GK1E型工况机车传动系统.ppt

传动系统 GK1E型内燃机车传动系统的作用是将柴油机的扭矩转换 为机车牵引力 。 传动系统主要包括液力换向传动箱 、 车轴齿轮箱 、 万 向轴和弹性联轴节等 。 传动系统示意图 机车从柴油机输出到轮对的功 率传递路线 柴油机输出 M35H 1590万向轴 传动箱 ， 以 下分为两路： M35H 1840万向轴 （ 前 ） 车齿箱 第二轮对 M35H 1670万向轴 车齿箱 第一轮对 M35H 1840万向轴 （ 后 ） 车齿箱 第三轮对 M35H 1670万向轴 车齿箱 第四轮对 EQ4012B型 液力换向传动箱 型号说明 EQ-二七厂拼音的第一个字母； 4-变矩器数量； 0-偶合器数量； 12-功率的 1/100，单位马力； B-产品变形号。 EQ4012B型 传动箱外形图 工作原理 传动箱内装有两根结构基本相同的变矩器轴 A和变矩器 轴 B， 通过两个变矩器轴的交替工作 ， 来实现机车的换 向功能 。 变矩器轴 A用于机车前进方向 A的牵引 ， 变矩 器轴 B用于机车后退方向 B的牵引 。 A向运转时 ， 输入轴 和输出轴旋向相同； B向运转时 ， 输入轴和输出轴旋向 相反 。 在每个变矩器轴上都装有两个性能不同的变矩 器 ， 一个在起动和低速区工作 ， 叫做起动变矩器；另 一个在较高速度范围内工作 ， 叫做运转变矩器 。 该两 个变矩器交替工作 ， 从而使传动箱在机车运行速度范 围内始终能以较高的效率工作 ， 也就是用两个变矩器 的特性相互配合 ， 使机车具有接近双曲线的牵引特性 。 每个变矩器由一个泵轮 、 一个涡轮和一个 固定的导轮组成 。 泵轮吸收柴油机的机械 能 ， 并将其转换成工作油的液体能 ， 再传 给涡轮 。 在涡轮中 ， 通过液流的变化和减 速 ， 又转换成机械能 ， 用以驱动机车的轮 对 。 导轮固定在箱体上 ， 并承受泵轮和涡 轮扭矩的差值 。 变矩器的充油和排油 ， 根 据柴油机的转速和机车速度 ， 使用电换档 装置自动进行 ， 必要时也可用手动控制 。 由于功率的传递完全以液力方式进行 ， 因 此牵引力的变化很平稳 、 没有冲击 。 变矩 器的充油和排油过程有短时间的重叠 ， 换 档时没有明显的牵引力中断现象 。 牵引功率的调节是由司机操纵控制器手轮实现的。当 司机把机车换向手柄置于前进或后退位，换档选择开 关置于自动或手动位时，控制器手轮移到 “ 1”位，变 矩器就开始充油。 总体布置 传动箱位于机车中部 ， 通过四个弹性安装座固定在机 车的车架上 。 传动箱的功率由一端输入 、 两端输出 。 输入法兰经万向轴与柴油机的弹性联轴器相联 。 面向 输入端看 ， 输入轴为顺时针旋转 （ 以下所述传动箱各 部件的安装位置 ， 均以面向输入端看的方向为准 ） 。 传动箱由五个箱体组成 。 输入轴位于一 、 二箱之间 。 变矩器轴 A和变矩器轴 B位于二 、 三箱之间 ， 变矩器轴 A 在左边 ， 变矩器轴 B在右边 。 中间轴和工况轴位于三 、 四箱之间 ， 中间轴在左边 ， 工况轴在右边 。 输出轴位 于四 、 五箱之间 。 输入轴和输出轴自上而下布置在同 一垂直面内 。 输入轴的右上方装有电机传动轴 。 电机传动轴的法兰 经弹性联轴器与起动发电机相联 。 输入轴的正上方装有风扇偶合器传动轴 ， 其法兰经垂 直万向轴与风扇偶合器相连 。 供油泵安装在变矩器轴 A的中间体上 ， 并插入四箱内吸 油 。 