八轴机车转向架培训教程

2210700028 18 1 中国北车集团大同电力机车有限责任公司 CNR DATONG ELECTRIC LOCOMOTIVE CO LTD 技 术 文 件 Technical Document 代码 Code 代号 Symbol number 名称 Name 2210700028 交 流 传 动 八 轴 9600kW货 运 电 力 机 车 转 向 架 培 训 教 材 更 改 记 录 版 本 日 期 编 制 审 核 更 改 说 明 2210700028 18 2 A 2012 6 7 刘辉 张委袖 第一版 拟 制 Compiled by 质 保 Quality Control 校 核 Checked by RAMS 审 核 Reviewed by 工 艺 Process 标 准 化 Standardizati on 主 任 设 计 Design director 批 准 Approved by 主 管 Director 版 本 Revision 目 次 第 五 章 转 向 架 4 2210700028 18 3 第 一 节 概 述 4 1 1 转 向 架 主 要 技 术 参 数 4 1 2 转 向 架 的 受 力 及 传 递 5 第 二 节 构 架 总 装 5 第 三 节 悬 挂 装 置 7 3 1 一 系 悬 挂 装 配 7 3 2 二 系 悬 挂 装 配 7 第 四 节 驱 动 轴 组 装 8 第 五 节 驱 动 单 元 组 装 9 5 1 齿 轮 箱 10 5 2 传 动 齿 轮 10 5 3 齿 轮 油 11 5 4 抱 轴 箱 装 配 11 5 5 电 机 悬 挂 装 置 12 第 六 节 基 础 制 动 装 置 13 第 七 节 牵 引 装 置 14 第 八 节 附 属 装 置 15 8 1 轮 缘 润 滑 安 装 15 8 2 制 动 管 路 装 配 15 8 3 排 石 器 及 撒 砂 管 装 配 16 8 4 其 它 附 属 装 置 17 2210700028 18 4 第五章 转向架 第 一 节 概 述 交流传动八轴 9600kW 货运电力机车转向架的开发是基于 HXD2 型电力机车转向架技术平台 按照 交 流传动 9600kW 八轴货运电力机车技术条件 报批稿 20110921 的要求开发的速度等级为 120km h 25t 轴重 B0 B0 式转向架 该转向架由驱动轴组装 构架总装 驱动单元组装 一系悬挂装配 二系悬挂装配 牵引装置 基础 制动装配 轮缘润滑器安装 排石器和撒砂管装配 制动管路装配 轴端速度传感器安装 接地装置安装 牵引电机接地装置 转向架铭牌装配构成 其外形结构如图 5 1 所示 1 驱动轴组装 2 构架总装 3 驱动单元组装 4 一系悬挂装配 5 二系悬挂装配 6 牵引装置 7 基础制动装配 8 轮缘润滑器安装 9 排石器和撒砂管装配 10 制动管路装配 11 轴端速度传感器安装 12 接地装置安装 13 牵引电机接地装置 14 转向架铭牌装配 图 5 1转向架总装 2210700028 18 5 1 1 转向架主要技术参数 转向架主要技术参数见表 5 1 表 5 1 转向架主要特性参数表 项目 参数 轴式 Bo Bo 轨距 1435 mm 轴距 2600 mm 轴重 25 t 转向架总重 含电机 18722kg 最高运行速度 120 km h 最高试验速度 