C0-C0電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、摘要C0-C0電力機(jī)車構(gòu)架作為轉(zhuǎn)向架的主要承載部件，它不僅要支撐車體、電機(jī)和各種零部件，而且需要傳遞車體和輪對之間的橫向、垂向和縱向等各種力，其可靠性直接影響機(jī)車的性能和安全性，因此設(shè)計時不但要保證與其他部件接口形狀及尺寸準(zhǔn)確，而且需要滿足機(jī)車的動力學(xué)性能和強(qiáng)度的要求。本文通過轉(zhuǎn)向架總體結(jié)構(gòu)選型方案設(shè)計以及對構(gòu)架結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析，在滿足強(qiáng)度的要求下對構(gòu)架進(jìn)行設(shè)計。關(guān)鍵詞：C0-C0電力機(jī)車； 轉(zhuǎn)向架； 構(gòu)架； 結(jié)構(gòu)設(shè)計AbstractC0-C0 locomotive frame as the main load-bearing components of bogie, it is not onl

2、y to support the body, motor and all kinds of parts and components, but also need to pass between car body and wheels of transverse, longitudinal and vertical forces, its direct impact on the performance of locomotive reliability and security, so the design is not only to guarantee the accuracy of t

3、he interface with other parts shape and size, and need to meet the requirements of locomotive dynamic performance and strength.Based on the bogie structure type selection design and analysis of the frame structure parameters, under the request of structure strength design of architecture.Key words:

4、C0-C0 electric locomotive, Bogie, frame, The structure design目 錄第1章 緒論. . 1 1.1 國內(nèi)外C0-C0軸式機(jī)車轉(zhuǎn)向架發(fā)展現(xiàn)狀.11.2 SS9轉(zhuǎn)向架總體概述.21.3 本論文的主要工作. . .3第2章 電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)方案選型設(shè)計. 42.1 C0-C0電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架設(shè)計原則. . .42.2 轉(zhuǎn)向架的作用與組成 . . .42.2.1轉(zhuǎn)向架的基本作用及要求.42.2.2轉(zhuǎn)向架的組成.52.3 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)選型. . .52.4 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù). .62.5 本章小結(jié).7第3章 機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架相關(guān)結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計.

5、 93.1 電力機(jī)車構(gòu)架焊接結(jié)構(gòu)研究.93.1.1母材焊接性分析.93.1.2組焊工藝.93.2 彈性懸掛系統(tǒng)定位分析.123.2.1選型分析.123.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計.133.2.3參數(shù)優(yōu)化.143.2.4總結(jié).153.3 牽引電動機(jī)懸掛.153.4 電力機(jī)車制動裝置介紹及其安裝.193.4.1制動系統(tǒng)概述.203.4.2制動裝置的安裝.24第4章 機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)設(shè)計. 254.1 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架設(shè)計原則. .254.2 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的分類. .254.2.1 按設(shè)計和制造工藝分類. . .254.2.2按軸箱及其定位裝置的結(jié)構(gòu)分類.254.2.3按構(gòu)架的結(jié)構(gòu)形式分類.264.3 SS3B轉(zhuǎn)向架

6、構(gòu)架實例.264.4 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)設(shè)計. .294.4.1側(cè)梁結(jié)構(gòu).294.4.2牽引梁結(jié)構(gòu).304.4.3橫梁結(jié)構(gòu).314.4.4端梁結(jié)構(gòu).314.5 構(gòu)架結(jié)構(gòu). . .30 結(jié)論. .32 致謝. .33 參考文獻(xiàn). . .34第1章 緒論在鐵路科技突飛猛進(jìn)的今天，為了提高運(yùn)力，緩和鐵路客運(yùn)季度緊張的局面，發(fā)展高速列車已迫在眉睫，這也是鐵道部跨越式發(fā)展思路。世界上列車的最高試驗速度早在20世界90年代初就超過了500km/h，而最高運(yùn)營速度也超過了250km/h，如法國的TGV 列車在1981年開通的法國第一條高速鐵路東南線上的運(yùn)營速度達(dá)到了270km/h。以德國、法國、日本等為代表的鐵

7、路發(fā)達(dá)國家在新的世紀(jì)里紛紛將鐵路輪軌系統(tǒng)的發(fā)展作為了其國家交通發(fā)展的重要部分。由于電力牽引傳動裝置的快速發(fā)展再加上節(jié)約能源消耗和環(huán)境保護(hù)的重要性，內(nèi)燃牽引已經(jīng)不能滿足高速列車功率大、軸重輕的要求，電力機(jī)車尤其是交流傳動電力機(jī)車則成為了未來鐵路機(jī)車發(fā)展的方向。根據(jù)我過中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)，到2020年全國鐵路運(yùn)營里程將達(dá)到10萬公里，主要繁忙干線實現(xiàn)客貨分線，客運(yùn)將建立省會城市以及大中城市之間的快速客運(yùn)通道，規(guī)劃建設(shè)“四縱四橫”快速客運(yùn)通道和三個城際客運(yùn)系統(tǒng)。建設(shè)客運(yùn)專線1.2萬公里以上，客運(yùn)速度目標(biāo)達(dá)到200km/h以上。根據(jù)鐵道部跨越式發(fā)展思路，已于2007年4月18日我國鐵路進(jìn)行了第六

8、次大提速，只要干線速度達(dá)到了200km/h等級，個別區(qū)段實現(xiàn)了250km/h的速度等級。作為我國目前鐵路牽引旅客列車功率最大的電力機(jī)車，SS9電力機(jī)車已成為鐵路提速運(yùn)輸?shù)闹髁Α?.1 國內(nèi)外C0-C0軸式機(jī)車轉(zhuǎn)向架發(fā)展現(xiàn)狀從國內(nèi)機(jī)車發(fā)展歷程來看，C0-C0軸式機(jī)車轉(zhuǎn)向架主要應(yīng)用于SS3B 、SS9以及SS9G 電力機(jī)車。下面主要介紹SS9以及SS9G 型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架的詳細(xì)情況。SS9型客運(yùn)電力機(jī)車是依據(jù)鐵道部科技研究開發(fā)項目要求而設(shè)計的六軸干線客運(yùn)電力機(jī)車，它用于牽引160km/h準(zhǔn)高速旅客列車。其研制目的是加大機(jī)車功率，提高牽引力，以滿足較大坡度線路的旅客列車提速需要，該車型是韶山型電力機(jī)

