八軸機車轉(zhuǎn)向架培訓教程

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2210700028 18 1 中國北車集團大同電力機車有限責任公司 CNR DATONG ELECTRIC LOCOMOTIVE CO LTD 技 術(shù) 文 件 Technical Document 代碼 Code 代號 Symbol number 名稱 Name 2210700028 交 流 傳 動 八 軸 9600kW貨 運 電 力 機 車 轉(zhuǎn) 向 架 培 訓 教 材 更 改 記 錄 版 本 日 期 編 制 審 核 更 改 說 明 2210700028 18 2 A 2012 6 7 劉輝 張委袖 第一版 擬 制 Compiled by 質(zhì) 保 Quality Control 校 核 Checked by RAMS 審 核 Reviewed by 工 藝 Process 標 準 化 Standardizati on 主 任 設(shè) 計 Design director 批 準 Approved by 主 管 Director 版 本 Revision 目 次 第 五 章 轉(zhuǎn) 向 架 4 2210700028 18 3 第 一 節(jié) 概 述 4 1 1 轉(zhuǎn) 向 架 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 4 1 2 轉(zhuǎn) 向 架 的 受 力 及 傳 遞 5 第 二 節(jié) 構(gòu) 架 總 裝 5 第 三 節(jié) 懸 掛 裝 置 7 3 1 一 系 懸 掛 裝 配 7 3 2 二 系 懸 掛 裝 配 7 第 四 節(jié) 驅(qū) 動 軸 組 裝 8 第 五 節(jié) 驅(qū) 動 單 元 組 裝 9 5 1 齒 輪 箱 10 5 2 傳 動 齒 輪 10 5 3 齒 輪 油 11 5 4 抱 軸 箱 裝 配 11 5 5 電 機 懸 掛 裝 置 12 第 六 節(jié) 基 礎(chǔ) 制 動 裝 置 13 第 七 節(jié) 牽 引 裝 置 14 第 八 節(jié) 附 屬 裝 置 15 8 1 輪 緣 潤 滑 安 裝 15 8 2 制 動 管 路 裝 配 15 8 3 排 石 器 及 撒 砂 管 裝 配 16 8 4 其 它 附 屬 裝 置 17 2210700028 18 4 第五章 轉(zhuǎn)向架 第 一 節(jié) 概 述 交流傳動八軸 9600kW 貨運電力機車轉(zhuǎn)向架的開發(fā)是基于 HXD2 型電力機車轉(zhuǎn)向架技術(shù)平臺 按照 交 流傳動 9600kW 八軸貨運電力機車技術(shù)條件 報批稿 20110921 的要求開發(fā)的速度等級為 120km h 25t 軸重 B0 B0 式轉(zhuǎn)向架 該轉(zhuǎn)向架由驅(qū)動軸組裝 構(gòu)架總裝 驅(qū)動單元組裝 一系懸掛裝配 二系懸掛裝配 牽引裝置 基礎(chǔ) 制動裝配 輪緣潤滑器安裝 排石器和撒砂管裝配 制動管路裝配 軸端速度傳感器安裝 接地裝置安裝 牽引電機接地裝置 轉(zhuǎn)向架銘牌裝配構(gòu)成 其外形結(jié)構(gòu)如圖 5 1 所示 1 驅(qū)動軸組裝 2 構(gòu)架總裝 3 驅(qū)動單元組裝 