SS9轉(zhuǎn)向架畢業(yè)設(shè)計

1、2017屆畢業(yè)設(shè)計方案課題名稱：韶山9 電力機車轉(zhuǎn)向架檢修與維護所在學院鐵道牽引與動力學院班 級司乘姓 名王中玉學 號2014指導老師王璽珍完成日期摘要轉(zhuǎn)向架是機車高速運行時最關(guān)鍵的部件之一，它對機車的安全性、舒造性、可靠運行、延長壽命及減少對軌道的破壞均起著極其重要的作用。它承受車體傳來的各同群動載何，傳遞牽引力、制動力，牽引機車在軌道上運行。因此轉(zhuǎn)向架要求有足夠的強度，小的輪軌作用力，較好的平穩(wěn)性、穩(wěn)定性和曲線通過性能，高的黏著利用率，可靠的牽引制動性能，并盡量滿足標準化、簡統(tǒng)化的要求。SS9型電力機車為C0-C0軸式，C0轉(zhuǎn)向架保留了傳統(tǒng)的“目”字形構(gòu)架，采用輪對空心軸六連桿驅(qū)動裝置、一

2、系、 二系彈簧懸掛裝置、牽引電機架承式全懸掛、新型TDYZ-4單元制動器、單邊直齒剛性齒輪傳動，使得轉(zhuǎn)向架具有較高的黏著利用率和較好的動力學性能。牽引電機采用ZD115型 6極串勵脈流牽引電動機，在加速過程中可以發(fā)揮最大功率5400kW，持續(xù)運時功率留有較大的裕量，加速性能好。關(guān)鍵詞 ： C0-C0軸式“目”字形構(gòu)架 一系、二系彈簧懸掛裝置14ABSTRACTThe bogie is one of the high speed locomotive running at the most important part of it, the safety of the locomotive, c

3、omfortability, reliable operation, longer life and plays an extremely important role to reduce rail damage. It came with the body to bear the dynamic load transfer group, traction force, braking force, locomotive in orbit. Therefore traction bogie requires sufficient strength, small wheel rail force

4、, better stability, stability and high performance through the curve, adhesion rate, traction and reliable braking performance, and meet the requirements of standardization and simplification.SS9electric locomotive bogie shaft type C0-C0, C0 retains the traditional 目 shape frame, wheel hollow shaft

5、six connecting rod driving device, a system of two spring suspension device, traction motor frame supported full suspension, the new TDYZ-4 brake unit, single rigid straight tooth gear transmission, the bogie has a high adhesion rate and good dynamic performance. The traction motor adopts ZD115 type

6、 6 series of pulsating current traction motor, can play a maximum power 5400kW during acceleration, continued to transport power left a larger margin, good acceleration performance.Key words: C0-C0shaft type 目 - shaped structure of a series, two series spring suspension device第一章SS 9型客運電力機車轉(zhuǎn)向架1.1 SS

7、 9型客運電力機車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點SS9型客運電力機車有兩臺結(jié)構(gòu)完全相同的轉(zhuǎn)向架，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，牽引電動機架懸在構(gòu)架上，減小了轉(zhuǎn)向架的簧下質(zhì)量，降低輪軌沖 擊及振動，同時改善牽引電機的工作條件。一系懸掛采用鋼圓彈簧加油壓減振器結(jié)構(gòu)，二系懸掛采用高圓彈簧支承，配以橫向、垂向油壓減振器及抗蛇行油壓減振器，轉(zhuǎn)向架有較大的靜撓度，以滿足機車高速運行的要求。基礎(chǔ)制動裝置采用獨立單元式單側(cè)制動，閘瓦間隙可以自動調(diào)節(jié)，保證機車運行時車輪與閘 瓦之間有一定的間隙。停車制動采用彈簧蓄能制動其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作準確、安全可 靠。牽引方式為雙側(cè)平拉桿，以降低轉(zhuǎn)向架牽引點高度

