第五節(jié)彈簧裝置

1、第五節(jié) 彈簧裝置機車1537班周建2022-3-28 彈簧裝置也稱懸掛裝置，包括彈性元件及減振器。機車動力學(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)。 現(xiàn)代電力機車都采用兩系懸掛裝置，一系懸掛，又稱主懸掛，設(shè)置在機車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與軸箱體之間；二系懸掛，又稱次懸掛，設(shè)置在車體底架與轉(zhuǎn)向架之間。 對于速度較低的機車（Vm 100Km/h),要求具有良好的黏著性能，其懸掛特點是：一系軟，二系硬。對于速度較高的機車，機車振動加劇，懸掛裝置的特點是：一系硬、二系軟。 機車上常用的彈性元件有板彈簧、圓彈簧和橡膠彈簧三種。不論采用何種彈簧元件，他們的共同作用原理是：利用彈性元件受附加載荷時產(chǎn)生彈性變

2、形，將震動沖擊能量轉(zhuǎn)化為元件變形的位能，然后將位能釋放出來，形成元件及簧上部分的振動，在振動過程中，沖擊能量轉(zhuǎn)化為熱量散發(fā)掉，使振動加速度和動作用力大大降低。一、各種彈簧原件的性能特點 板彈簧又稱為疊板彈簧或弓形彈簧，是用一片片預(yù)先彎成一定弧形的彈簧鋼片疊裝而成，中間用簧箍固緊。最上面的簧片，也就是最大的簧片稱為主板，其余各簧片叫副板。 1、板彈簧 板彈簧的優(yōu)點：不僅具有一般彈簧應(yīng)起的緩沖作用，而且還因片間摩擦，具有良好的衰減振動性能，即吸振性好。板彈簧的缺點：質(zhì)量大，體積大，比其他彈簧重;制造工藝復(fù)雜;對高頻振動很不敏感，往往直接傳遞，所以靈敏性差；另外，由于強度的限制，板彈簧變形范圍較小，

3、進(jìn)一步增大撓度有困難?，F(xiàn)代電力機車很少采用。 圓彈簧又名螺旋彈簧，由于彈簧鋼條（一般為圓形斷面）加熱卷繞而成，外形有圓柱形，圓錐形等。機車上應(yīng)用的一般都是圓柱形彈簧。為了增大彈簧的剛度，常常將不同外徑的彈簧套在一起，組成實質(zhì)上是并聯(lián)的雙圈或三圈彈簧組。2、圓彈簧圓彈簧的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，體型小，制造修理比較容易，成本低，工作靈敏性好，靜撓度一般較大。圓彈簧的缺點：幾乎無吸振能力，振動衰減慢。因此，機車上用圓彈簧組成懸掛系統(tǒng)時，一般要和減振器配合使用。 隨著現(xiàn)代橡膠工業(yè)和橡膠金屬粘結(jié)工藝的發(fā)展，橡膠彈簧在機車上的應(yīng)用已經(jīng)普遍。在一系懸掛中，有些國家采用橡膠制成的軸箱彈簧（八字形橡膠堆軸箱彈

4、簧）；在二系懸掛中，橡膠堆旁承應(yīng)用很廣。3、橡膠彈簧橡膠彈簧的優(yōu)點：有良好的減振性能，吸收高頻振動的能力強；靈敏性好；質(zhì)量輕；形體??；不會突然折損，運行中無需經(jīng)常檢查。橡膠彈簧的缺點：橡膠的強度??；制造工藝復(fù)雜；性能誤差大；性能受溫度的影響大，橡膠彈簧的剛度隨溫度變化，高溫時易老化，低溫時易變脆。 減振器為衰減振動而設(shè)。它將振動沖擊能量通過各種阻尼形式變成熱量散發(fā)掉，從而使振動衰減，達(dá)到平穩(wěn)的目的。機車應(yīng)用的減振器主要有兩大類：具有摩擦阻尼的摩擦減振器和具有黏滯阻尼的油壓減振器。二、油壓減振器 油壓減振器實質(zhì)上是一個密封的充滿油液的油缸。油缸內(nèi)有一把活塞，把油缸分為A、B上下兩個腔活塞上有小孔

5、，稱為節(jié)流孔。油缸外套有一儲油筒，儲油筒與油缸B腔有進(jìn)油孔相通，將活塞和儲油筒分別固定在產(chǎn)生相對位移的兩部件上（如構(gòu)架和軸箱上），兩部件產(chǎn)生相對運動時，活塞和油缸產(chǎn)生相對位移。1、工作原理當(dāng)活塞上移時，A腔容積縮小，B腔容積加大。由于油缸是密封的，所以A腔油壓升高，B腔油壓降低，A腔的油壓通過活塞的節(jié)流孔流入B腔，油壓得以均衡，當(dāng)油液流過細(xì)小的節(jié)流孔時必然因黏滯產(chǎn)生阻尼。當(dāng)活塞下移時，情況與上述相反，油液由B腔流入A腔，產(chǎn)生阻尼?；钊\動速度：速度越大，阻力越大；速度越小，阻力越小。節(jié)流孔大?。嚎讖皆酱?，阻力越??；孔徑越小，阻力越大。油液粘度：油的粘度越大，阻力越大；油的粘度越小，阻力越小。2