4 一系懸掛裝配 5 二系懸掛裝配 6 牽引裝置 7 基礎(chǔ)制動裝配 8 輪緣潤滑器安裝 9 排石器和撒砂管裝配 10 制動管路裝配 11 軸端速度傳感器安裝 12 接地裝置安裝 13 牽引電機接地裝置 14 轉(zhuǎn)向架銘牌裝配 圖 5 1轉(zhuǎn)向架總裝 2210700028 18 5 1 1 轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù) 轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)見表 5 1 表 5 1 轉(zhuǎn)向架主要特性參數(shù)表 項目 參數(shù) 軸式 Bo Bo 軌距 1435 mm 軸距 2600 mm 軸重 25 t 轉(zhuǎn)向架總重 含電機 18722kg 最高運行速度 120 km h 最高試驗速度 132 km h 輪對內(nèi)側(cè)距 落車后 1353 3 mm 新輪 1250mm輪徑 全磨耗 1150 mm 傳動方式 單側(cè)直齒 齒輪傳動比 120 23 電機懸掛方式 抱軸承式彈性半懸掛 一系懸掛方式 雙軸箱拉桿 雙鋼彈簧 垂向減振器 二系懸掛方式 四個高圓簧串聯(lián)橡膠墊支撐 垂向減振器 橫向減振器 基礎(chǔ)制動方式 每轉(zhuǎn)向架四個踏面制動器 其中兩個帶停放制動功能 牽引方式 中間推挽式斜牽引桿 輪緣潤滑裝置 油氣式潤滑 一系垂向止擋間隙 落車后 25 mm 二系垂向止擋間隙 落車后 35 二系橫向止擋間隙 落車后 20 自由 40 彈性 搖頭止擋間隙 落車后 80 mm 通過最小曲線半徑 5km h 以下速度 125 m 1 2 轉(zhuǎn)向架的受力及傳遞 轉(zhuǎn)向架在運行中主要承受縱向力 橫向力和垂向力 垂向力包括了機車自重和機車運行時的垂向振動引起的附加載荷 其傳遞途徑為 車體 二系橡膠墊 二系懸掛彈簧 構(gòu)架 一系懸掛彈簧 軸箱體 軸箱軸承 車軸 車輪 鋼軌 縱向力包括了機車的牽引力和制動力 其傳遞途徑為 鋼軌和車輪相互作用力 車軸 軸箱軸承 軸 箱體 軸箱拉桿 構(gòu)架 牽引桿 車體 車鉤 列車 橫向力包括了機車通過曲線時的離心力和橫向振動引起的附加力 傳遞途徑為 車體 二系懸掛彈簧 構(gòu)架 一系懸掛彈簧和軸箱拉桿 軸箱體 軸箱軸承 車軸 車輪 鋼軌 第 二 節(jié) 構(gòu) 架 總 裝 構(gòu)架總裝為 日 字型結(jié)構(gòu) 由構(gòu)架和中間橫梁裝配而成 中間橫梁與構(gòu)架用螺栓聯(lián)結(jié) 如圖 5 2 和 5 3 所示 構(gòu)架為 口 字型結(jié)構(gòu) 由兩個對稱的側(cè)梁和兩個端部橫梁 前端梁及牽引端梁 焊接而成 2210700028 18 6 各梁體采用 S500MC 鋼板焊接而成 各梁體的焊接充分考慮了工藝性和結(jié)構(gòu)強度 并按照標準 UIC 615 4 采用有限元分析法進行了強度計算 保證構(gòu)架總裝在各種載荷工況下的強度和剛度 1 中間橫梁 2 側(cè)梁 3 前端梁 4 牽引端梁 圖 5 2 構(gòu)架總裝上部結(jié)構(gòu)圖 圖 5 3 構(gòu)架總裝下部結(jié)構(gòu)圖 構(gòu)架制造方面 主要焊縫采用機械手焊接 組焊后退火以消除焊接應(yīng)力 