当柴油机运转时供油泵即随之工作 。 控制泵安装 在一箱的上面 ， 由传动箱的主动部份驱动 。 当柴油机 运转时控制泵即工作 。 惰行泵安装在三箱右侧的上面 ， 由传动箱的从动部份驱动 。 当传动箱输出轴转动时 ， 惰行泵即运转工作 。 在二箱的外侧有用来测量传动工作油油位的油尺 、 传 动箱的通气器及主控制阀的上盖 。 在三箱的右侧顶面 布置着工作油滤清器 。 这些部件安装在箱体外边 ， 便 于检查 、 调整和维护保养 。 EQ4012B型传动箱 示意图 功率传递 系统 柴油机产生的扭矩 ， 经由高弹性联轴器和万向轴 ， 被 传送到传动箱的输入轴上 。 输入轴上压装着增速齿轮 Z129， 该齿轮经由 两个变矩器轴 增速小齿轮 Z44， 驱动 两个变矩器轴的泵轮轴 ， 以及 每个变矩器轴 两个液力 变矩器上的泵轮 P 。 泵轮 P通过工作液体的惯性力 ， 将动力传送到涡轮叶轮 T上 。 尽管机械速比相同 ， 变矩器的设计方法却使得它 们在两档变速范围内均能进行工作 ， 并且具有高效率 。 两个液力循环圆的涡轮均安装在同一从动轴上 。 A向运转时，变矩器轴 A充油并运转，扭矩作用在涡轮 上，经涡轮轴和齿轮 Z32/Z56传给中间轴，再经齿轮 Z56/Z67驱动工况轴。在调车工况时，变矩器轴 A再经 齿轮 Z35/Z61驱动输出轴；在小运转工况时，变矩器轴 A再经齿轮 Z67/Z60驱动输出轴。 B向运转时，变矩器轴 B充油并运转，扭矩作用在涡轮 上，经涡轮轴和齿轮 Z32/Z67直接传给工况轴。在调车 工况时，变矩器轴 B再经齿轮 Z35/Z61驱动输出轴；在 小运转工况时，变矩器轴 B再经齿轮 Z67/Z60驱动输出 轴。 工况轴上的两个齿轮 Z67和 Z35分别与输出轴上的两个 齿轮 Z60和 Z61始终啮合，输出轴是一根花键轴，轴上 可以滑动的外齿离合器由工况操纵机构的拨叉操纵。 拨叉的操纵手把装在三箱左侧顶面上。当需要调车工 况时，拨叉向前拨，外齿离合器与齿轮 Z61的内齿啮合， 功率经齿轮 Z35/Z61由输出轴两端法兰输出；当需要小 运转工况时，拨叉向后拨，外齿离合器与齿轮 Z60的内 齿啮合，功率经齿轮 Z67/Z60由输出轴两端法兰输出。 传动箱齿轮啮合情况 传动箱的使用 液力传动工作油 （ 简称传动油 ） 传动箱所需的传动油，包括贮存在传动箱内、热交换 器和管路中的传动油，共约 700L。 加油 第一次加油时应按照以下步骤进行。 a.取下通气帽，经通气帽滤网把油注入传动箱内。加 油时油面需逐渐升高，使油面升至比油尺的上刻线位 置稍高（ 10mm 20mm）。 b. 起动柴油机，空转 1min 2min，然后停机。此时 由于传动箱内的部分油进入热交换器和管路中，需要 再次加油使油面处于油尺的上、下刻线之间，且靠近 上刻线的位置。 c. 把通气帽和油尺装好。 在运用中要经常检查传动箱的油位，发现油位低于油 尺下刻线应及时加油。 油质 传动油不仅在液力元件中用于传递功率，还用于润滑传动箱内齿轮、轴 承等零件，因此对其综合性能要求较高。传动油应有一定的重度，使液 力元件能传递规定的功率。传动油应有一定的粘度，从提高液力元件效 率，减小管路阻力来看，油的粘度较小为好，但由于传动油同时起润滑 作用，故在工作温度范围内粘度不应下降太多，否则润滑作用不良。因 为水会锈蚀机件，且对润滑不利，传动油应严格控制含水量。