132 km h 轮对内侧距 落车后 1353 3 mm 新轮 1250mm轮径 全磨耗 1150 mm 传动方式 单侧直齿 齿轮传动比 120 23 电机悬挂方式 抱轴承式弹性半悬挂 一系悬挂方式 双轴箱拉杆 双钢弹簧 垂向减振器 二系悬挂方式 四个高圆簧串联橡胶垫支撑 垂向减振器 横向减振器 基础制动方式 每转向架四个踏面制动器 其中两个带停放制动功能 牵引方式 中间推挽式斜牵引杆 轮缘润滑装置 油气式润滑 一系垂向止挡间隙 落车后 25 mm 二系垂向止挡间隙 落车后 35 二系横向止挡间隙 落车后 20 自由 40 弹性 摇头止挡间隙 落车后 80 mm 通过最小曲线半径 5km h 以下速度 125 m 1 2 转向架的受力及传递 转向架在运行中主要承受纵向力 横向力和垂向力 垂向力包括了机车自重和机车运行时的垂向振动引起的附加载荷 其传递途径为 车体 二系橡胶垫 二系悬挂弹簧 构架 一系悬挂弹簧 轴箱体 轴箱轴承 车轴 车轮 钢轨 纵向力包括了机车的牵引力和制动力 其传递途径为 钢轨和车轮相互作用力 车轴 轴箱轴承 轴 箱体 轴箱拉杆 构架 牵引杆 车体 车钩 列车 横向力包括了机车通过曲线时的离心力和横向振动引起的附加力 传递途径为 车体 二系悬挂弹簧 构架 一系悬挂弹簧和轴箱拉杆 轴箱体 轴箱轴承 车轴 车轮 钢轨 第 二 节 构 架 总 装 构架总装为 日 字型结构 由构架和中间横梁装配而成 中间横梁与构架用螺栓联结 如图 5 2 和 5 3 所示 构架为 口 字型结构 由两个对称的侧梁和两个端部横梁 前端梁及牵引端梁 焊接而成 2210700028 18 6 各梁体采用 S500MC 钢板焊接而成 各梁体的焊接充分考虑了工艺性和结构强度 并按照标准 UIC 615 4 采用有限元分析法进行了强度计算 保证构架总装在各种载荷工况下的强度和刚度 1 中间横梁 2 侧梁 3 前端梁 4 牵引端梁 图 5 2 构架总装上部结构图 图 5 3 构架总装下部结构图 构架制造方面 主要焊缝采用机械手焊接 组焊后退火以消除焊接应力 机加工后抛丸处理 采用油 1 2 2 3 4 2210700028 18 7 漆防腐保护 第 三 节 悬 挂 装 置 转向架悬挂装置包括一系悬挂 二系悬挂装置 在轴箱与构架之间设置有一系悬挂装置 在车体与转 向架之间设置有二系悬挂装置 3 1 一系悬挂装置 一系悬挂装置采用独立的轴箱弹簧悬挂结构 每轴箱位设有两个一系悬挂弹簧 在每个弹簧的上方设 置有绝缘垫和绝缘环 轴箱两侧各安装一个的轴箱拉杆装置 机车运行时 轴箱拉杆用来传递牵引力 制 动力 另外 为了达到衰减和吸收振动的目的 在每轴箱位安装有一个一系垂向减振器 如图 5 4 所示 1 一系悬挂弹簧 2 轴箱拉杆 3 一系垂向减振器 4 起吊环 5 轴箱 6 绝缘垫和绝缘环 图 5 4 每轴箱位一系悬挂装配结构 在轴箱处设有垂向限位装置 垂向运动被限制在两止挡之间 一系垂向止挡间隙为 25mm 3 2 二系悬挂装置 二系悬挂装置由四组二系悬挂弹簧串联橡胶垫作为承载体 同时在构架与车体间设置二系横向减振器 二系垂向减振器以衰减车体与构架之间产生的垂向和横向振动 如图 5 5 所示 每个转向架有两组二系悬挂弹簧内置有垂向运动限位装置 垂向止挡间隙为 35mm 在车体底架和构 架横梁间装有横向运动限位装置 横向止档自由间隙为 20mm 弹性压缩量为 40mm 