8、，提高機車的黏著利用率。轉(zhuǎn)向架還配有撒砂裝置、接地裝置、輪緣潤滑裝置、橫向和垂向止擋等附屬部件。1.2 轉(zhuǎn)向架的作用轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的主體，用以聯(lián)系（安裝）轉(zhuǎn)向架組成部分和傳遞各方向的力。并用來保持車軸在轉(zhuǎn)向架內(nèi)的位置。是連接轉(zhuǎn)向架其他組成部分的骨架。它不僅承受機車上部所有設(shè)備的重量，而且承受傳遞機車在運行中產(chǎn)生的各種不同方向和隨機運行中經(jīng)常變化的動作用力。因此，構(gòu)架時一個受力復(fù)雜的部件。為了保證輪對、牽引裝置、懸掛裝置及制動裝置可靠工作，要求構(gòu)架不僅有足夠的強度和剛度，同時應(yīng)具有滿足尺寸的精度要求。以保證轉(zhuǎn)向架其他組成部分在構(gòu)架上的正確安裝。1.3 轉(zhuǎn)向架主要組成部分及其作用1.3.1 輪

9、對驅(qū)動裝置牽引電機采用架懸后，為適用電機與輪對之間垂向及橫向運動位移，并平穩(wěn)地把牽引電機產(chǎn)生的扭矩傳遞到輪對，轉(zhuǎn)向架采用了輪對空心軸傳動系統(tǒng)。輪對驅(qū)動裝置主要包括輪對組裝、齒輪空心軸傳動裝置、牽引電機、軸箱組裝、齒輪箱組裝、接地裝置等6 部分。（一）軸箱組裝軸箱安裝在車軸兩端軸頸上。它是連接構(gòu)架和輪對的活動關(guān)節(jié)，將機車簧上部分的靜員荷及動負荷傳遞給輪對，并將來自輪對的牽引力或制動力傳到構(gòu)架上去，同時傳遞輪對與構(gòu)架之間的橫向和縱向作用力。軸箱采用獨立懸掛彈性定位拉桿式結(jié)構(gòu)，它具有提高機車運行穩(wěn)定性、改善機車曲線通過性能的優(yōu)點。軸箱軸端共有3 種結(jié)構(gòu)；第一種為普通軸端，第二種軸端設(shè)有速度傳感器，第

10、三種軸端設(shè)有接地裝置。軸端設(shè)有速度傳感器的軸箱組裝。它主要由內(nèi)外端軸箱密封內(nèi)側(cè)采用迷宮式密封，外側(cè)采用擋油環(huán)式密封，一方面防止?jié)櫥孤?，另一方面防止灰塵進入軸箱體內(nèi)污染潤滑脂，從而保證軸箱軸承的良好潤滑和正常運轉(zhuǎn)。一）內(nèi)、外端蓋內(nèi)、外端蓋均為ZG230450鑄鋼件，它通過螺栓與軸箱體緊固在一起，其突緣緊壓圓柱滾子軸承外圈，以防止軸承外圈由于軸承轉(zhuǎn)動而在軸箱內(nèi)游動和左右移動，另外還起到防塵和保護軸箱內(nèi)部零件的作用。（二）內(nèi)、外端蓋軸箱體是關(guān)鍵承載部件，承受復(fù)雜的交變載荷。軸箱體材質(zhì)采用高強度C級鑄鋼，中間成圓簡形，其內(nèi)孔與軸承外圈配合。左上方和右下方有八字形切口，它與軸箱拉桿連接。兩邊伸出彈簧

11、座，一系圓彈簧就支承在此彈簧座上。（三）軸箱體軸箱體是關(guān)鍵承載部件，承受復(fù)雜的交變載荷。油箱體材質(zhì)采用高強度C級鑄鋼，中間成圓筒形，其內(nèi)孔與軸承外圈配合。左上方和有有下方有八字形切口，它與軸箱拉桿連接。兩邊伸出彈簧座，一系圓彈簧就支承在此彈簧座上。（三） 軸承軸承采用單列向心滾子軸承。每組軸箱采用兩種型號軸承，內(nèi)側(cè)采用NJ2232WBY軸承，外側(cè)采用NUHJ2232WBY軸承。 l在組裝軸箱軸承前，應(yīng)用汽油或煤油把軸承清洗干凈，并同時把軸箱配件和車軸軸頸清洗干凈。軸承內(nèi)應(yīng)加相當于軸承室總?cè)萘?/3-1/2 的高速鐵道型潤滑脂。軸箱組裝時，軸圈和軸承內(nèi)圈均需熱套組裝。軸圈加熱溫度應(yīng)在160以下，