9、車系列產(chǎn)品，在研制過程中堅持了簡統(tǒng)化，標(biāo)準(zhǔn)化，系列化的原則。SS9型機(jī)車是吸取了SS8型機(jī)車和SS6B 型機(jī)車的成功經(jīng)驗，并溶進(jìn)了先進(jìn)技術(shù)設(shè)計而成。第一，二臺樣機(jī)于1998年12月26日竣工完成，并交付鄭州機(jī)務(wù)段進(jìn)行考驗運(yùn)用。為了牽引秦沈線過境旅客列車需要，SS9機(jī)車投入批量生產(chǎn)，其中，SS9-00010043號機(jī)車為SS9型；2002年，株洲廠從0044號機(jī)車開始了技術(shù)改造，主要對其通風(fēng)方式，外形等方面進(jìn)行了較大改動，形成了我們常說的SS9G 機(jī)車。目前SS9和SS9G 機(jī)車總共已生產(chǎn)了100臺左右，主要配屬給沈陽鐵路局沈陽機(jī)務(wù)段和北京鐵路局北京機(jī)務(wù)段，在哈大線和秦沈線運(yùn)用。SS9和SS9G

10、 機(jī)車轉(zhuǎn)向架的主要結(jié)構(gòu)特點是：采用輪對空心軸六連桿驅(qū)動裝置，充分借鑒國產(chǎn)SS8型機(jī)車的成熟技術(shù)；二系彈簧采用高圓彈簧支承，配以垂向，橫向液壓減振器和抗蛇行液壓減振器；一系是鋼圓簧加液壓減振器結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)向架總靜撓度較大；牽引電機(jī)全懸掛；基礎(chǔ)制動裝置采用獨立單元式單側(cè)制動；停車制動采用蓄能制動；牽引方式為雙側(cè)平拉桿；轉(zhuǎn)向架還配有撒沙裝置，接地裝置，輪緣潤滑裝置，橫向和垂向止擋等附屬部件。其通過最小曲線半徑為125m （v 5km/h），一系彈簧靜撓度為54mm ，二系彈簧靜撓度為90mm ，牽引點高460mm ，機(jī)車制動率為44%，160km/h緊急制動距離1560m ，停車制動率為15.6%，車體

11、與轉(zhuǎn)向架橫向，垂向距離分別為30mm ，40mm 。其結(jié)構(gòu)大體類似SS6B 機(jī)車構(gòu)架，采用“目”字形箱形梁焊接結(jié)構(gòu)，由兩根魚腹形直側(cè)梁，兩根橫梁，兩根端梁組焊而成，整體剛度，強(qiáng)度大。該轉(zhuǎn)向架最大軸重轉(zhuǎn)移量為18.19kN ，粘著利用率為91.6%，非線形蛇行臨界速度達(dá)到300km/h，這些可以說是確保該型機(jī)車高速，平穩(wěn)運(yùn)行的充分條件。1.2 SS9轉(zhuǎn)向架總體概述（1）構(gòu)架SS9型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架由2根側(cè)梁、1根前端梁、1根后端梁、中間橫梁（一）、中間橫梁（二）和各種附加支座等組成。各梁焊裝后，構(gòu)架成“目”字形結(jié)構(gòu)。（2）軸箱軸箱裝設(shè)在車軸兩端的軸頸上，用來安裝軸承，將全部簧上載荷，包括垂直方

12、向的動載荷傳給車軸，并將來自輪對的牽引或制動力傳到轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上去。此外，它還傳遞輪對與構(gòu)架間的橫向作用力。（3）軸箱拉桿拉桿組件由橡膠和拉桿組成，橡膠硫化在拉桿上。拉桿中間為圓形，兩端成八字形，八字行面與軸箱體和構(gòu)架拉桿座凹八字面裝配，并用螺栓固定。這種結(jié)構(gòu)，其軸箱拉桿剛度可以任意調(diào)整，以滿足機(jī)車動力學(xué)性能的要求。（4）彈簧裝置彈簧裝置也稱懸掛裝置，包括彈性元件及減震器。機(jī)車動力學(xué)性能的好壞，與懸掛裝置的結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)選擇密切相關(guān)。良好的彈簧裝置，能使機(jī)車平穩(wěn)運(yùn)行，振動減?。槐Ｗo(hù)車內(nèi)各種設(shè)備免于振松、振裂、振壞；有助于減輕稱無人員的疲勞，對行車安全有積極意義。對線路來說，由于彈簧設(shè)置的緩沖作用

13、，也可減輕機(jī)車簧上部分振動對線路的沖擊破壞作用。對C0-C0軸式120KM/H機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，并對焊接構(gòu)架結(jié)構(gòu)連接形式、彈性懸掛系統(tǒng)定位結(jié)構(gòu)、電機(jī)懸掛支承、制動裝置安裝進(jìn)行重點分析。第2章 電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)方案選型設(shè)計2.1 C0-C0電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架設(shè)計原則C0-C0機(jī)車轉(zhuǎn)向架是保證列車高速運(yùn)行的關(guān)鍵部件，因此在設(shè)計機(jī)車轉(zhuǎn)向架時應(yīng)考慮一下基本原則：（1） 采用先進(jìn)的轉(zhuǎn)向架懸掛技術(shù)一系簧硬，二系簧軟；一系并聯(lián)垂向液壓減震器；二系采用高撓柔性彈簧，匹配液壓減震器實現(xiàn)垂向跟橫向軟特性，保證車輛具有良好的運(yùn)行平穩(wěn)性。合理匹配一系縱、橫向剛度參數(shù)，實現(xiàn)一系列縱向、橫向彈性參數(shù)相對獨立。

14、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，提高粘著利用率以及改善轉(zhuǎn)向架動力學(xué)性能。（2） 采用交流驅(qū)動驅(qū)動裝置交流傳動技術(shù)結(jié)合先進(jìn)的粘著利用控制技術(shù)，可以提高粘著利用率。（3） 轉(zhuǎn)向架曲線通過能力一方面，改善列車的運(yùn)行線路來提高轉(zhuǎn)向架的曲線通過性能。另一方面，通過采用磨耗形踏面、軟的二系懸掛以及抗蛇形減震器等措施對轉(zhuǎn)向架參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，在滿足機(jī)車直線運(yùn)行性能的基礎(chǔ)上較好的改善轉(zhuǎn)向架曲線通過能力。（4） 保證轉(zhuǎn)向架具有高的安全性能、可靠性和低的維修工作量。2.2.1轉(zhuǎn)向架的基本作用及要求：1. 車輛上采用轉(zhuǎn)向架是為增加車輛的載重、長度與容積，提高列車運(yùn)行速度，以滿足鐵路運(yùn)輸

15、發(fā)展的需要。2. 保證在正常運(yùn)行條件下，車體都能可靠地坐落在轉(zhuǎn)向架上，通過軸承裝置使車輪沿鋼軌的滾動轉(zhuǎn)化為車體沿線路運(yùn)行的平動。3. 支承車體，承受并傳遞從車體至輪對之間或從輪軌之間的各種載荷及作用力并使軸重均勻分配。4. 保證車輛安全運(yùn)行，能靈活地沿直線線路運(yùn)行及順利地通過曲線。5. 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)要便于彈簧減振裝置的安裝，使之具有良好的減振特性，以緩和車輛和線路之間的相互作用，減小振動和沖擊，減小動應(yīng)力，提高車輛運(yùn)行平穩(wěn)性、安全性和可靠性。6. 充分利用輪軌之間的粘著，傳遞牽引力和制動力，放大制動缸所產(chǎn)生的制動力，使車輛具有良好的制動效果，以保證在規(guī)定的距離內(nèi)停車。7. 轉(zhuǎn)向架是車輛的一個獨

