八轴机车转向架培训教程.docx
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八轴机车转向架培训教程
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代号
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代码
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名称
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交流传动八轴9600kW货运电力机车
28
转向架培训教材
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A
2012.6.7
刘辉
张委袖
第一版
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版本
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目次
第五章转向架……………………………………………………………………………………4
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
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）》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
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
1435mm
轴距
2600mm
轴重
25t
转向架总重（含电机）
18722kg
最高运行速度
120km/h
最高试验速度
132km/h
轮对内侧距（落车后）
1353±3mm
轮径
新轮：
1250mm
全磨耗：
1150mm
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）
25mm
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）
80mm
通过最小曲线半径（5km/h以下速度）
125m
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。
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UIC615-4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。
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。
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。
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。
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轮传动的平稳性，延长了牵引齿轮的使用寿命。
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-LS75W-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Shell2760B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M10x1；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
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。
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
26.8kN
停放制动的最大缓解力
150N
最小允许的横向位移
5mm
间隙调整器的调整量：
车轮磨耗：
50mm
闸瓦磨耗：
50mm
更换：
20mm
125mm
闸瓦宽
80mm
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
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SILICOMETAS310（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10～15mm，并以150～200m/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、轮喷油箱；2、管路；3、喷头
图5-17轮缘润滑装置
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、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.
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
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