12、抽承內(nèi)圈加熱溫度應(yīng)在120以下。為使機車順利通過曲線，軸箱組裝完后，在軸頸上的軸向竄動量（即軸箱的橫動量）；機車第一、三、四、六位為2mm，第二、五位為16mm。（四）接地裝置為了防止和減少軸箱軸承的電流腐蝕，每一輪對的一個軸箱端部均設(shè)置了一套接地裝置。該裝置型號為TDO1型。（ 五 ） 擋板擋板有兩種，一種是與接地裝置相連接的圓孔擋板；另一種是方孔擋板，方孔與速度傳感器相配合，形成車軸與傳感器的連接裝置。（ 六）節(jié)座當車體起吊或轉(zhuǎn)向架整體起吊時，為防止一系減振器超出行程而破壞，在軸箱與構(gòu)架之間設(shè)置了吊座，它起到了轉(zhuǎn)向架整體起吊和保護一系減振器的作用。1.3.2 一系懸掛（彈簧懸掛裝置）機車在

13、運行時，由于線路不平順、鋼軌的接縫以及輪對踏面磨耗不均勻等諸多因素的影響，輪對均會受到來自線路的沖擊，激起機車振動。如果構(gòu)架與軸箱直接連接，那么輪對所的沖擊就會直接通過軸箱傳至構(gòu)架，構(gòu)架又傳至車體，使構(gòu)架受力惡化引起裂紋和變形，走行部的各種緊固件會松動，裝在車體內(nèi)的各種電器設(shè)備工作會不可靠。同時，剛性沖擊對線路也具有很大的破壞作用。為了緩和軌道對機車的沖擊和振動，改善簧上零部件的工作條件和乘務(wù)員的舒適度，在構(gòu)架和輪對軸箱之間設(shè)置了彈簧和液壓減振器系統(tǒng)，該系統(tǒng)稱為一系懸掛裝置。每臺轉(zhuǎn)向架有6 組相同的一系懸掛裝置（2.5 位不裝油壓減振器）。每個一系懸掛裝置由2 組完全相同的圓彈簧、軸箱拉桿、上

14、下壓蓋、橡膠墊及1 個上座、 1 個油壓減振器和1 個減振器下座等組成。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、無磨耗、能克服上下壓蓋歪斜、調(diào)簧容易及易維護保養(yǎng)等優(yōu)點。（一）圓彈簧每個軸箱設(shè)置了2 個相同的圓彈簧，圓彈簧的材料為60Si2CrA，旋向為右旋。每個彈簧在繞制完成后都對其在工作負荷下的高度進行測量，在圓彈簧的標牌上有詳細記錄。一系懸掛裝置組裝時應(yīng)對圓彈簧進行選配，保證同一轉(zhuǎn)向架各個圓彈簧的工作高相差不超過1mm。（二）軸箱拉桿軸箱定位采用雙扭線彈性軸箱拉桿裝。軸箱拉桿由連桿體、拉桿組件、端蓋、橡膠墊和止塊等組成。連桿體為C級鋼鑄鋼件，成雙筒形，中間連接部分成工字形。拉桿組件由拉桿和橡膠組成，橡膠硫化在

15、拉桿上，主要提供一系彈簧的徑向剛度，橡端蓋壓死在連桿體的側(cè)面，而端蓋則用兩個半圓止塊固定，主要提供一系彈簧的橫向剛度。組合后的軸箱拉桿形成一個整體彈性體，它承受傳遞牽引力和制動力及各種負荷，并緩沖各種振動，以改善機車性能。由于軸箱拉桿采用了橡膠件，而橡膠容易老化，因而在運用一段時間后應(yīng)對其進行外觀檢查和性能參數(shù)抽查。（ 三 ） 彈簧附屬部件附屬部件由上下壓蓋、上座、定位銷等組成。圓彈簧靠上下壓蓋、上座、定位銷定位組裝在一起。因 SS9型電力機車轉(zhuǎn)向架采用獨立懸掛方式的螺旋彈簧，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損壞，所以，彈簧配合減震器一起工作，既能緩和線路不平順引起的機