16、立部件。在轉(zhuǎn)向架與車體之間盡可能減少連接件，并要求結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，以便于轉(zhuǎn)向架可單獨制造和檢修。2.2.2轉(zhuǎn)向架的組成：1. 輪對軸箱裝置：輪對沿著鋼軌滾動，除傳遞車輛重量外，還傳遞輪軌之間的各種作用力，其中包括牽引力和制動力。軸箱與軸承裝置是聯(lián)系構(gòu)架（或側(cè)架）和輪對的活動關(guān)節(jié)，使輪對的滾動轉(zhuǎn)化為構(gòu)架（或側(cè)架）、車體沿鋼軌的平動。2. 彈性懸掛裝置：為減少線路不平順和輪對運(yùn)動隊車體的各種動態(tài)影響（如垂向振動，橫向振動等），轉(zhuǎn)向架在輪對與構(gòu)架（側(cè)架）之間或構(gòu)架（側(cè)架）與車體（搖枕）之間，設(shè)有彈性懸掛裝置。前者稱為軸箱懸掛裝置（又稱第一系懸掛），后者稱為搖枕（中央）懸掛裝置（又稱第二系懸掛）。

17、3. 構(gòu)架或側(cè)架：構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)，它把轉(zhuǎn)向架各零、部件組成一個整體。所以它不僅僅承受、傳遞各種作用力及載荷，而且它的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸大小都應(yīng)滿足各零、部件的結(jié)構(gòu)、形狀及組裝的要求。4. 基礎(chǔ)制動裝置：為使運(yùn)行中的車輛能在規(guī)定的距離范圍內(nèi)停車，必須安裝制動裝置，其作用是傳遞和放大制動缸的制動力，使閘瓦與輪對之間或閘片與制動盤之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向架的內(nèi)摩擦力轉(zhuǎn)換為輪軌之間的外摩擦力（即制動力）。從而使車輛承受前進(jìn)方向的阻力，產(chǎn)生制動效果。5. 轉(zhuǎn)向架支承車體的裝置：轉(zhuǎn)向架支承車體的方式（又稱為轉(zhuǎn)向架的承載方式）不用，使得轉(zhuǎn)向架與車體相連接部分的結(jié)構(gòu)及形式也各有所異，但都應(yīng)滿足一下基本要求：安全可靠的

18、支承車體，承載并傳遞各作用力；為使車輛順利通過曲線，車體與轉(zhuǎn)向架之間應(yīng)能繞不變的旋轉(zhuǎn)中心相對轉(zhuǎn)動；為使車輛穩(wěn)定運(yùn)行，車體與轉(zhuǎn)向架之間應(yīng)具有一定的回轉(zhuǎn)阻力或阻力矩。2.3 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)選型C0-C0電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架設(shè)計為架懸式結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點如下：構(gòu)架為封閉箱形梁組成的“目”字型焊接鋼結(jié)構(gòu)，由于構(gòu)架由中間橫梁，大大提高了構(gòu)架的橫向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，同時方便實現(xiàn)驅(qū)動裝置的安裝。輪對驅(qū)動裝置有輪對軸箱、牽引電動機(jī)、齒輪傳動系統(tǒng)、空心軸套、內(nèi)箱、齒輪和軸承組成。內(nèi)空心軸為錐形套結(jié)構(gòu)，靠齒輪箱端焊有三爪傳動盤，另一端采用端齒連接的三爪傳動盤，以利于拆裝。懸掛梁和空心軸套將電機(jī)、齒輪箱的連接進(jìn)行加固，并

19、實現(xiàn)驅(qū)動單元整體吊掛在構(gòu)架上。輪對軸箱裝置由整體鋼車輪、空心車軸、鑄鋼軸箱和雙列圓柱滾子軸承單元組成。一系懸掛裝置由兩組下端加橡膠墊的螺旋鋼彈簧、一系垂向減震器和單軸箱拉桿組成。軸箱拉桿兩端裝有橡膠關(guān)節(jié)，和軸箱染黃一起實現(xiàn)軸箱定位。二系懸掛裝置由兩組下端加橡膠墊的高圓簧和各向減震器組成。構(gòu)架每側(cè)設(shè)置三組髙圓簧，垂向減震器、橫向減震器，抗蛇形減震器每側(cè)各設(shè)一個，呈斜對稱布置。牽引裝置采用推挽式低位單牽引桿，一端安裝在構(gòu)架牽引橫梁上，另一端安裝在車體牽引梁上。牽引桿兩端裝有厚橡膠層的圓橡膠套筒關(guān)節(jié)，能適應(yīng)轉(zhuǎn)向架和車體間的相對運(yùn)動，有效傳遞牽引力和制動力，并承受一定的沖擊力?；A(chǔ)制動裝置采用輪盤制動

20、方式，制動機(jī)構(gòu)采用單元制動缸和浮動夾鉗機(jī)構(gòu)，在第一、三軸位設(shè)由帶停放的單元制動器，以實現(xiàn)停放制動。轉(zhuǎn)向架上還設(shè)有速度傳感器、接地裝置、軸承溫度檢測裝置以及各方向的安全止擋等附件。2.4 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)機(jī)車軸式 C0-C0 機(jī)車軸重 25t 最高運(yùn)行速度 120Km/h 軌距 1435mm 軸距 2250+2000mm 轉(zhuǎn)向架總重 29t 每軸簧下重量 5.3t 輪徑 1250mm（新造輪徑）1200mm （半磨耗計算輪徑）1150mm （到限輪徑） 7通過最小集合曲線半徑 125m（機(jī)車速度小于等于5Km/h） 二系支承橫向中心距 2050mm 牽引點距軌面高度 240mm 牽引電機(jī)懸掛方

21、式 架懸式 傳動比 4.8 齒輪模數(shù) 12 懸掛裝置總靜撓度 152mm 一系懸掛裝置靜撓度 52.6+5.6mm 二系懸掛裝置靜撓度 92.6+1.43mm 基礎(chǔ)制動方式 輪裝式盤形制動 制動倍率 2.4 彈簧停車制動率 0.404 參數(shù)計算根據(jù)GB 146.1-1983標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路機(jī)車車輛限界要求進(jìn)行計算。轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：圖1 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)圖2.5 本章小結(jié)8本章總結(jié)了C0-C0電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架設(shè)計時應(yīng)考慮的基本原則，對轉(zhuǎn)向架進(jìn)行了方案設(shè)計，并闡述說明了轉(zhuǎn)向架各主要零部件的結(jié)構(gòu)特點及其作用。第3章 機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架相關(guān)結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計 9構(gòu)架作為機(jī)車的重要部件，是轉(zhuǎn)向架的主體。構(gòu)架將車體、