機加工后拋丸處理 采用油 1 2 2 3 4 2210700028 18 7 漆防腐保護 第 三 節(jié) 懸 掛 裝 置 轉(zhuǎn)向架懸掛裝置包括一系懸掛 二系懸掛裝置 在軸箱與構(gòu)架之間設(shè)置有一系懸掛裝置 在車體與轉(zhuǎn) 向架之間設(shè)置有二系懸掛裝置 3 1 一系懸掛裝置 一系懸掛裝置采用獨立的軸箱彈簧懸掛結(jié)構(gòu) 每軸箱位設(shè)有兩個一系懸掛彈簧 在每個彈簧的上方設(shè) 置有絕緣墊和絕緣環(huán) 軸箱兩側(cè)各安裝一個的軸箱拉桿裝置 機車運行時 軸箱拉桿用來傳遞牽引力 制 動力 另外 為了達到衰減和吸收振動的目的 在每軸箱位安裝有一個一系垂向減振器 如圖 5 4 所示 1 一系懸掛彈簧 2 軸箱拉桿 3 一系垂向減振器 4 起吊環(huán) 5 軸箱 6 絕緣墊和絕緣環(huán) 圖 5 4 每軸箱位一系懸掛裝配結(jié)構(gòu) 在軸箱處設(shè)有垂向限位裝置 垂向運動被限制在兩止擋之間 一系垂向止擋間隙為 25mm 3 2 二系懸掛裝置 二系懸掛裝置由四組二系懸掛彈簧串聯(lián)橡膠墊作為承載體 同時在構(gòu)架與車體間設(shè)置二系橫向減振器 二系垂向減振器以衰減車體與構(gòu)架之間產(chǎn)生的垂向和橫向振動 如圖 5 5 所示 每個轉(zhuǎn)向架有兩組二系懸掛彈簧內(nèi)置有垂向運動限位裝置 垂向止擋間隙為 35mm 在車體底架和構(gòu) 架橫梁間裝有橫向運動限位裝置 橫向止檔自由間隙為 20mm 彈性壓縮量為 40mm 另外 還在車體與轉(zhuǎn) 向架的每軸位處設(shè)置有鋼性搖頭止擋 其單邊間隙為 80mm 2210700028 18 8 1 二系懸掛彈簧 2 二系橡膠墊 3 二系垂向減振器 4 橫向止擋 5 二系橫向減振器 圖 5 5 二系懸掛裝置 第 四 節(jié) 驅(qū) 動 軸 組 裝 每個轉(zhuǎn)向架包含 2 組驅(qū)動軸組裝 每組驅(qū)動軸組裝由車輪 車軸 軸箱裝配 從動齒輪和抱軸承箱裝 配等組成 如圖 5 6 所示 1 軸箱裝配 2 車輪 3 車軸 4 從動齒輪 5 抱軸承箱裝配 圖 5 6 驅(qū)動軸組裝 軸箱裝配主要由軸箱體 軸箱軸承 后蓋 前蓋 軸端壓蓋 螺栓和密封圈等組成 如圖 5 7 所示 軸箱裝配采用 O 型密封圈和密封膠分別在前蓋 后蓋處進行密封 以防止水 灰塵等雜物進入 1 2 5 4 3 2210700028 18 9 軸箱體上設(shè)有軸箱拉桿接口 一系彈簧接口 一系垂向減振器接口 軸承故障監(jiān)控裝置接口 以及掃 石器安裝接口 如圖 5 8 所示 軸箱軸承采用 7 12 的全密封圓錐滾子軸承 新造輪對軸向自由橫動量約 0 1 0 48mm 抱軸承箱裝配及從動齒輪結(jié)構(gòu)介紹見第五節(jié)驅(qū)動單元組裝 圖 5 7軸箱裝配 圖 5 8 軸箱體 第 五 節(jié) 驅(qū) 動 單 元 組 裝 該轉(zhuǎn)向架有 2 組驅(qū)動單元組裝逆置安裝 每組驅(qū)動單元組裝主要由齒輪箱 傳動齒輪 齒輪油 抱軸 承箱組裝及電機懸掛等零部件組成 如圖 5 9 所示 2210700028 18 10 1 齒輪箱 2 傳動齒輪 3 抱軸承箱裝配 4 牽引電機 5 牽引電機懸掛 圖 5 9 驅(qū)動單元組裝 齒輪傳動為一級減速圓柱直齒傳動 齒輪箱為全封閉式 