16、車沖擊，衰減機車的振動，又能達到保持彈簧裝置正常工作的目的。一系懸掛裝置采用的減振器是設(shè)置在構(gòu)架和輪對軸箱之間的垂向油壓減振器，一端固定在構(gòu)架的減振器座上，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。減振器采用 KONI鐵路油壓減振器。油壓減振器是一個液壓系統(tǒng)，在減振器拉伸和壓縮時，液壓油通過節(jié)流閥產(chǎn)生阻尼力，達到衰減振動的目的。（ 五 ） 彈簧調(diào)整彈簧的調(diào)整是指在落車狀態(tài)通過加調(diào)整墊改變彈簧高度的方法使機車獲得合理的軸重分配。彈簧調(diào)整的好壞不但影響構(gòu)架受力狀態(tài)，而且直接影響機車的軸重分配，從而影響牽引力的發(fā)揮。所以調(diào)整軸重是考核機車的一個重要指標，必須達到國家標準

17、GB3317規(guī)定的軸重和輪重及轉(zhuǎn)向架有關(guān)的技術(shù)要求。1.3.3 二系懸掛（車架與轉(zhuǎn)向架間的連接裝置）為了進一步減少由于來自鋼軌的沖擊而使機車產(chǎn)生的振動，提高車體內(nèi)設(shè)備的可靠性和機車運行的平穩(wěn)性，在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和車體之間設(shè)置了彈性連接裝置，即二系懸掛裝置。通過它可以把車體以上的重量彈性地、均勻地分配到轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。當機車通過曲線時，它可在車體和轉(zhuǎn)向架之間產(chǎn)生相對位移，使機車順利通過曲線。當機車通過曲線后，它可使轉(zhuǎn)向架與車體之間恢復(fù)原來的平衡狀態(tài)，并通過它傳遞各種附加力。二系懸掛裝置由圓彈簧、橡膠墊、垂向油壓減振器、橫向油壓減振器和抗蛇行油壓減振器等組成。（一）圓彈簧在構(gòu)架側(cè)梁上部設(shè)置了6 個圓彈簧

18、，圓彈簧的材料為50CrVA，旋向為右旋。（二）橡膠墊在每個彈簧的上下兩端都設(shè)置了橡膠墊，以使彈簧工作時有較小的橫向剛度，同時改善圓彈簧的應(yīng)力狀態(tài)。橡膠墊由上蓋板、下蓋板和橡膠硫化成整體。（三）油壓減振器轉(zhuǎn)向架與車體之間布置了2 個橫向油壓減振器和4 個垂向油壓減振器，同時，還布置了2 個抗蛇行油壓減振器。它們起到衰減車體振動，改善機車動力學性能的作用。抗蛇行油壓減振器主要應(yīng)用在高速機車上，在機車高速運行時，抗蛇行油壓減振器遏制 轉(zhuǎn)向架的蛇行運動，提高機車運行的穩(wěn)定性。1.3.4 構(gòu)架構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的一個受力復(fù)雜的重要部件，它的結(jié)構(gòu)形式、受力狀態(tài)與轉(zhuǎn)向架總體布置有關(guān)，它是轉(zhuǎn)向架其他零部件的安裝基

19、礎(chǔ)。構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的骨架，用以聯(lián)系轉(zhuǎn)向架各組成部 分和傳遞各方向的作用力，并用來保持車軸在轉(zhuǎn)向架內(nèi)的位置。為了保證構(gòu)架運用后不發(fā)生 裂紋，安全可靠，構(gòu)架必須具有足夠的強度和剛度，還要重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，同時應(yīng)有好的 轉(zhuǎn)向架總體布置。在設(shè)計構(gòu)架時應(yīng)考慮避開上下蓋板橫向焊縫重疊，并應(yīng)把焊縫置于低應(yīng)力 區(qū)。同時，構(gòu)架焊后必須進行整體退火和整體加工，以消除焊接內(nèi)應(yīng)力和保證構(gòu)架精度。構(gòu)架各部分主要結(jié)構(gòu)SS9型電力機車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架由2根側(cè)梁（分左右）、1 根前端梁、1 根后端梁、2根中間橫梁、和各種附加支座等組成。側(cè)梁由鋼板焊接成雙凸肚的箱形結(jié)構(gòu)，其上焊裝有牽引座、止 擋座、拉桿座、圓彈簧拉桿座以及彈簧座等。2