22、輪對和電機(jī)連接在一起，不僅承受上部所有設(shè)備的重量，還要傳遞牽引力和承受走行過程中的各種沖擊載荷。A 型電力機(jī)車構(gòu)架是以箱型梁為主體的全焊接結(jié)構(gòu)，構(gòu)架主要材質(zhì)為Q345E ，大部分焊縫為同種焊。接頭形式有對接接頭、角接接頭等，其中大部分接頭形式為坡口加角焊。由于構(gòu)架使用板材較厚（以15-30mm 為主）且坡口較大，故焊縫焊接量較大，所以焊接變形的趨勢也很大。而箱型梁的剛性又強(qiáng)，導(dǎo)致焊接產(chǎn)生變形后調(diào)修較為困難。構(gòu)架產(chǎn)生焊接變形的原因是由于其在焊接構(gòu)成中受熱不均，局部受熱過高從而使構(gòu)架內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的溫度場，在此溫度場的作用下構(gòu)架產(chǎn)生了不均勻的塑性變形。同時在焊縫冷卻的過程中，由于各部件之間的相互約

23、束，導(dǎo)致材料不可自由收縮，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。與構(gòu)架焊后變形一樣, 構(gòu)架組焊后內(nèi)部存在的殘余應(yīng)力對構(gòu)架的整體質(zhì)量也有很大的影響。在機(jī)械的使用過程中，發(fā)生意外破壞事故時，除材料本身的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度之外，多數(shù)是由于殘余應(yīng)力的影響造成的。殘余應(yīng)力對材料疲勞強(qiáng)度的影響也尤為重要。因此在構(gòu)架組焊工藝的制定過程中不僅要考慮如何控制焊后變形, 同時還應(yīng)考慮如何控制殘余應(yīng)力。 3.1.1 母材焊接性分析依據(jù)設(shè)計要求，此種電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架所用材料為Q345E 。材料的化學(xué)成分與機(jī)械性能見表表1 Q345E 鋼的化學(xué)成分通過對表1的數(shù)據(jù)分析可得出影響板材焊接性的主要參數(shù)：碳當(dāng)量CE 。 CE=C+(Mn/6+(Cr+

24、Mo+V/5+(Ni+Cu/15( =0.354%0.38%（1）焊接方法的選定 10電力機(jī)車構(gòu)架焊接采用的是熔化極氣體保護(hù)焊，該方法具有焊接角度靈活、焊接速度快、熔敷率高等優(yōu)點。采用80%Ar+20%CO2作為保護(hù)氣體, 有良好的焊接工藝性能，焊縫力學(xué)性能優(yōu)良。（2）焊接參數(shù)的選定若焊接參數(shù)制定不當(dāng)，會使構(gòu)架受熱不均從而產(chǎn)生焊接變形，同時產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力，退火后也會產(chǎn)生較大的焊接變形。在工藝試驗的基礎(chǔ)上，最終確定出各種板厚及焊角形式的焊接工藝參數(shù)。對于板厚大于25mm 的板材焊前須預(yù)熱至120，采用多層多道焊時，層間溫度須低于250。環(huán)境因素對焊縫質(zhì)量的影響不可忽視，若焊接后焊縫冷卻速

25、度過快則容易產(chǎn)生熱裂紋，影響焊接質(zhì)量。為了避免使用焊前預(yù)熱的方式來消除熱裂紋，就必須保證焊接作業(yè)時環(huán)境溫度達(dá)到5以上。具體焊接次序見表2-表4。表2表3表4 11（3）焊接順序選定在橫梁與側(cè)架的對接焊縫的焊接過程中，焊接順序尤為重要。要求由2名電焊工，采用對角線位置的對稱焊接。為了控制橫向尺寸，需要先焊接橫向的焊縫，焊縫會發(fā)生縱向的收縮, 橫向的尺寸就固定下來。再把構(gòu)架立起，完成縱向的焊縫。由于構(gòu)架板材較厚，且坡口很大, 所以大量焊縫需采用多層多道焊的焊接方式。為了避免局部溫度過高，產(chǎn)生殘余應(yīng)力過大，焊縫層間溫度應(yīng)控制在250以下。同時為保證生產(chǎn)效率, 在焊接側(cè)架與橫梁的對接焊縫時，先完成每條

26、焊縫在焊角高度方向的50%, 再將構(gòu)架翻轉(zhuǎn)，完成另一側(cè)焊縫的50%，如此反復(fù)直至完成全部焊縫的焊接。 （4）焊后消除應(yīng)力處理焊后采用5503h 的SR 處理（消除應(yīng)力處理），退火可以使殘余應(yīng)力松弛、減小擴(kuò)散氫含量、消除應(yīng)變時效脆化。 （5）焊后變形矯正構(gòu)架焊后變形的矯正工序是在制造過程中必不可少的，焊接變形的矯正措施主要包括機(jī)械矯正、火焰矯正及兩者同時運(yùn)用。采用二者并用的方式對構(gòu)架進(jìn)行焊后變形矯正。機(jī)械矯正主要針對大范圍變形及扭曲變形等。對于小范圍變形如蓋板與立板焊接中產(chǎn)生的蓋板邊緣變形等采取火焰矯正, 即對部件進(jìn)行局部加熱，在高溫處材料的膨脹受到本身的剛性約束，產(chǎn)生局部塑性變形，冷卻后收縮，

27、抵消了焊后在該處部位的伸長變形，達(dá)到矯正目的。車輛在軌道上運(yùn)行時，將伴隨產(chǎn)生復(fù)雜的振動現(xiàn)象。為了減少有害的車輛沖動，車輛必須設(shè)有緩和沖動和衰減振動的裝置，即彈簧減振裝置。車輛上采用的彈簧減振裝置，按其主要作用的不同，大體上可分為三類：一類是主要起緩和沖動的彈簧裝置，如中央及軸箱的螺旋圓彈簧；二類是主要起衰減振動的減振裝置，如垂向、橫向減振器；三類是主要起定位作用的定位裝置，如軸箱輪對縱、橫方向的彈性定位裝置，搖動臺的橫向止擋或者縱向牽引拉桿。上述各類裝置在車輛振動系統(tǒng)中又稱為彈性懸掛裝置。這些裝置對車輛運(yùn)行是否平穩(wěn)，能否順利通過曲線并保證車輛安全運(yùn)行，都起著重要作用，故應(yīng)合理的設(shè)計其結(jié)構(gòu)，選擇

