500-7U 軸承計算平均速度 80km/h 軸承計算平均扭矩 8,000Nm 軸承計算壽命300萬公里 齒輪箱重量（包括齒輪箱，抱軸箱，不包括電機(jī)，車軸，齒輪油）1,720kg 大修期2,000,000km 最大加速度 XYZ 20 g15 g50 g 手動油壓泵為油壓增效器，可以用來進(jìn)行組裝和拆裝，例如對軸的摩擦連接。 活塞泵在管路和設(shè)備上的油壓為450巴。手動油壓泵

9、可以將油壓最大增加到3000巴，并將其傳送到加工件上。 驅(qū)動裝置的維護(hù) 首次投入運(yùn)用的一個月或7500公里進(jìn)行齒輪油更換。 每個月檢查一次泄漏和螺釘聯(lián)接。 每運(yùn)行15萬公里或每年更換一次齒輪油和補(bǔ)充一次潤滑油脂。檢查抱軸箱內(nèi)的水凝結(jié)，清潔通氣器。 每200萬公里或12年進(jìn)行一次大修 。 軸箱裝配 軸箱裝配與轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架彈性相連，把機(jī)車簧上部分的重量傳遞給輪對，同時將來自輪對的牽引力、制動力、橫向力等傳遞到構(gòu)架上。軸箱采用獨(dú)立懸掛，軸箱相對構(gòu)架的上、下和橫向移動，靠軸箱彈簧、橡膠元件的彈性變形來獲得。 軸箱裝配主要由前后端蓋、軸箱體、吊鉤、整體軸承、壓蓋、接地裝置、速度傳感器、軸箱拉桿、一系彈簧

10、和橡膠減振墊、一系垂向減振器等組成。 軸箱裝配采用單拉桿與構(gòu)架相連。一系彈簧及其橡膠減振墊，配合一系垂向減振器構(gòu)成了一系懸掛系統(tǒng)。 兩個端軸的輪對相對軸箱沒有自由橫動量，中間軸的自由橫動量為15mm。這些橫動量完全是由軸箱內(nèi)的軸箱軸承提供的。該機(jī)車端軸軸箱選用了FAG801804軸承，中間軸箱選用了FAG804116，軸箱軸承經(jīng)過計算都有近300萬公里的壽命。 需要注意的是FAG804116因為橫動量大需要在機(jī)車每運(yùn)行二十萬公里進(jìn)行150克的油脂補(bǔ)充。 油脂型號：FAG L222 加脂方式：通過外徑上的三個加脂口均勻加脂。 所有軸箱軸承運(yùn)行80萬公里或運(yùn)行5年后，軸承應(yīng)解體清洗、檢查，并重新加

11、脂，加脂量為360400克。 更換潤滑脂時，F(xiàn)AG中國有限公司將推薦性能等同的油脂牌號。軸箱檢查和拆卸注意事項 在進(jìn)行軸箱拆卸時要注意千萬要把軸箱相對構(gòu)架和機(jī)車的相對位置記錄清楚。再次組裝不要搞錯。 千萬要把彈簧下面的調(diào)整墊片的位置數(shù)量記錄清楚,再次組裝不要搞錯。 最好在機(jī)車沒有解體前就把軸箱的吊鉤螺栓拆卸下來。 軸箱拉桿的螺栓一定要用力矩緊固。司乘人員日常檢查也要對該部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查。 電動機(jī)懸掛裝置 電動機(jī)懸掛方式為滾動抱軸式半懸掛。 牽引電機(jī)一端通過滾動抱軸箱裝配支承在車軸上，另一端通過一根兩端帶橡膠關(guān)節(jié)的吊桿彈性懸掛在構(gòu)架的橫梁和后端梁上。 電動機(jī)懸掛裝置的吊桿一方面承受牽引電機(jī)的靜載

12、荷，另一方面承受牽引電機(jī)工作時產(chǎn)生的反力，同時在牽引電機(jī)工作過程中，它可以隨電機(jī)縱向和橫向自由擺動，并且橡膠關(guān)節(jié)可以衰減牽引電機(jī)傳給構(gòu)架的振動。 電動機(jī)懸掛裝置是由牽引電機(jī)、吊桿等組成。 基礎(chǔ)制動裝置 基礎(chǔ)制動裝置是執(zhí)行對運(yùn)行中的機(jī)車減速和停車的一種裝置。 本車采用的是輪盤制動方式，每個車輪安裝一套獨(dú)立的單元制動器，其中每個轉(zhuǎn)向架有二套單元制動器帶有彈簧停車儲能制動，安裝在第一軸車輪上。 當(dāng)機(jī)車制動時，制動單元得到壓縮空氣，通過制動缸鞲鞴推動卡鉗，通過閘瓦，壓力作用到安裝在車輪輻板的摩擦盤上，使閘瓦與摩擦盤間產(chǎn)生摩擦，消耗功率，將動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌l(fā)掉，從而使機(jī)車達(dá)到減速或停車的目的。 進(jìn)行制動

13、時，制動缸被充氣，同時閘瓦（閘片支架和閘片）被推到制動盤上。隨著閘片的推動，制動力逐漸增加。 排空制動缸，釋放閘片。制動缸中的返回的彈簧將閘板杠桿推致釋放位置。 排空彈簧制動器，使用停車制動。彈簧制動器彈簧的力將閘瓦推到制動盤上。 空氣充滿彈簧制動器（釋放壓力），釋放停車制動。執(zhí)行器的彈簧拉緊時，制動杠桿達(dá)到釋放位置。沒有釋放壓力時，停車閘可以通過機(jī)械的緊急釋放齒輪手動釋放（例，在不發(fā)動車輛的情況下拖車）。 支承裝置 支承裝置又稱二系懸掛系統(tǒng)。 本車的支承裝置是由高圓彈簧與二系垂向減振器和橫向布置的抗蛇行減振器組成。 每個轉(zhuǎn)向架上有兩組高圓簧(每組三個)布置在左右側(cè)架中央部分。 兩個垂向減振器

