SS9转向架毕业设计.docx

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SS9转向架毕业设计

2017届毕业设计方案

课题名称：

《韶山9电力机车转向架检修与维护》

所在学院铁道牵引与动力学院

班级司乘

姓名王中玉

学号2014

指导老师王玺珍

完成日期

摘　　要

转向架是机车高速运行时最关键的部件之一，它对机车的安全性、舒造性、可靠运行、延长寿命及减少对轨道的破坏均起着极其重要的作用。

它承受车体传来的各同群动载何，传递牵引力、制动力，牵引机车在轨道上运行。

因此转向架要求有足够的强度，小的轮轨作用力，较好的平稳性、稳定性和曲线通过性能，高的黏着利用率，可靠的牵引制动性能，并尽量满足标准化、简统化的要求。

SS9型电力机车为C0-C0轴式，C0转向架保留了传统的“目”字形构架，采用轮对空心轴六连杆驱动装置、一系、二系弹簧悬挂装置、牵引电机架承式全悬挂、新型TDYZ-4单元制动器、单边直齿刚性齿轮传动，使得转向架具有较高的黏着利用率和较好的动力学性能。

牵引电机采用ZD115型6极串励脉流牵引电动机，在加速过程中可以发挥最大功率5400kW，持续运时功率留有较大的裕量，加速性能好。

关键词：

C0-C0轴式“目”字形构架一系、二系弹簧悬挂装置

ABSTRACT

Thebogieisoneofthehighspeedlocomotiverunningatthemostimportantpartofit,thesafetyofthelocomotive,comfortability,reliableoperation,longerlifeandplaysanextremelyimportantroletoreduceraildamage.Itcamewiththebodytobearthedynamicloadtransfergroup,tractionforce,brakingforce,locomotiveinorbit.Thereforetractionbogierequiressufficientstrength,smallwheelrailforce,betterstability,stabilityandhighperformancethroughthecurve,adhesionrate,tractionandreliablebrakingperformance,andmeettherequirementsofstandardizationandsimplification.

SS9electriclocomotivebogieshafttypeC0-C0,C0retainsthetraditional"目"shapeframe,wheelhollowshaftsixconnectingroddrivingdevice,asystemoftwospringsuspensiondevice,tractionmotorframesupportedfullsuspension,thenewTDYZ-4brakeunit,singlerigidstraighttoothgeartransmission,thebogiehasahighadhesionrateandgooddynamicperformance.ThetractionmotoradoptsZD115type6seriesofpulsatingcurrenttractionmotor,canplayamaximumpower5400kWduringacceleration,continuedtotransportpowerleftalargermargin,goodaccelerationperformance.

Keywords:

C0-C0shafttype"目"-shapedstructureofaseries,twoseriesspringsuspensiondevice

第一章SS9型客运电力机车转向架

1.1SS9型客运电力机车转向架结构特点

SS9型客运电力机车有两台结构完全相同的转向架，转向架的主要结构特点是：

采用轮对空心轴六连杆驱动装置，牵引电动机架悬在构架上，减小了转向架的簧下质量，降低轮轨冲击及振动，同时改善牵引电机的工作条件。

一系悬挂采用钢圆弹簧加油压减振器结构，二系悬挂采用高圆弹簧支承，配以横向、垂向油压减振器及抗蛇行油压减振器，转向架有较大的静挠度，以满足机车高速运行的要求。

基础制动装置采用独立单元式单侧制动，闸瓦间隙可以自动调节，保证机车运行时车轮与闸瓦之间有一定的间隙。

停车制动采用弹簧蓄能制动其结构简单、重量轻、动作准确、安全可靠。

牵引方式为双侧平拉杆，以降低转向架牵引点高度，提高机车的黏着利用率。

转向架还配有撒砂装置、接地装置、轮缘润滑装置、横向和垂向止挡等附属部件。

1.2转向架的作用

转向架构架是转向架的主体，用以联系（安装）转向架组成部分和传递各方向的力。

并用来保持车轴在转向架内的位置。

是连接转向架其他组成部分的骨架。

它不仅承受机车上部所有设备的重量，而且承受传递机车在运行中产生的各种不同方向和随机运行中经常变化的动作用力。

因此，构架时一个受力复杂的部件。

为了保证轮对、牵引装置、悬挂装置及制动装置可靠工作，要求构架不仅有足够的强度和刚度，同时应具有满足尺寸的精度要求。

以保证转向架其他组成部分在构架上的正确安装。

1.3转向架主要组成部分及其作用

1.3.1轮对驱动装置

牵引电机采用架悬后，为适用电机与轮对之间垂向及横向运动位移，并平稳地把牵引电机产生的扭矩传递到轮对，转向架采用了轮对空心轴传动系统。

轮对驱动装置主要包括轮对组装、齿轮空心轴传动装置、牵引电机、轴箱组装、齿轮箱组装、接地装置等6部分。

（一）轴箱组装

轴箱安装在车轴两端轴颈上。

它是连接构架和轮对的活动关节，将机车簧上部分的静员

荷及动负荷传递给轮对，并将来自轮对的牵引力或制动力传到构架上去，同时传递轮对与构架之间的横向和纵向作用力。

轴箱采用独立悬挂弹性定位拉杆式结构，它具有提高机车运行稳定性、改善机车曲线通过性能的优点。

轴箱轴端共有3种结构；第一种为普通轴端，第二种轴端设有速度传感器，第三种轴端设有接地装置。

轴端设有速度传感器的轴箱组装。

它主要由内外端轴箱密封内侧采用迷宫式密封，外侧采用挡油环式密封，一方面防止润滑脂泄漏，另一方面防止灰尘进入轴箱体内污染润滑脂，从而保证轴箱轴承的良好润滑和正常运转。