6、、性能特點 油壓減振器有良好的減振性能，當(dāng)振動強烈時減振性能相應(yīng)增強；當(dāng)振動微弱時減振能力相應(yīng)減弱。這樣既保持了機車低速運行時，彈簧裝置的靈敏度，又能在高速運行時發(fā)揮充分的減振作用。 SFK1型油壓減振器由活塞部（包括心閥）、進(jìn)油閥部、密封部、缸端和連接部組成。3、SFK1型油壓減振器構(gòu)造 減振器的活塞部是產(chǎn)生阻尼的主要部分。它由活塞、心閥、心閥彈簧、閥座和套閥組成。 心閥兩側(cè)開有節(jié)流孔，組裝后，節(jié)流孔的下部露出閥套。節(jié)流孔的露出部分成為初始節(jié)流孔，減振器的阻尼主要決定于初始節(jié)流孔的大小。 在缸體的下端是進(jìn)油閥部。它由閥體、閥瓣和鎖環(huán)等組成。 進(jìn)油閥部的主要作用：減振器工作時，從此處壓出或補充

7、工作油，其開關(guān)決定于活塞下油腔液壓力的變化。 缸筒的上部是密封件，作用是對活塞桿的上下移動作導(dǎo)向，并防止工作油泄露和進(jìn)入塵土。當(dāng)減振器工作時，內(nèi)部油壓最高可達(dá)250KPa，所以密封是一個很重要的問題。密封部的結(jié)構(gòu)包括缸端、油封圈、密封彈簧、托墊和密封圈。 活塞與導(dǎo)向套的間隙越小，密封性能越好，但間隙過小容易造成磨損。導(dǎo)向套安設(shè)在活塞桿與缸端之間，由錫青銅制成，可以減輕活塞的磨損。 密封圈的作用是把少量的漏泄油液從活塞桿上刮下來，經(jīng)缸端上的回油端流到儲油缸。減振器的上、下兩端是連接部，上端通過減振器座與構(gòu)架連接，下端直接與軸箱連接。在減振器兩端與座相連接處各裝有一個橡膠墊，起彈性關(guān)節(jié)作用。減振器

8、所用的油液對減振阻力和使用耐久性都有重要的作用。通常采用變壓器油和透平油各占50%的混合油，也可用儀表油。 SS4改型電力機車每臺轉(zhuǎn)向架有四組完全相同的軸箱獨立懸掛裝置。每個懸掛裝置由兩組完全相同的彈簧組、上下壓蓋及一個上座和一個垂向液壓減振器等組成。三、SS4改型電力機車軸箱懸掛裝置 每個軸箱設(shè)置兩個彈簧組，每個彈簧組內(nèi)設(shè)有內(nèi)外三個彈簧，除中間彈簧左旋外其余內(nèi)外兩個彈簧均為右旋彈簧。 為了內(nèi)、中、外彈簧組合后受力均勻，應(yīng)對其選配，使他們在各自工作負(fù)荷下內(nèi)、中、外單個彈簧高度差不大于3mm，然后配成彈簧組，并對配成組的彈簧組進(jìn)行工作負(fù)荷下的工作高度測定，做好標(biāo)記，以便機車調(diào)簧之用。1、彈簧附屬

9、部件由上下壓蓋、上座、定位銷等組成。彈簧組靠上下壓蓋、彈簧座定位組裝在一起。2、彈簧附屬部件 SS4改型電力機車轉(zhuǎn)向架軸箱采用獨立懸掛方式，因單純采用螺旋彈簧時，振動太大，會加速機車各零件的磨損和疲勞破壞。所以，每個軸箱懸掛配一個垂向油壓減振器，以達(dá)到既能衰減振動，又能保持彈簧裝置正常工作的目的。3、垂向液壓減振器 SS9型電力機車每臺轉(zhuǎn)向架有6組基本相同的軸箱裝置（2、5位輪對軸箱不裝設(shè)油壓減震器）。每一軸箱懸掛裝置由2組完全相同的圓彈簧、橡膠墊、上下壓蓋、彈簧座和垂向液壓減振器組成。四、SS9型電力機車軸箱懸掛裝置 圓彈簧材料為60Si2CrA,旋向為右旋。 一系懸掛裝置組裝時應(yīng)對圓彈簧進(jìn)行選配，保證同一轉(zhuǎn)向架各個圓彈簧的工作高相差不超過1mm。圓彈簧靠上下壓蓋、上座、定位銷定位組裝在一起。1、圓彈簧 SS9型電力機車軸箱懸掛裝置采用KONI型鐵路油壓減振器，設(shè)置在構(gòu)架和輪對軸箱之間（2、5位輪對軸箱不裝設(shè)），一端固定在構(gòu)架的減振器上，另一端固定在減振器下座上，減振器下座通過4個M20螺栓與軸箱體相連。2、垂向油壓減振器 軸箱采用獨立懸掛，軸箱相對構(gòu)架的上、下和橫向移動，靠彈簧、橡膠元件的彈性變形來獲得。軸箱懸掛裝置由一系彈簧和橡膠減振墊等組成。五、HXD3改型電力機車軸箱懸掛裝置1、彈簧調(diào)整的目的 彈簧調(diào)整