14、和兩個抗蛇行減振器，布置如下圖。 高圓彈簧支承著機(jī)車上部結(jié)構(gòu)重量，并均勻地分配到轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。 當(dāng)機(jī)車通過曲線時，它可在車體與轉(zhuǎn)向架之間產(chǎn)生相對位移，使機(jī)車順利通過曲線； 當(dāng)機(jī)車通過曲線后，它可使轉(zhuǎn)向架與車體之間快速恢復(fù)原來的平衡狀態(tài)。 垂向和抗蛇行減振器的設(shè)置可以使機(jī)車獲得良好的運(yùn)行品質(zhì)。 牽引裝置 牽引裝置是連接機(jī)車車體與轉(zhuǎn)向架的重要組成部分，其主要作用是傳遞機(jī)車的牽引力或制動力。 機(jī)車運(yùn)行時要求其不應(yīng)該存在著對運(yùn)動的約束，且能適應(yīng)機(jī)車車體與轉(zhuǎn)向架之間的各種相對運(yùn)動，其中包括：轉(zhuǎn)向架相對于車體的橫動、在水平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向架相對車體的浮沉振動、點(diǎn)頭振動及側(cè)滾振動。 控制牽引點(diǎn)高度，與一、二

15、系懸掛系統(tǒng)相配合，使?fàn)恳龝r機(jī)車的軸重轉(zhuǎn)移最小，提高機(jī)車的粘著重量利用率。 本車的牽引裝置結(jié)構(gòu)形式為推挽式中央平拉桿。主要部件包括：牽引銷座、牽引橡膠關(guān)節(jié)、托板、牽引桿等（見下圖）。 附屬裝置 HXD3機(jī)車轉(zhuǎn)向架的附屬裝置包括：轉(zhuǎn)向架的配屬管路、輪緣潤滑器、踏面清掃器、掃石器及撒砂裝置等部分。 轉(zhuǎn)向架的配屬管路又包括空氣管路和電器管路兩個部分?？諝夤苈穼卧苿悠鳌⑼＼囍苿悠?、踏面清掃器和撒砂裝置提供必要的空氣壓力。需要指出的是因為KNORR制動系統(tǒng)提供的防滑控制，因此每個輪對的空氣管路都是單獨(dú)控制。轉(zhuǎn)向架設(shè)備轉(zhuǎn)向架設(shè)備 電器管路為信號和砂箱加熱提供電力輪緣潤滑裝置 按照鐵道部的標(biāo)書要求，車輪輪

16、緣每萬公里磨耗量少于0.3毫米。 為了達(dá)到要求,我們安裝了濟(jì)南三新公司的干式輪緣潤滑器。 它具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，易于維護(hù)等特點(diǎn)。 踏面清掃器PX6 此部件包括一個單向作用的壓縮空氣缸和活塞和一個專門設(shè)計用來將車輪踏面弄粗糙的支持閘瓦的閘瓦托。 當(dāng)壓縮空氣充入后，閘瓦在活塞(l)作用下與車輪接觸，產(chǎn)生出必要的摩擦力。閘瓦及車輪磨損是通過調(diào)節(jié)活塞運(yùn)動修正的，使得摩擦力為常壓下的恒力。 當(dāng)氣缸排氣時，壓縮彈簧(i)將活塞牽引到其起始位置(釋放位置)。 下圖是踏面清掃器構(gòu)造的一個示意圖。 掃石器 為保證行車安全，按照中國鐵路機(jī)車設(shè)計慣例，我們在每個轉(zhuǎn)向架機(jī)車前進(jìn)方向安裝有掃石器撒砂裝置 鐵路機(jī)車上

17、的撒砂用于在啟動和制動時增加輪子與軌道間的摩擦系數(shù)。KNORR撒砂裝置是一種在一定壓力范圍下工作的氣動傳送裝置。 撒砂裝置具有以下設(shè)計特點(diǎn)： 快速簡單地整體替換撒砂裝置。 部件能夠簡單集成為一個工作裝置 裝置構(gòu)造簡單，降低了維護(hù)和徹底檢修的費(fèi)用。 下圖是砂箱的工作原理圖和實際樣圖 撒砂管加熱器 SHRV/30W撒砂管加熱器是用于鐵路機(jī)車的撒砂輪的一部分。 當(dāng)溫度在冰點(diǎn)以下時，加熱器能夠防止稍高出鐵軌的撒砂管結(jié)冰。讓雪和結(jié)冰的水飛濺出來，否則會阻塞管并使撒砂輪失效。 撒砂管加熱器基本上包括實際的撒砂管加熱器（a），固定箱（b），軟管部分（m），連接軟管（I）和管接頭（c）。機(jī)車對于用砂的要求 來自礦坑，河流和湖泊中的天然的砂子或來自天然巖石粉碎后的砂子，成份中二氧化硅的含量不少于60%，沒有金屬化合物或具有水硬性的成份。這些類型的巖石的硬度至少要達(dá)到5Mohs。沒有粘土狀，土狀或燒結(jié)劑成份及任何異物。 晶形：致密，邊緣尖銳，無規(guī)則。 對使用的砂子的尺寸有嚴(yán)格的要求： 晶體尺寸分布： 0.1毫米以下：占總質(zhì)量的0.5%以