韶山3B型电力机车设计毕业设计论文.docx

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韶山3B型电力机车设计毕业设计论文

摘要

韶山3B型电力机车（代号SS3B），是株洲电力机车厂根据铁道部有关韶山3型双重联的技术方案，于2002年基于SS系列机车的设计技术平台上开发的一种新型电力机车,该车型的开发研制成功填补了我国在大功率交流传动货运电力机车领域的一项空白。

本文通过对该车车体钢结构的分析,用三维软件solidworks对车体底架以上各个部分完成三维建模,并组装成完整的车体,并根据电力机车大修规程编制各个部件的修理工艺制定。

本论文主要对SS3B型电力机车车体的构成及修理工艺和三维建模作了简单的介绍。

第一章介绍SS3B电力机车的简介及其机车特性；第二章介绍SS3B型电力机车的车体外壳结构，内部结构，采光通风，缓冲装置，和排障器。

第三章开始介绍车体的三维建模，及其solidwork的强大功能。

第四章介绍电力机车的修理工艺。

关键词：

车体钢结构三维建模修理工艺

Abstract

Shaoshan3Belectriclocomotive（codeSS3B）,ZhuzhouElectricLocomotiveFactorysolutionaccordingtotheMinistryofRailwaysinShaoshantype3double-linked,in2002basedonanewtypeofelectriclocomotivedesignedSSserieslocomotivetechnologyplatformforthedevelopmentofthemodelthecountrysuccessfullydevelopedtofillagapinthehigh-powerACdriveelectricfreightlocomotivessector.Basedontheanalysisofcarbodysteel,three-dimensionalsoftwaresolidworksovervariouspartsofthebodychassiscomplete3Dmodeling,andassembledintoacompletevehicle,andthepreparationoftherepairprocesstodevelopthevariouscomponentsofelectriclocomotiveoverhaulaccordingtorules.

Thispaperfocusesonconfigurationandrepairtechnologyand3DmodelingSS3Belectriclocomotivebodymadeabriefintroduction.ChapterOneIntroductionandlocomotiveelectriclocomotiveSS3Bcharacteristics;thesecondchapterdescribesthebodyshellstructureSS3Belectriclocomotive,theinternalstructure,lightingandventilation,bufferdevice,andtroubleshootingdevice.Thethirdchapterdescribesthepowerfulthree-dimensionalmodelingofthevehiclebody,andsolidworkof.Thefourthchapterdescribestheelectriclocomotiverepairprocess.

Keywords:

CarbodySteelStructureDimensionalmodelingRepairofprocesses

第一章概述

第一节研究背景及意义

中国制造的电力机车自1958年第一台电力机车诞生到现在的发展历程中，经历了由韶山型系列直流传动电力机车到和谐型系列交流传动电力机车的发展，经历了由技术引进到消化吸收到自主创新的历程，走出了具有中国铁路特色的技术创新道路。

2003年以来，为适应中国国民经济高速发展，中国铁路制造业在 “引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”基本原则指导下，坚持“先进、成熟、经济、适用、可靠”的技术方针，遵循“引进、消化吸收、再创新”的技术路线，卓有成效地实施了铁路技术装备现代化的跨越式发展。

以中国南车株机公司、中国南车戚机公司、中国北车连车公司、中国北车同车公司为代表的四家中国电力机车制造企业，在铁道部总体部署下，锁定世界铁路最先进技术，分别与德国西门子公司、美国GE公司、美国EMD公司、法国阿尔斯通公司、日本东芝公司进行技术合作，通过技术转让，联合设计等方式先后研制成功了HXD1、HXD2、HXD3、HXD1B、HXD2B、HXD3B、HXD1C、HXN3、HXN5等和谐系列交流传动机车。

通过技术引进，中国电力机车制造企业成功掌握了机车总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器、网络控制系统、牵引电机、驱动装置、制动系统等九大关键技术，以及受电弓、真空主短路器、高压（电压/电流）互感器、司机控制器、辅助设备/牵引电机通风机、空压机、机车空调、复合冷却塔、车钩缓冲器、车载卫生装置十项主要配套技术。

开创了我国自主研制牵引变流器、网络控制系统、大功率牵引变压器、大功率牵引电机等重要零部件的先河；构建了与国际接轨的技术标准体系。

中国铁路牵引技术实现了从直流传动到交流传动的根本转换，由采用直流传动技术的韶山系列机车上升到和谐系列交流传动机车。

通过技术引进工作,和谐型机车制造企业在短短的几年时间里,完成了2642台机车的生产任务,极大缩短了机车设计制造周期,满足了铁路运输高速增长的需求。

在引进先进技术的同时也同步引进了先进的质量管理理念，和先进的管理方法和手段，

国际水准的交流机车制造技术平台;提升了质量管理体系持续改进的能力；初步形成比较完善的供应商管理体系；初步建立机车运用信息数据库，构建了售后服务保障体系；部分企业顺利通过国际铁路行业最高管理标准（IRIS标准认证），项目管理模式日渐成熟，轨道交通装备的可靠性、可用性、可维护性和安全性活动（RAMS活动）初步开展。