28、適宜的各個參數(shù)。為保證機(jī)車具有良好的運(yùn)行品質(zhì)和高可靠性，在軸箱與構(gòu)架之間設(shè)置一系懸掛系統(tǒng)，在車體與轉(zhuǎn)向架之間設(shè)置二系懸掛系統(tǒng)。這種兩系彈性懸掛結(jié)構(gòu)可以減小懸掛系統(tǒng)垂向合成剛度，增大機(jī)車總靜撓度，從而改善機(jī)車的運(yùn)行平穩(wěn)性，減少對線路的動作用力。（1）可選方案簡介對于電力機(jī)車，目前一系懸系統(tǒng)基本上有兩種主要結(jié)構(gòu)，一種雙拉桿、上彈簧結(jié)構(gòu)，另一種是單拉桿、雙彈簧的結(jié)構(gòu)形式。對于前者，主要通過鋼彈簧提供一系懸掛的垂向剛度，雙拉桿提供縱向和橫向剛度，該結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)較寬范圍的橫向剛度要求；而對于后者，結(jié)構(gòu)較簡單，一系懸掛的垂向和橫向剛度主要靠鋼彈簧提供，縱向剛度主要由單位拉桿提供。國內(nèi)外運(yùn)用經(jīng)驗表明：一系懸

29、掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定需要具備系統(tǒng)的觀點，恰當(dāng)?shù)囊幌祽覓靺?shù)需要以準(zhǔn)確的動力學(xué)計算分析為依據(jù)。（2）方案的選擇一系懸掛系統(tǒng)的特性參數(shù)需要滿足機(jī)車動力學(xué)性能的要求，對于一系懸掛，當(dāng)輪對定位采用單位拉桿加雙彈簧的結(jié)構(gòu)時，一系懸掛系統(tǒng)的縱向剛度主要由軸箱拉桿保證，垂向剛度和橫向剛度主要由圓彈簧保證，其結(jié)構(gòu)簡單，且可實現(xiàn)一系縱向、橫向剛度的相對獨立，可根據(jù)設(shè)計需要方便準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)縱、橫向剛度打的比例，使垂橫向剛度解耦，這對于高速動力轉(zhuǎn)向架是十分重要的。一系懸掛還要滿足驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)動的需求。由于轉(zhuǎn)向架驅(qū)動系統(tǒng)采用了輪對空心軸機(jī)構(gòu)和電機(jī)彈性架懸結(jié)構(gòu)，為滿足空心軸機(jī)構(gòu)正常工作，受空心軸與相鄰部件之間運(yùn)動間隙的限制及受

30、橫向定位剛度的限制，因此一系懸掛系統(tǒng)垂向剛度不能做的太小。鑒于上述原因，結(jié)合國內(nèi)外該速度等級機(jī)車應(yīng)用經(jīng)驗，一系懸掛垂向要“硬”，所以一系懸掛喜用選用了單拉桿加雙彈簧的結(jié)構(gòu)形式。3.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計一系懸掛系統(tǒng)采用單位拉桿加雙彈簧的結(jié)構(gòu)形式，雙螺旋鋼制圓彈簧作為承載體，被分別安裝在軸箱體的兩側(cè)；軸箱與構(gòu)架之間設(shè)置有一根軸箱拉桿，其兩端采用彈性橡膠關(guān)節(jié)，機(jī)車運(yùn)行時，軸箱拉桿起到傳遞牽引力和制動力等縱向力的作用。為了改善螺旋圓彈簧的運(yùn)用工況，降低其動載荷下的工作應(yīng)力，在圓彈簧下方還設(shè)置了橡膠墊，該橡膠墊還可以防止電流直接通過軸箱軸承而電蝕。另外，由于彈簧是一種幾乎無阻尼的彈性元件，要使這種結(jié)構(gòu)能確保

31、機(jī)車具有良好的走形性能，尤其是高速時的穩(wěn)定性能，還在每軸箱垂向并聯(lián)了一個油壓減震器，以達(dá)到衰減振動的目的。整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 一系懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計還考慮了輪對在構(gòu)架下的所有運(yùn)動，在每軸箱位設(shè)有垂向、橫向限位系統(tǒng)，垂向止擋間隙為25mm ，橫向止擋間隙為8mm ，垂向和橫向運(yùn)動被限制在止擋之內(nèi)，限位的設(shè)計滿足空心軸機(jī)構(gòu)工作運(yùn)動間隙要求。為獲得良好的動力學(xué)性能，彈簧制造時表明了其橫向自由偏移的方向，在組裝彈簧時按橫向自由偏移的要求進(jìn)行。這樣保證了機(jī)車簧上載荷在一系懸掛系統(tǒng)內(nèi)部的均勻分布，保證懸掛彈簧處于良好的組裝狀態(tài)，更好的保證機(jī)車優(yōu)良的動力學(xué)運(yùn)行品質(zhì)。以提高機(jī)車運(yùn)動穩(wěn)定性為目的，對

32、一系懸掛系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。運(yùn)行穩(wěn)定性的主要指標(biāo)為臨界速度，分析時兼顧機(jī)車其他性能，如曲線通過及牽引性能等。（1）一系縱向剛度對運(yùn)動穩(wěn)定性的影響圖2給出了一系懸掛縱向剛度對機(jī)車臨界速度的影響。由圖2可見，當(dāng)一系縱向剛度值小于10MN/m時。機(jī)車臨界速度隨著剛度值的增加而增加，并且增長幅度非常明顯，剛度值為10MN/m時，機(jī)車臨界速度超過了350Km/h。當(dāng)剛度值大于10MN/m后，隨著剛度值的增大，機(jī)車臨界速度反而降低，且降低幅度較前者增加幅度要平緩的多，尤其在剛度值大于20MN/m之后變化甚微。因此，一系縱向剛度值取10MN/m左右時，機(jī)車運(yùn)動穩(wěn)定性最佳，但是，相對于120Km/h的電力

33、機(jī)車，一系彈簧縱向剛度值對運(yùn)動穩(wěn)定性的影響不大。 圖2 臨界速度隨一系縱向剛度變化（2）一系橫向剛度對運(yùn)動穩(wěn)定性的影響圖3給出了一系懸掛橫向剛度對臨界速度的影響。從圖3可以看出，隨著一系懸掛橫向剛度的增大，機(jī)車運(yùn)動穩(wěn)定性也得到改善。同時，當(dāng)橫向剛度值小于5MN/m時，隨橫向剛度的增加。機(jī)車臨界速度增長幅度較大，而當(dāng)橫向剛度大于5MN/m時，機(jī)車臨界速度隨橫向剛度增加而增長的幅度較為平緩。另一方面，橫向剛度的增大將對機(jī)車曲線通過性能不利，根據(jù)120Km/h的電力機(jī)車運(yùn)行穩(wěn)定性來看，一系懸掛橫向剛度取2MN/m時，橫向性能已經(jīng)滿足該速度下的運(yùn)行平穩(wěn)性。 圖3臨界速度隨一系橫向剛度變化從上述的分析可