它與抱軸承箱 牽引電機通過螺栓聯(lián)結(jié)成一 體 齒輪箱密封 與電機傳動端為靜密封結(jié)構(gòu) 與抱軸承箱為靜密封結(jié)構(gòu) 車輪側(cè)為動密封結(jié)構(gòu) 5 1 齒輪箱 齒輪箱采用承載式單級減速齒輪箱 其上下兩個半箱用螺栓聯(lián)結(jié) 齒輪箱中設(shè)有擋油板 油槽和回油孔 齒輪旋轉(zhuǎn)飛濺起的部分潤滑油經(jīng)油槽引流到齒側(cè)抱軸箱軸承室 和電機輸出端軸承室 滿足了軸承的潤滑和冷卻要求 潤滑油最終通過各個回油通道回到齒輪箱的副油箱 副油箱與主油箱之間是聯(lián)通的 齒輪箱三維剖視如圖 5 10 所示 a 上箱 b 下箱 圖 5 10 齒輪箱 5 2傳動齒輪 主動齒輪安裝方式為簡支梁式結(jié)構(gòu) 不同于既有機車的懸臂式結(jié)構(gòu) 主動齒輪安裝于電機傳動端軸承 的內(nèi)側(cè) 如圖 5 11 所示 這種布置可改善齒輪及電機軸承的工作條件 改善了牽引齒輪的嚙合性能和齒 2210700028 18 11 輪傳動的平穩(wěn)性 延長了牽引齒輪的使用壽命 1 2 3 1 主動齒輪 2 電機軸 3 電機傳動端軸承 圖 5 11 主動齒輪安裝結(jié)構(gòu) 主動齒輪內(nèi)孔為 1 20 的錐度 與電機軸采用過盈裝配 在與主動齒輪配合的電樞軸頸上設(shè)有兩道油 溝 拆卸時注油退下主動齒輪 保證拆卸時電機軸與主動齒輪孔的表面不受損傷 從動齒輪通過壓裝法組裝在車軸上 過盈量為 0 35 0 41mm 同樣 從動齒輪內(nèi)孔也設(shè)有兩道油溝 拆卸時注油退下從動齒輪 保證拆卸時車軸與從動齒輪孔的表面不受損傷 主動齒輪和從動齒輪 如圖 5 12 所示 圖 5 12 主動齒輪 左 和從動齒輪 右 5 3 齒輪油 齒輪油牌號為 SHX LS 75W 9 齒輪油不但能夠保證齒輪的潤滑 而且能夠滿足齒側(cè)抱軸箱軸承和電 2210700028 18 12 機輸出端軸承的潤滑 齒輪箱上設(shè)置有油位觀察視窗 油位應(yīng)處于油標的最高最低刻線之間 約 18 升 齒輪箱中設(shè)有集油槽和油路 將潤滑油導入到齒側(cè)抱軸箱軸承室和電機輸出端軸承室 以潤滑和冷卻軸承 齒輪箱還設(shè)有磁性螺堵 以吸附潤滑油中的磁性雜質(zhì) 以凈化回油 保持齒輪油清潔 新造輪對運行中 磨合運行 2 5 萬公里首次換油 以后每 20 萬公里或 1 年 以先到為準 換油一次 5 4 抱軸承箱裝配 抱軸承箱裝配主要由抱軸承箱 兩組不同的圓錐滾子軸承 軸承座 密封蓋 密封環(huán) 調(diào)整墊 隔環(huán) 等組成 如圖 5 13 所示 對于新造抱軸承箱裝配 抱軸承箱裝配橫動量為 0 15mm 0 25mm 非齒側(cè)抱軸承箱軸承的潤滑是采用 Shell 2760B 潤滑脂潤滑 便于密封及維護 機車運行過程中 每 13 15 萬公里補脂一次 每次補油 200g 10g 齒側(cè)抱軸承箱軸承由于靠近齒輪箱 容易實現(xiàn)飛濺潤滑 故采用齒輪箱的潤滑油實現(xiàn)飛濺式潤滑 潤滑效果更好 1 密封環(huán) 2 密封蓋 3 軸承座 4 調(diào)整墊 5 非傳動端圓錐滾子軸承 6 直通式壓注油杯 M10 x1 7 抱軸承箱 8 傳動端密封環(huán) 9 隔環(huán) 10 傳動端圓錐滾子軸承 圖 5 13 抱軸承箱裝配 