本论文通过对韵山系SS3B电力机车的车体（底架以上），各个部件的分析研究，了解各部件之间的工作特性及关系。

在了解其结构的基础上对各部件进行三维建模，并对对各个部件的零件图进行装配。

在掌握其结构的基础上完成，根据电力机车大修规程编制该机车修理工艺。

第二节韵山3B电力机车的特性

一、机车起动和牵引能力强机车技术先进

因为机车功率大，粘着重量（即机车的重量分配在主动轮对上的压力）也大，故机车起动以及牵引能力强大。

机车运行于4‰的直线坡道上可以完成停坡起动10000t货物列车，车速可按54km/h的均衡速度运行。

当机车运行于6‰的直线坡道上时可停坡起动6000t货物列车，而且可按64km/h的均衡速度运行。

该电力机车的控制系统采用列车通讯网络先进技术，该系统将中央控制单元微机柜（TPW）、（CCU）、彩色液晶显示屏（DISP）、逻辑控制单元（LCU）、机车综合监测装置（TAX2）、制动逻辑控制装置（DKL）是通过车辆总线MVB而联络成为通讯网络，并且通过列车总线WTB实现将两节车的信息通过通讯网络联结起来。

图1-2-1车体

二、机车可靠性高

机车互换性强、可靠性高、使用与检修以及维护起来方便,由于该机车采用了逻辑控制单元（LCU）控制，取消了SS3型机车上中间继电器和时间继电器，从而避免了大量的电器触点，从而提升了电气系统工作的可靠性；

该机车通过采用网络控制技术，实现了重联机车的大量重联硬连线可以取消，而且通过总线以通讯方式传输各种指令和不同的信息，不但布线简单了，而且也提高了工作的可靠性。

为保证其系统的工作可靠性以及门联锁、紧急制动、电子柜重联控制信号和重联电话采用硬连线；

机车司机室内装有彩色液晶显示屏，机车主要设备的工作状态以及故障信息均显示于显示屏上，并可以用便携式数据采集器通过线路控制器（LCU）采集各种相关数据，因此，机车在使用与检修及维护上更加方便；

机车主要配件劈相机、变压器、平波电抗器、牵引电机、通风机等均与SS3型机车一样，因此具有良好的通用互换性。

SS3B型电力机车主电路与SS3电力机车相比，增加了高压连接器、网压表、高压隔离开关、高压变压器、降压变压器、高压互感器采用了自动开关。

真空断路器、受电弓均采用了进口产品。

辅助电路在每节机车压缩机采用了一台螺杆式压缩机。

采用了三极式自动开关代替了辅保装置，保护辅机过电流。

SS3B型机车控制电路与SS3型机车相比，SS3B型机车控制采用了微机柜、逻辑控制仪（LCU）和网络控制技术。

第二章韵山3B电力机车的车体

第一节概述

电力机车车体是一箱型壳体,是由梁组以及板焊接组成的复杂空间结构,是组成电力机车的主要部件的其中之一。

电力机车上多数机械以及电机设备和电子电器装置都安装在车体上。

在其运行的过程中，车体不但要承受垂直载荷还要承受侧向力以及水平方向的冲击载荷，并且传递制动力和牵引力于车钩，因此车体结构必须要符合电力机车的通用技术条件，还有具备足够的刚度和强度，从而保证运行的平稳性和安全性；还有为车内部设备安装提供足够的空间，保证其正常运转；还要为司机的操作提供良好的工作环境。

韵山3B型电力机车结构材料由Q235A型材、Q235A钢板和钢板压件组焊接构成，车体采用框架式整体承载结构。

车体在结构上以横向中心线对称布置，从而车体重量分配基本均匀。

底架位于车体下部,试车体的基础,也是主要的承载体。

车体两侧都是侧墙结构，车体两端各有一个司机室，它们均焊接于底架上。

车体在组装时，应用六根车顶连接横梁将两侧强连接成为箱型壳体。

在车体顶部安装安装小顶盖装置，还设有5个可以拆卸的小顶盖，底架，侧构.司机室和小顶盖装置，都属于车体外壳结构的主要部分。

司机室前部设有明亮而宽敞的前窗，侧面也设有铝合金活动侧窗，视野非常开阔，便于司机师傅观察周围环境。

从入门直接进入司机室，通过走廊可观察各个设备室内部。

在车体两侧墙设有纵向排列的立式百叶窗，大气经过百叶窗后在经过滤网过滤灰尘后进入车内，冷却各个设备，两侧墙上设有玻璃窗，可以为车内提供温馨的阳光浴。

牵引缓冲装置装设于机车两端的标准高度处，通过牵引装置可以实现对列车的牵引。

机车的前段下不装有排障器，以用来排除线路上的障碍物，从而保证列车的安全运行，排障器上还装设有脚踏板，用于工作人员完成调车作业。

车体总装提出如下几点要求：

1、车体在1.4位枕梁之间的挠度为6~12mm;

2、外墙表面的平面度在1m内不超过3mm；

3、车体两侧倾斜度不能大于6mm；

4、车体焊接时应该符合TB1580—85机车车辆最新焊接技术条件；

5、侧墙上部旁弯（在两个入口门之间）不大于8mm；

6、机车在组装完成后应对外壳进行漏水实验。

第二节车体外壳结构

一、司机室

司机室位于车体两端，其结构完全一致，司机室的钢结构长度为1670mm其两侧的斜度和底架一致。

前端的中间略尖，分别向左右两侧后斜，它们分别于两侧圆弧相切，后部斜率为1：

15.5，图2-2-1司机所钢结构

这样有利于减少风的阻力，司机室前后端宽度为2906mm和3106mm。

司机室外部墙体以及顶板均采用3mm厚度的钢板，下中立柱和前中立柱由80*48*6mm压型槽钢和封板组焊接构成箱型截面，上下角立柱由