34、知：一系懸掛系統(tǒng)選用單位拉桿加雙彈簧的結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)向架一系懸掛系統(tǒng)的縱向剛度由軸箱拉桿保證，軸箱拉桿能夠?qū)崿F(xiàn)較大的縱向剛度，這有利于保證驅(qū)動能力，提高粘著利用，同時也保證了機(jī)車運(yùn)行的臨界速度；垂向剛度和橫向剛度由圓彈簧保證，這兩個剛度參數(shù)是相關(guān)聯(lián)的，通過動力學(xué)仿真分析對其進(jìn)行合理優(yōu)化，這樣，一系懸掛的縱向剛度和橫向剛度分別得到保證，使機(jī)車具有良好的動力學(xué)性能。3.3 牽引電動機(jī)懸掛牽引電動機(jī)在機(jī)車上的安裝，一般都采用彈簧懸掛的安裝方法，以減小動作用力對電機(jī)和線路的破壞作用。所以通常把牽引電動機(jī)在機(jī)車上的安裝稱為點擊懸掛。牽引電動機(jī)輸出的功率和轉(zhuǎn)矩，必須傳遞到機(jī)車的輪軸上，才能發(fā)揮其牽引作用。傳

35、動裝置就是實現(xiàn)電機(jī)到輪軸功率、轉(zhuǎn)矩傳遞的裝置。點擊懸掛方式和傳動裝置，有著不可分割的關(guān)系。不同的點擊懸掛方式，傳動裝置也就不同。牽引電動機(jī)的懸掛方式大致可分為軸懸式、架懸式、體懸掛3大類。軸懸式又稱為半懸掛式，架懸式和體懸掛又稱為全懸掛式。牽引電動機(jī)的安裝方式，包括牽引電動機(jī)架懸式和體懸式兩類，把牽引電動機(jī)懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，位于一系懸掛之上，二系懸掛之下，稱為架懸式；把牽引電動機(jī)裝在車體底部，位于二系懸掛之上，稱為體懸式。牽引電動機(jī)架懸式，廣泛應(yīng)用于世界各國速度較高的機(jī)車和動車上，其主要特點是將牽引電動機(jī)固裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，因此牽引電動機(jī)全部質(zhì)量等于簧上質(zhì)量。牽引電動機(jī)輸出軸與輪對之間的驅(qū)動

36、裝置需要采用能適應(yīng)各方向相對位移的彈性聯(lián)軸器作為中間聯(lián)接裝置并傳遞扭矩。彈性聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上可以采用彈性元件（鋼彈簧或橡膠塊）, 也可以采用具有橡膠襯套的連桿關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。牽引電動機(jī)架懸式的優(yōu)點是：牽引電動機(jī)全部是簧上質(zhì)量，因而簧下質(zhì)量較小，輪軌垂向動荷載較小，有利于高速運(yùn)行。因線路不平順和輪軌沖擊所引起的輪對垂向和橫向加速度，不會直接傳到牽引電動機(jī)和牽引齒輪副，例如當(dāng)車輪的垂向加速度為10g 時，牽引電動機(jī)的垂向加速度只有0.5g ，牽引電動機(jī)及牽引齒輪副的工作條件大為改善，故障率減少，工作壽命延長。機(jī)車速度愈高，上述優(yōu)點愈明顯。通常認(rèn)為，機(jī)車最大運(yùn)用速度超過120km/h就應(yīng)采用牽引電動機(jī)架懸式

37、。架懸式驅(qū)動機(jī)構(gòu)，按彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和布置方式不同，可分為電機(jī)空心軸驅(qū)動裝置和輪對空心軸驅(qū)動裝置兩大類。電機(jī)空心軸驅(qū)動裝置，特點是牽引電動機(jī)固裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，而牽引齒輪箱是軸懸的。牽引電動機(jī)的電樞軸是空心的，傳遞扭矩的丑軸從空心電樞軸中穿過。牽引電動機(jī)空心電樞軸的輸出超矩，經(jīng)齒形聯(lián)結(jié)器、扭軸、彈性聯(lián)軸器、小齒輪、大齒輪驅(qū)動輪對轉(zhuǎn)動。扭桿端的齒形聯(lián)結(jié)器和扭軸與空心電樞軸之間的間隙，允許扭桿傾斜，以適應(yīng)牽引電動機(jī)與輪對之間各個方向的相對位移。見圖1 圖1 電機(jī)空心軸驅(qū)動裝置示意圖1輪對；2齒輪箱；3小齒輪；4彈性聯(lián)軸器；5牽引電動機(jī)；6扭軸；7齒形聯(lián)結(jié)器。此處的牽引齒輪箱是承載部件, 比較重。小

38、齒輪軸用軸承支承在齒輪箱上，齒輪箱的一端用滾動抱軸承支承在車軸上，另一端彈性吊掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。大齒輪固裝在車軸上。大齒輪的全部質(zhì)量和齒輪箱約2/3的質(zhì)量由車軸支承，為簧下質(zhì)量，小齒輪的全部質(zhì)量和齒輪箱約1/3的質(zhì)量為簧上質(zhì)量。電機(jī)空心軸驅(qū)動裝置布置緊湊、尺寸小、重量輕，其缺點是簧下質(zhì)量較大、牽引電動機(jī)長度縮短，對提高功率不利。另外，整個傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度較小，如果各彈性元件的剛度選擇及匹配不恰當(dāng)，會使輪軌間的黏滑振動增大，容易誘發(fā)空轉(zhuǎn)，影響機(jī)車黏著牽引力的正常發(fā)揮。輪對空心軸驅(qū)動裝置，特點是大齒輪用滾動軸承支承在空心軸套上，而空心軸套緊固在牽引電動機(jī)的機(jī)體上。在空心軸套內(nèi)又貫穿一根空心軸，包

39、在車軸外面，此空心軸是轉(zhuǎn)動的，用來傳遞牽引電動機(jī)的扭矩?？招妮S是一端通過連接盤、彈性元件與大齒輪相一端通過連接盤、彈性元件與大齒輪相連。另一端通過連接盤、彈性元件與輪心相連。牽引電動機(jī)扭拒由小齒輪、大齒輪，經(jīng)彈性元件、空心軸，傳至空心軸另一端的彈性元件，傳遞給車輪，再經(jīng)車軸傳至另一側(cè)的車輪。這種驅(qū)動裝置稱為輪對空心軸兩級彈性驅(qū)動裝置。見圖2。 圖2 輪對空心軸驅(qū)動裝置示意圖1彈性元件；2空心軸；3輪對；4軸承；5牽引齒輪；6牽引電動機(jī)；7空心軸套。中國的東風(fēng)11 型客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車、韶山8型客運(yùn)電力機(jī)車等采用這種裝置。空心軸兩端的彈性元件為彈性六連桿機(jī)構(gòu)，分別與大齒輪及輪心相連，用來傳遞扭矩，并且