另外 还在车体与转 向架的每轴位处设置有钢性摇头止挡 其单边间隙为 80mm 2210700028 18 8 1 二系悬挂弹簧 2 二系橡胶垫 3 二系垂向减振器 4 横向止挡 5 二系横向减振器 图 5 5 二系悬挂装置 第 四 节 驱 动 轴 组 装 每个转向架包含 2 组驱动轴组装 每组驱动轴组装由车轮 车轴 轴箱装配 从动齿轮和抱轴承箱装 配等组成 如图 5 6 所示 1 轴箱装配 2 车轮 3 车轴 4 从动齿轮 5 抱轴承箱装配 图 5 6 驱动轴组装 轴箱装配主要由轴箱体 轴箱轴承 后盖 前盖 轴端压盖 螺栓和密封圈等组成 如图 5 7 所示 轴箱装配采用 O 型密封圈和密封胶分别在前盖 后盖处进行密封 以防止水 灰尘等杂物进入 1 2 5 4 3 2210700028 18 9 轴箱体上设有轴箱拉杆接口 一系弹簧接口 一系垂向减振器接口 轴承故障监控装置接口 以及扫 石器安装接口 如图 5 8 所示 轴箱轴承采用 7 12 的全密封圆锥滚子轴承 新造轮对轴向自由横动量约 0 1 0 48mm 抱轴承箱装配及从动齿轮结构介绍见第五节驱动单元组装 图 5 7轴箱装配 图 5 8 轴箱体 第 五 节 驱 动 单 元 组 装 该转向架有 2 组驱动单元组装逆置安装 每组驱动单元组装主要由齿轮箱 传动齿轮 齿轮油 抱轴 承箱组装及电机悬挂等零部件组成 如图 5 9 所示 2210700028 18 10 1 齿轮箱 2 传动齿轮 3 抱轴承箱装配 4 牵引电机 5 牵引电机悬挂 图 5 9 驱动单元组装 齿轮传动为一级减速圆柱直齿传动 齿轮箱为全封闭式 它与抱轴承箱 牵引电机通过螺栓联结成一 体 齿轮箱密封 与电机传动端为静密封结构 与抱轴承箱为静密封结构 车轮侧为动密封结构 5 1 齿轮箱 齿轮箱采用承载式单级减速齿轮箱 其上下两个半箱用螺栓联结 齿轮箱中设有挡油板 油槽和回油孔 齿轮旋转飞溅起的部分润滑油经油槽引流到齿侧抱轴箱轴承室 和电机输出端轴承室 满足了轴承的润滑和冷却要求 润滑油最终通过各个回油通道回到齿轮箱的副油箱 副油箱与主油箱之间是联通的 齿轮箱三维剖视如图 5 10 所示 a 上箱 b 下箱 图 5 10 齿轮箱 5 2传动齿轮 主动齿轮安装方式为简支梁式结构 不同于既有机车的悬臂式结构 主动齿轮安装于电机传动端轴承 的内侧 如图 5 11 所示 这种布置可改善齿轮及电机轴承的工作条件 改善了牵引齿轮的啮合性能和齿 2210700028 18 11 轮传动的平稳性 延长了牵引齿轮的使用寿命 1 2 3 1 主动齿轮 2 电机轴 3 电机传动端轴承 图 5 11 主动齿轮安装结构 主动齿轮内孔为 1 20 的锥度 与电机轴采用过盈装配 在与主动齿轮配合的电枢轴颈上设有两道油 沟 拆卸时注油退下主动齿轮 保证拆卸时电机轴与主动齿轮孔的表面不受损伤 从动齿轮通过压装法组装在车轴上 过盈量为 0 35 0 41mm 同样 从动齿轮内孔也设有两道油沟 拆卸时注油退下从动齿轮 保证拆卸时车轴与从动齿轮孔的表面不受损伤 主动齿轮和从动齿轮 如图 5 12 所示 图 5 12 主动齿轮 左 和从动齿轮 右 5 3 齿轮油 齿轮油牌号为 SHX LS 75W 9 齿轮油不但能够保证齿轮的润滑 而且能够满足齿侧抱轴箱轴承和电 2210700028 18 12 机输出端轴承的润滑 齿轮箱上设置有油位观察视窗 