传动油中 不能含有皂脂，否则会产生持续泡沫；也不能含有溶于水的酸碱类，否 则将引起零件腐蚀；也不能含沥青，因为沥青在高温时会分离沉积在管 壁、孔道及阀的内部，以致引起阻塞。 传动油应能在 120 条件下长期工作，在凝固点至 150 的温度范围内， 添加剂不会被析出或失效。此外，需特别注意，传动油中的泡沫越少越 好，泡沫多了会降低传递的功率。在运用中若发现油中泡沫太多，必要 时可添加硅油消泡剂。 一般单纯的矿物油很难同时满足上述要求，必须在基础的矿物油内加入 抗氧剂、抗氧抗磨浮游剂、增粘降凝剂、防锈剂及消泡剂等添加剂。传 动油不可弄脏，也不可混入其他油种，因混合油有起泡沫的倾向。即使 某种油的粘度与规定的传动油的粘度相同，也不可代用。 传动油的一般理化指标 20 时的密度 870 kg/m3 闪点 180 50 时的运动粘度 20 25 cSt 100 时的运动粘度 5.5 7 cSt 粘度指数 110 机械杂质 0.01 油的使用期限和换油 符合要求的传动油应有 2000h以上的使用寿命。 新造传动箱使用的传动油容易脏，开始运用 50h 100h和 300h 500h，需作第一、第二次 换油。换下的脏油一般滤清后仍可使用。此时 滤清器及滤清器体都应彻底清洗。建议每隔三 个月对油的品质进行一次化验检查。当传动油 有一项指标达到换油指标时，应更换新油。需 要换油时，可通过四箱底部供油泵检查孔盖上 的放油阀放油。 内燃机车液力传动油换油指标 （ TB/T2213-1991） 机车运行前传动箱的准备工作 机车运行前，必须检查传动箱的油位。油位应位于上、 下两刻线之间，低于下刻线时，应及时加油。 工况的转换 传动箱上设有工况操纵机构，工况操纵机构有调车位 和运转位，没有中间位。机车每次运用前，应确认工 况操纵机构位置是否与所需工况相符，若需转换工况， 应在机车静止时进行，先拧下扳把上的紧固螺栓，然 后扳动扳把，待离合器进入正确位置后，再拧紧扳把 上的螺栓。如果发生离合器齿顶齿的情况，可设法让 机车动一动，停稳后再扳动扳把。 注意：严禁在机车运行中变换工况，否则会损坏离合 器。 机车起动 柴油机起动后惰转 ， 机车各辅助系统正常 ， 空气制动 装置工作正常 ， 此时机车才可起动 。 (1) 将司机换向手柄置于所需位置 ， 即机车前进方向 A或 后退方向 B。 (2) 将换档选择开关置于 “ 自动 ” 位 （ 当电换档装置发生 故障时 ， 可置于手动 位 ， 机车速度达到换档点后 ， 再置于手动 位 ） 。 (3) 将司机控制器手轮放到 “ 1”位 ， 此时起动变矩器开始 充油 ， 逐渐提高手把位 ， 当机车牵引力超过列车起动 阻力时 ， 列车便开始起动 。 注意：司机控制器手轮不要提得过快 ， 一般每提高一 位应间隔 2s 3s(运行中遇特殊情况例外 )， 使柴油机转 速平稳上升 ， 机车牵引力逐步增大 ， 以防止车轮空转 。 机车运行 若机车牵引力大于阻力 ， 列车速度逐渐上升 ， 到达一 定值时 ， 电换档装置发出指令 ， 通过传动箱的控制系 统起作用 ， 使传动箱由起动变矩器转换为运转变矩器 工作 。 反之 ， 若列车在上坡道 、 弯道处运行 ， 由于阻 力增大 ， 速度将逐渐降低 ， 到达一定值时 ， 电换档装 置又使传动箱由运转变矩器转换为起动变矩器工作 。 机车严禁超速运行 ， 以防止各传动件因转速过高造成 损坏 。 