40、有良好的運(yùn)動學(xué)性能。輪對空心軸兩級彈性驅(qū)動裝置的優(yōu)點是：簧下質(zhì)量輕，輪對與牽引電動機(jī)之間得到兩級彈性隔離，因此有較好的動力學(xué)性能，彈性六連桿機(jī)構(gòu)的徑向剛度很大，與車軸保持同心，不產(chǎn)生離心力而形成附加載荷和應(yīng)力。其缺點是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。牽引電動機(jī)體懸式，高速動車組的最高運(yùn)行速度為200 km/h350 km/h，當(dāng)動車組為動力集中式時，即動車組的兩端為動力車，中間為拖車，則動力車的功率較大，牽引電動機(jī)較大、輕重。如果把牽引電動機(jī)置于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，則轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量增大，難于保證高速時轉(zhuǎn)向架的蛇行穩(wěn)定性。此時，必須把牽引電動機(jī)懸掛在車體的底部，使其成為二系簧以上的質(zhì)量，這就稱為牽引電動機(jī)體懸式

41、。與架懸式相比，體懸式轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量大為減小，高速時轉(zhuǎn)向架的蛇行穩(wěn)定性較好。當(dāng)速動車組為動力分散式時，即動車組中有多輛動車，則每輛動車的功率較小，牽引電動機(jī)較小、較輕，則不一定要采用牽引電動機(jī)體懸式，有可能仍采用結(jié)構(gòu)較簡單的牽引電動機(jī)架懸式，高速時轉(zhuǎn)向架的蛇行穩(wěn)定性仍可得到保證。牽引電動機(jī)體懸式驅(qū)動裝置，牽引電動機(jī)懸掛在車體上，其輸出扭矩通過齒輪箱（裝在車體上）、萬向軸、小齒輪、大齒輪傳至輪對。牽引電動機(jī)體懸式驅(qū)動裝置必須適應(yīng)車體與轉(zhuǎn)向架之間的相對運(yùn)動以及轉(zhuǎn)向架與輪對之間的相對運(yùn)動。圖3 中的關(guān)鍵部件關(guān)節(jié)聯(lián)軸器就是用來適應(yīng)車體與輪對之間的相對運(yùn)動的，包括垂向、橫向及各個回轉(zhuǎn)方向的相對位

42、移。傳遞扭矩的萬向軸的長度必須能夠靈活伸縮，以適應(yīng)車體與輪對之間較大的相對運(yùn)動。 牽引電動機(jī)半體懸式 牽引電動機(jī)體懸式的另一種形式。牽引電動機(jī)的一端與車體相聯(lián)接，另一端吊掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。牽引電動機(jī)輸出扭矩通過輪對空心軸兩級彈性驅(qū)動裝置傳至輪對。牽引電動機(jī)及驅(qū)動裝置的大部分質(zhì)量由車體承擔(dān)，小部分質(zhì)量由轉(zhuǎn)向架承擔(dān)。這種裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其動力學(xué)性能與體懸式接近。 圖3 牽引電動機(jī)體懸式驅(qū)動示意圖綜上所述，電力機(jī)車在120KM/h運(yùn)行情況下，為保證機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)，故選擇架懸式懸掛電機(jī)能夠保證機(jī)車運(yùn)行的各項性能。C0-C0電力機(jī)車一般采用電氣制動方式制動。電氣制動是動力制動的一種，而動力制動是指利用動力傳

43、動系統(tǒng)（裝置）或其一部分產(chǎn)生制動力的制動方式。在液力傳動內(nèi)燃機(jī)車或動車組上，利用液力傳動裝置的液力變矩器渦輪反轉(zhuǎn)（或利用液力制動器）產(chǎn)生制動力被稱為液力制動；在采用電力傳動裝置產(chǎn)生制動力的動力制動方式稱為電氣制動。電制動特性是指按預(yù)定控制規(guī)律實現(xiàn)的電制動力隨列車速度變化的特性。根據(jù)電制動速度范圍、制動功率、電空復(fù)合制動調(diào)節(jié)要求，電制動力可以調(diào)節(jié)撐等制動功率或等制動力兩種特性，在等制動功率特性下，在中高速范圍內(nèi)制動力隨速度降低而增大，制動力與速度乘積等于制動功率，在低速下受最大制動電流和輪軌黏著限制，取不隨速度變化的等制動力特性；在等制動力特性中，在整個速度范圍內(nèi)制動力保持不變，但制動力的大小受

44、牽引電機(jī)制動功率和制動電流的限制。列車制動工況所需要的制動力特性與牽引特性相似，一般希望在高速度下制動力要小，以充分利用輪軌黏著，隨著速度的降低，希望制動力越來越大，以滿足制動距離、制動平均減速度的要求。由以上兩種特性可以看出，等制動功率特性可以獨立使用或與具有等制動力的其他制動方式復(fù)合成所要求的制動特性；等制動力特性一般不適合獨立承擔(dān)制動減速的要求，而要與具有等制動功率特性的其他制動方式復(fù)合使用，才能較好的與輪軌間的黏著關(guān)系相適應(yīng)。在空電復(fù)合制動模式下，電制動力可以實時調(diào)整為所需大小，而不按預(yù)定規(guī)律調(diào)整；在等速模式下，電制動力根據(jù)目標(biāo)速度控制指令系統(tǒng)給出的減速要求，實時調(diào)節(jié)制動力的大小。用來

45、控制機(jī)車車輛速度或使之停車的裝置統(tǒng)稱為制動系統(tǒng)。它由機(jī)車制動裝置和車輛制動裝置組成。當(dāng)前在鐵路機(jī)車車輛牽引傳動和制動系統(tǒng)中，采用了機(jī)械、電氣、空氣、和液壓等技術(shù)來傳遞各種作用力和能量列車制動裝置，通常包括風(fēng)源及其凈化裝置。制動裝置一般可分為兩大組成部分：1.制動機(jī)產(chǎn)生制動原動力并進(jìn)行操縱和控制的部分。2. 基礎(chǔ)制動裝置傳送制動原動力并產(chǎn)生制動力的部分。列車制動在操縱上按用途可分為兩種。1. 常用制動正常情況下為調(diào)節(jié)或控制列車速度，包括進(jìn)站停車所實行的制動。其特點是作用比較緩和而且制動力可以調(diào)節(jié)，通常只用列車制動能力的20%-80%，多數(shù)情況下只用50%左右。2. 緊急制動緊急情況下為使列車盡快

46、停住為實行的制動（在我國，也稱“非常制動”），其特點是作用比較迅猛，而且要把列車制動能力全部用上。從司機(jī)實施制動（將制動手柄移至制動位）的瞬間起，到列車速度降為0的瞬間止。列車所駛過的距離，稱為列車的“制動距離”。這是綜合反映列車制動裝置的性能和實際制動效果的主要技術(shù)指標(biāo)。閘瓦制動，又稱踏面制動，是自有鐵路以來使用最廣泛的一種制動方式。它用鑄鐵或其他材料制成的瓦狀制動塊（閘瓦）緊壓滾動著的車輪踏面，通過閘瓦與車輪踏面的機(jī)械摩擦將列車的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，消散于大氣，并產(chǎn)生制動力。其他制動方式除閘瓦制動外，鐵路機(jī)車車輛還有一些其他制動方式。1. 盤形制動盤形制動（摩擦式圓盤制動）是在車軸上或在車輪輻