20、 根中間橫梁結(jié)構(gòu)基本相同，均采用無縫鋼管，其上均焊有電機懸掛支座以及電機懸掛板，中間橫梁還焊裝有制動器安裝板。前端梁采用無 縫鋼管，其上焊裝有電機懸掛支座和制動器安裝板。后端梁由鋼板焊接成箱形，其上焊裝有 電機懸掛板和制動器安裝板。各梁焊裝后，構(gòu)架成“目”字形結(jié)構(gòu)。1.3.5 牽引裝置與電機懸掛裝置牽引裝置的作用是傳遞轉(zhuǎn)向架與車體之間的牽引力和制動力。為了充分發(fā)揮機車的黏著重量利用率，一般要求牽引裝置的牽引點盡量低，以減小機車的軸重轉(zhuǎn)移SS9型電力機車牽引裝置為雙側(cè)平拉桿結(jié)構(gòu)，牽引點距軌面高度為460mm。該結(jié)構(gòu)簡單靈活，重量輕，銷套磨耗少，拆卸方便。牽引裝置是以連接桿中界面為對稱平面的完全對

21、稱結(jié)構(gòu)，它主要由牽引桿組裝、連接桿組裝、拐臀組裝、牽引桿銷（一）、牽引桿銷（二）、連接桿銷、拐臂銷、襯 套和關(guān)節(jié)軸承等零部件組成。各連接銷套、關(guān)節(jié)軸承處用油脂潤滑，以減少連接銷套、關(guān)節(jié) 軸承的磨損。（一）牽引桿組裝牽引桿組裝由牽引桿、關(guān)節(jié)軸承、擋圈組成，一端通上牽引桿銷（ 一）、關(guān)節(jié)軸承與拐臂組裝連接，另一端通過液，通過關(guān)節(jié)軸承適應(yīng)車體與轉(zhuǎn)向架之間的沉浮和偏擺，牽引裝置傳 遞轉(zhuǎn)向架與車體之間的牽引力和制動力。（二）連接桿組裝連接桿組裝由連接桿、襯套組成，轉(zhuǎn)向架兩邊的拐臂組裝通過連接桿用連接桿銷連接起 來，以保證兩側(cè)牽引桿同步運動，特別是在機車通過曲線時，對車體產(chǎn)生一個阻力矩，提高 機車的曲線通

22、過能力。（三）拐臂組裝拐臂組裝由鑄造的拐臂、關(guān)節(jié)軸承、擋圈、襯套組成，通過拐臂銷安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的牽引座上，可以繞拐臂銷自由轉(zhuǎn)動，以適應(yīng)車體與轉(zhuǎn)向架之間的回轉(zhuǎn)等。轉(zhuǎn)向架的電機懸掛方式為輪對空心軸全懸掛。電機前端通過固定在固定空心軸套上的懸掛臂支承在構(gòu)架前端梁或者中間橫梁上，后部通過固定在電機上的2 個懸掛支座固定在構(gòu)架中間橫梁或者后端梁上的八字槽內(nèi)。電機懸掛裝置主要由心軸、懸掛臂、懸掛座、心軸、托板組成。電機懸掛裝置除承受電機全部載荷外，還要承受大小齒輪、固定空心軸、齒輪箱、傳動軸承的重量，與大齒輪相連的六連桿、傳動盤、空心軸的一半重量，使它們成為簧上重量，大大降低簧下重量，以降低機車運行時的

23、輪軌動作用力，改善機車的動力學性能。心軸（一）由心軸、球鉸組成。它壓裝在懸掛臂端頭的孔內(nèi)，一端靠彈簧擋圈使其固定在懸掛臂上。1.3.6 轉(zhuǎn)向架空氣管路轉(zhuǎn)向架空氣管路系統(tǒng)是機車制動系統(tǒng)中不可缺少的一部分，是通過軟管與車體空氣管路連接，為單元制動器、蓄能制動器、砂箱裝置和輪軌潤滑裝置等提供壓力空氣的通道。其主要多種規(guī)格的鋼管、軟管、異徑接頭、管卡、管卡墊等零部件組成，結(jié)構(gòu)簡單，維護方便。1.3.7 基礎(chǔ)制動裝置與停車制動裝置SS9型電力機車基礎(chǔ)制動裝置采用單側(cè)踏面單元制動器加粉末冶金閘瓦型式。每臺轉(zhuǎn)向架裝有 6 套具有自動調(diào)整閘瓦間隙功能的單元制動器?；A(chǔ)制動裝置采用JDYZ-4A型和JDYz-4B型兩種結(jié)構(gòu)形式的單元制動器。它們的區(qū)別只是后者能與停車制