当机车长时间高速运行时 ， 由于空转变矩器产生较大 的鼓风损失而导致发热 ， 此时应注意监视起动变矩器 壳温表 ， 壳温最高不允许超过 120 。 机车液力制动 若机车正在前进方向 A牵引运行 ， 应急时可使用液力制 动 ， 此时将司机换向手柄扳至 “ 前制 ” 位 ， 此时传动 箱 B向起动变矩器充油 ， 产生制动扭矩使机车减速 ， 这 时若将司机控制器手轮回 “ 0”位 ， 换向手柄板至 “ 前 ” 位 ， 则液力制动解除 。 使用液力制动时 ， 当机车减速 将至零时 ， 必须解除液力制动 ， 即将司机控制器手轮 回 “ 0”位 ， 换向手柄板至 “ 前 ” 或 “ 0”位 。 同理 ， 机车正在后退方向 B牵引运行时 ， 也可直接将换 向手柄扳至 “ 后制 ” 位 ， 在机车处于液力制动工况时 ， 应注意监视起动变矩器壳温表变化 ， 不允许超过 120 。 注意：换档选择开关置于手动 位时 ， 严禁进行液力 制动及换向操作 ， 因为运转变矩器不设置泄流阀 ， 不 允许进入制动工况 ， 否则会损坏传动箱 。 机车液力换向 机车停车后才允许换向，此时只需将司机控制器换向 手柄板至另一方向，再将控制手轮置 “ 0”位以上，机 车即可反向运行。 无火回送 机车无火回送时，一定拆除传动箱与两个转向架车轴 齿轮箱相联接的万向轴。此外，应注意勿使传动箱油 位高于油尺的上刻线。 维护与保养 日常保养 以下将按照中修前的各运用阶段说明对传动箱 的日常保养。 (1) 每天检查油位，油位应在开机 5min后再检 查。 (2) 每运用约 1个月，清洗滤清器滤芯和外壳， 清洗各泵进油口滤网，注意有无金属磨屑。在 投入运用初期，铜屑可能较多，这是滚动轴承 上保持架磨合所致，以后应逐渐减少，如不减 少，甚至伴有较多的金属屑，则可能是轴承或 油封损坏的征兆，应特别注意。 (3) 每运用约 4个月 ， 需取油样检查化验 ， 确定是否需 要更换传动油 。 油样应在柴油机刚停机时采取 ， 因为 此时油的状态较为均匀 ， 油样具有代表性 。 在不具备 化验条件的地方 ， 也要按时取油样检查 ， 看有无乳化 现象 ， 若有臭味 ， 需作腐蚀试验 ， 具体操作如下：在 油样中放入铝片 、 铁片及铜片 ， 在 100 下煮 3h， 若发 现其中一种金属片腐蚀 ， 则该传动油就需更换 。 换油 时 ， 也应在柴油机刚停机时放油 ， 并同时清洗各泵进 油口的滤网 ， 注意磨屑的多少和有无金属碎块 ， 必要 时作进一步的检查 。 检查各 O形橡胶密封圈和橡胶件的 密封状态 ， 有无漏风 、 漏油现象 ， 发现损坏应及时更 换 。 (4) 每运用约 8个月 ， 清洗各泵进油口滤网 。 初次投入运用期间的保养 在初次投入运用期间 ， 应特别注意清洁 ， 如传动油中 杂质 （ 包括铜屑 、 型砂等 ） 过多 ， 应及时清除 。 在初次投入运用约 1个月期间内 ， 前期 2 3天需每天清 洗一次滤清器滤芯 ， 后期每周清洗一次滤清器滤芯 ， 每两周清洗一次各泵进油口滤网 。 故障处理 以下主要说明传动箱在运用中可能发生的 一般故障及处理方法。对于因误操作和没有作 好必要的准备工作而导致的严重事故等原因所 引起的故障，则不在此列。 (1) 司机控制器手轮档位已提 得很高，但机车仍不能起动。 (2) 传动油油温 115 ，柴油机 过载而自动卸负荷。 (3) 柴油机在满负荷转速下工 作，但牵引力过低。 (4) 机车达不到较高速度，传 动油温过高。 (5) 司机控制器手轮在 “ 0”位， 仍有牵引力。 (6) 液力制动时，制动力过大、 过小或没有。 车轴齿轮箱 车轴齿轮箱是传动系统的最后一个部件。全车装有四 组车轴齿轮箱 ,位于机车两端的两组 ,输入轴为一端输 入 ,位于机车中间的两组 ,输入轴一端输入 ,一端输出 , 除此之外 ,两组车轴齿轮箱其它结构完全相同。 车轴齿轮箱为双级减速齿轮箱 ,第一级是圆柱齿轮副 , 第二级是圆锥齿轮副。 车轴齿轮箱主要技术参数 型式 双级减速齿轮传动 齿轮减速比 圆柱齿轮副 58/23=2.522 圆锥齿轮副 47/29=1.621 总减速比 4.087 齿轮油泵 转速 1500r/min 压力 500kPa 流量 20L/min 润滑油牌号 内燃机车液力传动油 6号液力传动油 20号专用液压油 润滑油容量 约 22L 车轴齿轮箱净重 1545kg 最大外形尺寸 (长 宽 高 ) 1309 953 1008 构造和作用 车轴齿轮箱内装有三根轴 ,即输入轴、中间轴和输出轴 (车轴 ),两对传动齿轮 ,一对圆柱斜齿轮和一对螺旋锥齿 轮 ,另外还有一对油泵传动圆柱直齿轮。 在中间轴的外端和输出轴的两端 ,分别设有调整垫 ,用于 调整螺旋锥齿轮的啮合侧隙和接触面积。在输出轴的 两端设有压套 ,用于承受螺旋锥齿轮工作时产生的轴向 分力 ,压套与轴采用圆柱面过盈配合。 车轴齿轮箱内装有双向齿轮油泵 ,在机车正、反向运行 时 ,都能供给润滑油。箱内各齿轮采用飞溅润滑 ,各滚动 轴承采用压力润滑和飞溅润滑两种方式。 车轴齿轮箱箱体分为上、中、下三箱。中箱上部设有 检查孔盖 ,下箱底部为油地壳 ,侧面装有滤清器 ,滤清器 上面设有检查孔盖 ,右面装有油尺 ,油尺口同时作加油口 用 ,右下角设有放油堵。油尺和放油堵均装有磁钢 ,用以 吸附油中的铁屑。 车轴齿轮箱输入轴和输出轴的两端均采用迷宫式油封 , 油封槽内填充 7903润滑脂 ,以防轴端漏油及沙尘等污物 侵入。 为了承受车轴齿轮箱的反作用力矩 ,在车轴齿轮箱上装 有拉臂 ,拉臂的一端通过关节轴承与车轴齿轮箱的拉臂 座相连 ,另一端通过橡胶垫弹性元件与转向架构架上的 拉臂座相连 ,它可以适应转向架与轮对之间横向和纵向 位移 ,减缓由于工况突然变化而产生的冲击力。 使用 车轴齿轮箱工作可靠与否 ,同机车能否安全运行关系极 大。 在运用中要经常注意检查油位是否合适 ,拉臂和拉臂销 有无损坏 ,紧固件有无松动 ,转动件有无异常现象。 在运用中要经常注意箱体温度 ,一般情况下 ,轴承座处箱 壁温度不应超过环境温度 50 以上。如果某一处轴承 座温度过高 ,可能是该处轴承损坏或润滑油路不畅通 ;如 果多处轴承座温度过高 ,则应检查齿轮油泵是否损坏 ,铝 网是否被堵塞。此外 ,箱内油位过高或过低 ,也会造成箱 内的温度过高 ,因此应经常检查油位。 在运用中要经常注意润滑油的状态。对于新车投入运 用的最初阶段 ,要特别注意润滑油是否清洁 ,滤网是否被 堵塞 ,油脏时可取出滤网和磁钢进行清洗 ,必要时可连同 油底壳一起取下清洗。对润滑油应定期化验和换油。 在运用中要经常注意油底壳内是否有铁屑和铜屑。如 果发现铝网上有过多的铁屑或铜屑时 ,可能是传动件损 坏的征兆 ,如果发现铜屑过多时 ,应同时注意轴承的温度 是否过高 ,这样可以判断轴承是否损坏。 在运用中要经常注意轴端油封的状态。