47、板側(cè)面裝上制動盤，一般為鑄鐵圓盤，用制動夾鉗使合成材料制成的兩個閘片緊壓制動盤側(cè)面，通過摩擦產(chǎn)生制動力，把列車動能轉(zhuǎn)變成熱能，消散于大氣。與閘瓦制動相比，盤形制動有下列主要優(yōu)點：（1）可以大大減輕車輪踏面的熱負(fù)荷和機(jī)械磨耗。（2）可按制動要求選擇最佳“摩擦副”（采用閘瓦制動時，作為“摩擦副”一方的車輪的構(gòu)造和材質(zhì)不能根據(jù)制動的要求來選擇），盤形制動的制動盤可以設(shè)計成帶散熱筋的，旋轉(zhuǎn)時它具有半強(qiáng)迫通風(fēng)的作用，以改善散熱性能，為采用摩擦性能較好的合成材料閘片創(chuàng)造了有利的條件，適宜于高速列車。（3）制動平穩(wěn)，幾乎沒有噪聲。但是，盤形制動也有它不足之處：（1）車輪踏面沒有閘瓦的磨刮，輪軌粘著將惡化，所

48、以，還要考慮加裝踏面清掃器（或稱清掃閘瓦），或采用以盤形為主、盤形加閘瓦的混合制動方式，否則，即使有防滑器，制動距離也比閘瓦制動要長。（2）制動盤使簧下重量及其引起的沖擊振動增大，運(yùn)行中還要消耗牽引功率。2. 磁軌制動磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）是在轉(zhuǎn)向架的兩個側(cè)架下面，在同側(cè)的兩個車輪之間，各安置一個制動用的電磁鐵（或稱電磁靴），制動時將它放下并利用電磁吸力緊壓鋼軌，通過電磁鐵上的磨耗板與鋼軌之間的滑動摩擦產(chǎn)生制動力，并把列車動能變?yōu)闊崮?，消散于大氣。與閘瓦和盤形制動相比，磁軌制動的優(yōu)點是，它的制動力不是通過輪軌粘著產(chǎn)生的，自然也不受該粘著的限制。高速列車加上它，就可以在粘著力以外再獲得一

49、份制動力，使制動距離不致于太長。磁軌制動的不足之處是，它是靠滑動摩擦來產(chǎn)生制動力的，電磁鐵要磨耗，鋼軌的磨耗也要增大，而且，滑動摩擦力無論如何也沒有粘著力大。所以，磁軌制動只能作為緊急制動時的一種輔助的制動方式，用于粘著力不能滿足緊急制動距離要求的高速列車上，在施行緊急制動時與閘瓦（或盤形）制動一起發(fā)揮作用。3. 軌道渦流制動軌道渦流制動又稱線性渦流制動或渦流式軌道電磁制動。它與上述磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）很相似，也是把電磁鐵懸掛在轉(zhuǎn)向架側(cè)架下面同側(cè)的兩個車輪之間。不同的是，軌道渦流制動的電磁鐵在制動時只放下到離軌面幾毫米處而不與鋼軌接觸。它是利用電磁鐵和鋼軌的相對運(yùn)動使鋼軌感應(yīng)出渦流，

50、產(chǎn)生電磁吸力作為制動力，并把列車動能變?yōu)闊崮芟⒂诖髿?。軌道渦流制動既不通過輪軌粘著（不受其限制），也沒有磨耗問題。但是，它消耗電能太多，約為磁軌制動的10倍，電磁鐵發(fā)熱也很厲害，所以，它也只是作為高速列車緊急制動時的一種輔助制動方式。4. 旋轉(zhuǎn)渦流制動旋轉(zhuǎn)渦流制動（渦流式圓盤制動）是在牽引電動機(jī)軸上裝金屬盤，制動時金屬盤在電磁鐵形成的磁場中旋轉(zhuǎn)，盤的表面被感應(yīng)出渦流，產(chǎn)生電磁吸力，并發(fā)熱消散于大氣，從而產(chǎn)生制動作用。與盤形制動（摩擦式圓盤制動）相比，旋轉(zhuǎn)渦流制動（渦流式圓盤制動）的圓盤雖然沒有裝在輪對上，但同樣要通過輪軌粘著才能產(chǎn)生制動力，也要受粘著限制。而且，與軌道渦流制動相似，旋轉(zhuǎn)渦流制

51、動消耗的電能也太多。5. 電阻制動電阻制動廣泛用于電力機(jī)車、電動車組和電傳動內(nèi)燃機(jī)車。它是在制動時將原來驅(qū)動輪對的自勵的牽引電動機(jī)改變?yōu)樗麆畎l(fā)電機(jī)，由輪對帶動它發(fā)電，并將電流通往專門設(shè)置的電阻器，采用強(qiáng)迫通風(fēng)，使電阻發(fā)生的熱量消散于大氣，從而產(chǎn)生制動作用。6. 再生制動與電阻制動相似，再生制動也是將牽引電動機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)。不同的是，它將電能反饋回電網(wǎng)，使本來由電能或位能變成的列車動能獲得再生，而不是變成熱能消散掉。顯然，再生制動比電阻制動在經(jīng)濟(jì)上合算，但是技術(shù)上比較復(fù)雜，而且它只能用于由電網(wǎng)供電的電力機(jī)車和電動車組，反饋回電網(wǎng)的電能要馬上由正在牽引運(yùn)行的電力機(jī)車或電動車組接收和利用。上述各種制動

52、方式中，除磁軌制動和軌道渦流制動外，都要通過輪軌粘著來產(chǎn)生制動力并受粘著限制，所以習(xí)慣上統(tǒng)稱為“粘著制動”，并把不通過粘著者統(tǒng)稱為“非粘（著）制動”。目前已投入實際運(yùn)用的電力制動有電阻制動、再生制動、盤形渦流制動等。由于電力制動在低速區(qū)無制動力，因此，空氣制動是必不可少的，電力制動具有不受閘瓦等摩擦系數(shù)的影響，且能大幅度降低閘瓦和車輪的磨耗的優(yōu)點。1. 電阻制動電阻制動是將牽引主電動機(jī)作為發(fā)電機(jī), 利用動能發(fā)電并將電能通過車輛上的制動電阻器轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮? 從而獲得制動力的方式“電阻制動主要由直流電動機(jī)與電阻控制裝置組成”2. 再生制動再生制動是將牽引主電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)，利用動能發(fā)電，并將電能反饋給電網(wǎng)，從而獲得制動力的方式，這種方式與電阻制動相比，可節(jié)省電能，且不需大而重的制動電阻器，再生制動采用直流電動機(jī)和斬波控制裝置的組合方式，但近年來已廣泛采用交流電動機(jī)和逆變器控制裝置的組合方式。3.