油位应处于油标的最高最低刻线之间 约 18 升 齿轮箱中设有集油槽和油路 将润滑油导入到齿侧抱轴箱轴承室和电机输出端轴承室 以润滑和冷却轴承 齿轮箱还设有磁性螺堵 以吸附润滑油中的磁性杂质 以净化回油 保持齿轮油清洁 新造轮对运行中 磨合运行 2 5 万公里首次换油 以后每 20 万公里或 1 年 以先到为准 换油一次 5 4 抱轴承箱装配 抱轴承箱装配主要由抱轴承箱 两组不同的圆锥滚子轴承 轴承座 密封盖 密封环 调整垫 隔环 等组成 如图 5 13 所示 对于新造抱轴承箱装配 抱轴承箱装配横动量为 0 15mm 0 25mm 非齿侧抱轴承箱轴承的润滑是采用 Shell 2760B 润滑脂润滑 便于密封及维护 机车运行过程中 每 13 15 万公里补脂一次 每次补油 200g 10g 齿侧抱轴承箱轴承由于靠近齿轮箱 容易实现飞溅润滑 故采用齿轮箱的润滑油实现飞溅式润滑 润滑效果更好 1 密封环 2 密封盖 3 轴承座 4 调整垫 5 非传动端圆锥滚子轴承 6 直通式压注油杯 M10 x1 7 抱轴承箱 8 传动端密封环 9 隔环 10 传动端圆锥滚子轴承 图 5 13 抱轴承箱装配 2210700028 18 13 5 5 电机悬挂装置 驱动单元组装的悬挂部件 如图 5 14 所示 由电机吊座 电机悬挂橡胶套 在电机吊座上下各一个 吊杆 防落座等组成 其中电机悬挂橡胶套是实现驱动装置弹性悬挂的橡胶元件 它不仅承受驱动单元传 动产生的轴向载荷 而且要承受牵引电机与车轴相对于构架发生相对位移时的弯矩 其轴向刚度为 5kN mm 牵引电机采用抱轴式弹性半悬挂方式 一侧通过抱轴承箱和两套圆锥滚子轴承与车轴联结 另一侧采 用一个电机吊杆悬挂于构架上 电机吊座上安装有橡胶弹性元件 可实现轮对与构架之间相对位移 这种 牵引电机悬挂方式结构简单 检修拆装方便 在不架车的情况下 牵引电机可以在落轮坑内卸下 1 齿轮箱 2 牵引电机 3 防落座 4 电机吊座 5 吊杆 6 电机悬挂橡胶套 图 5 14 驱动装置悬挂 第 六 节 基 础 制 动 装 置 基础制动装置采用单侧踏面制动单元 制动单元用螺栓紧固在构架侧梁上 每转向架设有 4 套单元制 动器 其中 2 套为带停放制动的踏面制动单元 分别安装在轮对齿轮侧的 2 个车轮处 如图 5 15 所示 2210700028 18 14 1 2 2 1 1 不带停放制动的踏面制动单元 2 带停放制动的踏面制动单元 图 5 15 踏面制动单元的安装 踏面制动单元设计有单向间隙自动调整器组成 闸瓦间隙自动调整装置能够对闸瓦和车轮间的间隙进 行自动调整 是一单独作用的机构 它不受制动力产生的弹性变形的影响 当轮瓦磨损后 它能保证轮瓦 间隙在非制动状态始终为 8mm 每个制动器安装有两块闸瓦 闸瓦采用合成闸瓦 基础制动装置主要技术参数见表 5 2 表 5 2 基础制动装置主要技术参数表 出闸压力 0 3 巴 最大制动压力 5 巴 制动力公差 7 最大制动压力时的公称制动力 50kN 停放制动的最小复位压力 4 5 巴 停放制动的最小制动力 26 8 kN 停放制动的最大缓解力 150N 最小允许的横向位移 5 mm 间隙调整器的调整量 车轮磨耗 50 mm 闸瓦磨耗 50 mm 更换 20 mm 125 mm 闸瓦宽 80 mm 闸瓦长度 250mm 闸瓦厚度 60mm 闸瓦磨耗限值 50mm 闸瓦静摩擦系数 0 24 闸瓦动摩擦系数 