如果发现轴承 压盖处温度高或冒烟、变色以及压套松动等现象 ,可能 是该处的油封烧损。 维护保养 日常检查 检查油位 ， 当油尺体上的螺纹部分全部拧入油尺孔内 ， 油位高度应位于油尺的上 、 下刻线之间 ， 低于下刻线 时应补油； 检查拉臂销轴的螺母是否松动； 检查各紧固件是否松动 。 小修 （ 机车工作约 4个月 ） 清洗油底壳和滤网； 检查拉臂销轴和关节轴承的状态 。 中修 （ 机车工作约 2年 ） 检查各轴齿轮 、 轴承 、 油封 、 法兰 、 轴的工作状态； 更换磨耗过限或损坏的零部件及橡胶件 ， 弧齿锥齿轮 应成组更换； 检修齿轮油泵； 更换润滑油 。 万向轴 万向轴是传动系统中的重要部件之一，用于柴油机与 传动箱之间、传动箱与车轴齿轮箱之间，以及车轴齿 轮箱之间的联接，它将各传动部件联结成一个完整的 系统，并将柴油机功率传至各部位，使机车能正常运 行。 GK1E型内燃机车包括主传动万向轴和风扇万向轴两种。 主传动万向轴归属于传动系统 ,风扇万向轴归属于辅助 传动装置 ,其结构形式基本相同。主传动万向轴选用 TB1593-85的 M35万向轴 ,用于传递牵引功率 ,承受较大 的力矩。风扇万向轴由解放牌汽车万向轴改制而成， 用于传动箱和偶合器之间的动力传递。 万向轴主要由两端叉头法兰 、 花键轴叉头 、 花键套叉 头 、 十字销和万向节轴承等零件组成 。 万向轴的花键轴叉头和花键套叉头分别用十字销与法 兰盘连接在一起 ， 花键轴和花键套之间采用花键联结 ， 以补偿机车由于通过曲线时产生的横向位移或纵向位 移引起的万向轴长度变化 。 由于工作时花键轴和花键 套之间有一定的相对运动 ， 为避免磨损过快 ， 花键副 应有良好的润滑 。 万向轴十字销上装有双列短圆柱无保持架滚子轴承 。 十字销端面与轴承套之间有一个游动的尼龙垫 ， 用以 防止销端面与轴承套直接接触造成擦伤 。 十字销颈部 与轴承套之间装设了密封用的迷宫环 ， 可防止润滑脂 泄漏及水分 、 灰尘等侵入轴承 。 十字销与轴承配合间 隙过大 ， 运转时容易引起振动 。 万向轴各万向节轴承和花键配合表面均采用铁道滚动 轴承 脂润滑 。 在十字销上和花键套叉头部分装有压 注油杯 ， 以便用黄油枪注入润滑脂进行润滑 ， 注油直 至每个十字销四个端部和花键端部出油即可 。 机车每 工作一个月应加油一次 。 使用中应加注同样牌号的润 滑脂 。 万向轴在组装时 ， 必须保证两端叉头安装十字销孔中 心线在同一平面内 。 否则 ， 将产生冲击载荷导致花键 副过早损坏 。 万向轴出厂前做过严格的动平衡试验 ， 平衡块的位置 不得随意移动 。 如需更换万向节轴承时 ， 应重新进行 动平衡试验 。 整体拆装万向轴时 ， 一般不得使花键轴 与花键套分开 ， 如有特殊情况需要分开时 ， 必须先做 出标记 ， 以免装错方位 ， 破坏万向轴的平衡状态 。 万向轴主要是依靠相连两个法兰盘之间的摩擦力来传 递扭矩，因此，安装前必须将法兰接触面清理干净， 不允许接触面上附着油垢和杂物。为保证法兰间的预 定接触压力，必须采用扭力扳手来紧固联结螺栓。 在紧固万向轴联结螺栓时，需用防松垫片来保证螺栓 不致松动。为了安全起见，防松垫片只准许使用一次， 再次安装万向轴时，应更换新的防松垫片。 机车在运用前要检查万向轴联结螺栓有无松动，在运 用中，如发现有异音、振动或轴承部位温度过高，则 可能是万向节轴承损坏，应及时拆检处理。 万向轴联结螺栓拧紧力矩表