2210700028 18 13 5 5 電機懸掛裝置 驅(qū)動單元組裝的懸掛部件 如圖 5 14 所示 由電機吊座 電機懸掛橡膠套 在電機吊座上下各一個 吊桿 防落座等組成 其中電機懸掛橡膠套是實現(xiàn)驅(qū)動裝置彈性懸掛的橡膠元件 它不僅承受驅(qū)動單元傳 動產(chǎn)生的軸向載荷 而且要承受牽引電機與車軸相對于構(gòu)架發(fā)生相對位移時的彎矩 其軸向剛度為 5kN mm 牽引電機采用抱軸式彈性半懸掛方式 一側(cè)通過抱軸承箱和兩套圓錐滾子軸承與車軸聯(lián)結(jié) 另一側(cè)采 用一個電機吊桿懸掛于構(gòu)架上 電機吊座上安裝有橡膠彈性元件 可實現(xiàn)輪對與構(gòu)架之間相對位移 這種 牽引電機懸掛方式結(jié)構(gòu)簡單 檢修拆裝方便 在不架車的情況下 牽引電機可以在落輪坑內(nèi)卸下 1 齒輪箱 2 牽引電機 3 防落座 4 電機吊座 5 吊桿 6 電機懸掛橡膠套 圖 5 14 驅(qū)動裝置懸掛 第 六 節(jié) 基 礎(chǔ) 制 動 裝 置 基礎(chǔ)制動裝置采用單側(cè)踏面制動單元 制動單元用螺栓緊固在構(gòu)架側(cè)梁上 每轉(zhuǎn)向架設(shè)有 4 套單元制 動器 其中 2 套為帶停放制動的踏面制動單元 分別安裝在輪對齒輪側(cè)的 2 個車輪處 如圖 5 15 所示 2210700028 18 14 1 2 2 1 1 不帶停放制動的踏面制動單元 2 帶停放制動的踏面制動單元 圖 5 15 踏面制動單元的安裝 踏面制動單元設(shè)計有單向間隙自動調(diào)整器組成 閘瓦間隙自動調(diào)整裝置能夠?qū)﹂l瓦和車輪間的間隙進 行自動調(diào)整 是一單獨作用的機構(gòu) 它不受制動力產(chǎn)生的彈性變形的影響 當輪瓦磨損后 它能保證輪瓦 間隙在非制動狀態(tài)始終為 8mm 每個制動器安裝有兩塊閘瓦 閘瓦采用合成閘瓦 基礎(chǔ)制動裝置主要技術(shù)參數(shù)見表 5 2 表 5 2 基礎(chǔ)制動裝置主要技術(shù)參數(shù)表 出閘壓力 0 3 巴 最大制動壓力 5 巴 制動力公差 7 最大制動壓力時的公稱制動力 50kN 停放制動的最小復(fù)位壓力 4 5 巴 停放制動的最小制動力 26 8 kN 停放制動的最大緩解力 150N 最小允許的橫向位移 5 mm 間隙調(diào)整器的調(diào)整量 車輪磨耗 50 mm 閘瓦磨耗 50 mm 更換 20 mm 125 mm 閘瓦寬 80 mm 閘瓦長度 250mm 閘瓦厚度 60mm 閘瓦磨耗限值 50mm 閘瓦靜摩擦系數(shù) 0 24 閘瓦動摩擦系數(shù) 速度 120km h 時 0 23 閘瓦材料 復(fù)合材料 2210700028 18 15 閘瓦最高工作溫度 350 該基礎(chǔ)制動裝置可以實現(xiàn)機車在平直道上 120km h 速度下 軸重 25t 機車緊急制動距離 1080m 的要 求 在無風和所有設(shè)備工作時 停放制動可以保證機車在 30 坡道上安全停放 第 七 節(jié) 牽 引 裝 置 牽引裝置采用中間推挽式牽引桿與車體連接 牽引桿傾斜布置 與軌道成 11 角 牽引點低于輪軸 中心 屬低位牽引 因此軸重轉(zhuǎn)移量小 粘著重量利用率高 該裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊 主要由轉(zhuǎn)向架牽引支座 牽引桿 托盤 車體牽引支座和橡膠套等組成 如圖 5 16 所示 轉(zhuǎn)向架牽引支座與構(gòu)架端梁固定 車體牽引支座與車體底架固定 牽引桿通過兩個橡膠套分別與轉(zhuǎn)向 架牽引支座和車體牽引支座連接成一個可以小幅度運動的彈性機構(gòu) 以適應(yīng)轉(zhuǎn)向架相對于車體的運動 該 裝置的防落機構(gòu)可防止牽引桿意外脫落掉落到軌面 牽引桿安裝之后 用樂泰 SILICOMET AS 310 或等效的 密封膠在牽引支座錐面和橡膠筒端面之間 密封 但密封膠不允許進入牽引支座和橡膠套的接觸面內(nèi) 1 轉(zhuǎn)向架牽引支座 2 橡膠套 3 托盤 4 牽引桿 5 防落機構(gòu) 6 車體牽引支座 圖 5 16 牽引裝置 第 八 節(jié) 附 屬 裝 置 轉(zhuǎn)向架附屬裝置由輪緣潤滑器安裝 排石器和撒砂管裝配 制動管路裝配 軸端速度傳感器安裝 接 地裝置安裝 牽引電機接地裝置 轉(zhuǎn)向架銘牌裝配組成 8 1 輪緣潤滑安裝 該機車輪緣潤滑采用的是油氣潤滑系統(tǒng) 每轉(zhuǎn)向架配有一組輪緣潤滑器 輪緣潤滑器的主要功能是通 2210700028 18 16 過潤滑輪緣的內(nèi)側(cè)面 來降低當列車進入曲線時的負載并減少輪緣和軌道之間的磨損 油氣潤滑簡單地說將單獨供送的潤滑脂和壓縮空氣進行混和后再送到潤滑點 因此噴射出來的潤滑劑 的是霧狀 以保證在高速行駛狀態(tài)下 潤滑劑也不被甩出 也節(jié)省潤滑劑 輪緣潤滑脂牌號為 L WFB 輪緣潤滑裝置用螺栓固定在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上 如圖 5 17 由輪噴油箱 包括箱體 油氣分配器等零部 件 噴頭和管路等組成 輪緣潤滑系統(tǒng)所用的壓縮空氣取自機車的壓縮空氣 壓縮空氣在噴射過程中形成了精細油膜層 其寬 度為 10 15 mm 并以 150 200 m s 的高速度噴到輪緣上 確保機車在高速行駛的狀態(tài)下噴射出的潤滑 劑也能突破車輪周圍的空氣流而精細地覆蓋在機車輪緣上 8 2制動管路裝配 制動管路裝配主要是基礎(chǔ)制動裝置用空氣管路 為單元制動器提供壓縮空氣 以保證機車制動用必要 的制動力 管路用管卡固定在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上 如圖 5 18 1 2 3 1 輪噴油箱 2 管路 3 噴頭 圖 5 17 輪緣潤滑裝置 2210700028 18 17 圖 5 18 制動管路裝配 8 3 排石器和撒砂管裝配 為保證軌面沒有石塊之類影響行車安全的異物 每轉(zhuǎn)向架端部設(shè)計有排石器 見圖 5 19 為防止輪 軌打滑 保證機車牽引力的正常發(fā)揮 機車配有撒砂裝置 其撒砂管安裝在每車輪處 見圖 5 19 1 2 1 排石器 2 撒砂管 圖 5 19 排石器和撒砂管裝配 8 4 其它附屬裝置 其它附屬裝置包括軸端速度傳感器安裝 接地裝置安裝 牽引電機接地裝置 轉(zhuǎn)向架銘牌裝配 見 圖 5 20 2210700028 18 18 1 接地裝置安裝 2 軸端速度傳感器安裝 3 牽引電機接地裝置 4 轉(zhuǎn)向架銘牌裝配 圖 5 20 其它附屬裝置