速度 120km h 时 0 23 闸瓦材料 复合材料 2210700028 18 15 闸瓦最高工作温度 350 该基础制动装置可以实现机车在平直道上 120km h 速度下 轴重 25t 机车紧急制动距离 1080m 的要 求 在无风和所有设备工作时 停放制动可以保证机车在 30 坡道上安全停放 第 七 节 牵 引 装 置 牵引装置采用中间推挽式牵引杆与车体连接 牵引杆倾斜布置 与轨道成 11 角 牵引点低于轮轴 中心 属低位牵引 因此轴重转移量小 粘着重量利用率高 该装置结构简单紧凑 主要由转向架牵引支座 牵引杆 托盘 车体牵引支座和橡胶套等组成 如图 5 16 所示 转向架牵引支座与构架端梁固定 车体牵引支座与车体底架固定 牵引杆通过两个橡胶套分别与转向 架牵引支座和车体牵引支座连接成一个可以小幅度运动的弹性机构 以适应转向架相对于车体的运动 该 装置的防落机构可防止牵引杆意外脱落掉落到轨面 牵引杆安装之后 用乐泰 SILICOMET AS 310 或等效的 密封胶在牵引支座锥面和橡胶筒端面之间 密封 但密封胶不允许进入牵引支座和橡胶套的接触面内 1 转向架牵引支座 2 橡胶套 3 托盘 4 牵引杆 5 防落机构 6 车体牵引支座 图 5 16 牵引装置 第 八 节 附 属 装 置 转向架附属装置由轮缘润滑器安装 排石器和撒砂管装配 制动管路装配 轴端速度传感器安装 接 地装置安装 牵引电机接地装置 转向架铭牌装配组成 8 1 轮缘润滑安装 该机车轮缘润滑采用的是油气润滑系统 每转向架配有一组轮缘润滑器 轮缘润滑器的主要功能是通 2210700028 18 16 过润滑轮缘的内侧面 来降低当列车进入曲线时的负载并减少轮缘和轨道之间的磨损 油气润滑简单地说将单独供送的润滑脂和压缩空气进行混和后再送到润滑点 因此喷射出来的润滑剂 的是雾状 以保证在高速行驶状态下 润滑剂也不被甩出 也节省润滑剂 轮缘润滑脂牌号为 L WFB 轮缘润滑装置用螺栓固定在转向架构架上 如图 5 17 由轮喷油箱 包括箱体 油气分配器等零部 件 喷头和管路等组成 轮缘润滑系统所用的压缩空气取自机车的压缩空气 压缩空气在喷射过程中形成了精细油膜层 其宽 度为 10 15 mm 并以 150 200 m s 的高速度喷到轮缘上 确保机车在高速行驶的状态下喷射出的润滑 剂也能突破车轮周围的空气流而精细地覆盖在机车轮缘上 8 2制动管路装配 制动管路装配主要是基础制动装置用空气管路 为单元制动器提供压缩空气 以保证机车制动用必要 的制动力 管路用管卡固定在转向架构架上 如图 5 18 1 2 3 1 轮喷油箱 2 管路 3 喷头 图 5 17 轮缘润滑装置 2210700028 18 17 图 5 18 制动管路装配 8 3 排石器和撒砂管装配 为保证轨面没有石块之类影响行车安全的异物 每转向架端部设计有排石器 见图 5 19 为防止轮 轨打滑 保证机车牵引力的正常发挥 机车配有撒砂装置 其撒砂管安装在每车轮处 见图 5 19 1 2 1 排石器 2 撒砂管 图 5 19 排石器和撒砂管装配 8 4 其它附属装置 其它附属装置包括轴端速度传感器安装 接地装置安装 牵引电机接地装置 转向架铭牌装配 见 图 5 20 2210700028 18 18 1 接地装置安装 2 轴端速度传感器安装 3 牵引电机接地装置 4 转向架铭牌装配 图 5 20 其它附属装置