一）内、外端盖内、外端盖均为ZG230450铸钢件，它通过螺栓与轴箱体紧固在一起，其突缘紧压圆柱滚子轴承外圈，以防止轴承外圈由于轴承转动而在轴箱内游动和左右移动，另外还起到防尘和保护轴箱内部零件的作用。

（二）内、外端盖

轴箱体是关键承载部件，承受复杂的交变载荷。

轴箱体材质采用高强度C级铸钢，中间成圆简形，其内孔与轴承外圈配合。

左上方和右下方有八字形切口，它与轴箱拉杆连接。

两边伸出弹簧座，一系圆弹簧就支承在此弹簧座上。

（三）轴箱体

轴箱体是关键承载部件，承受复杂的交变载荷。

油箱体材质采用高强度C级铸钢，中间成圆筒形，其内孔与轴承外圈配合。

左上方和有有下方有八字形切口，它与轴箱拉杆连接。

两边伸出弹簧座，一系圆弹簧就支承在此弹簧座上。

（三）轴承轴承采用单列向心滚子轴承。

每组轴箱采用两种型号轴承，内侧采用NJ2232WBY轴承，外侧采用NUHJ2232WBYl轴承。

在组装轴箱轴承前，应用汽油或煤油把轴承清洗干净，并同时把轴箱配件和车轴轴颈清洗干净。

轴承内应加相当于轴承室总容量1/3-1/2的高速铁道Ⅲ型润滑脂。

轴箱组装时，轴圈和轴承内圈均需热套组装。

轴圈加热温度应在160℃以下，抽承内圈加热温度应在120℃以下。

为使机车顺利通过曲线，轴箱组装完后，在轴颈上的轴向窜动量（即轴箱的横动量）；机车第一、三、四、六位为2mm，第二、五位为16mm。

（四）接地装置

为了防止和减少轴箱轴承的电流腐蚀，每一轮对的一个轴箱端部均设置了一套接地装置。

该装置型号为TDO1型。

（五）挡板

挡板有两种，一种是与接地装置相连接的圆孔挡板；另一种是方孔挡板，方孔与速度传感器相配合，形成车轴与传感器的连接装置。

（六）节座

当车体起吊或转向架整体起吊时，为防止一系减振器超出行程而破坏，在轴箱与构架之间设置了吊座，它起到了转向架整体起吊和保护一系减振器的作用。

1.3.2一系悬挂（弹簧悬挂装置）

机车在运行时，由于线路不平顺、钢轨的接缝以及轮对踏面磨耗不均匀等诸多因素的影响，轮对均会受到来自线路的冲击，激起机车振动。

如果构架与轴箱直接连接，那么轮对所的冲击就会直接通过轴箱传至构架，构架又传至车体，使构架受力恶化引起裂纹和变形，走行部的各种紧固件会松动，装在车体内的各种电器设备工作会不可靠。

同时，刚性冲击对线路也具有很大的破坏作用。

为了缓和轨道对机车的冲击和振动，改善簧上零部件的工作条件和乘务员的舒适度，在构架和轮对轴箱之间设置了弹簧和液压减振器系统，该系统称为一系悬挂装置。

每台转向架有6组相同的一系悬挂装置（2.5位不装油压减振器）。

每个一系悬挂装置由2组完全相同的圆弹簧、轴箱拉杆、上下压盖、橡胶垫及1个上座、1个油压减振器和1个减振器下座等组成。

该装置具有结构简单、无磨耗、能克服上下压盖歪斜、调簧容易及易维护保养等优点。

（一）圆弹簧

每个轴箱设置了2个相同的圆弹簧，圆弹簧的材料为60Si2CrA，旋向为右旋。

每个弹簧在绕制完成后都对其在工作负荷下的高度进行测量，在圆弹簧的标牌上有详细记录。

一系悬挂装置组装时应对圆弹簧进行选配，保证同一转向架各个圆弹簧的工作高

相差不超过1mm。

（二）轴箱拉杆

轴箱定位采用双扭线弹性轴箱拉杆装。

轴箱拉杆由连杆体、拉杆组件、端盖、橡胶垫和止块等组成。

连杆体为C级钢铸钢件，成双筒形，中间连接部分成工字形。

拉杆组件由拉杆和橡胶组成，橡胶硫化在拉杆上，主要提供一系弹簧的径向刚度，橡端盖压死在连杆体的侧面，而端盖则用两个半圆止块固定，主要提供一系弹簧的横向刚度。

组合后的轴箱拉杆形成一个整体弹性体，它承受传递牵引力和制动力及各种负荷，并缓冲各种振动，以改善机车性能。

由于轴箱拉杆采用了橡胶件，而橡胶容易老化，因而在运用一段时间后应对其进行外观检查和性能参数抽查。

（三）弹簧附属部件

附属部件由上下压盖、上座、定位销等组成。

圆弹簧靠上下压盖、上座、定位销定位组装在一起。

（四）垂向油压减振器

因SS9型电力机车转向架采用独立悬挂方式的螺旋弹簧，单纯采用螺旋弹簧时，振动太大会加速机车各零件的磨损和疲劳损坏，所以，弹簧配合减震器一起工作，既能缓和线路不平顺引起的机车冲击，衰减机车的振动，又能达到保持弹簧装置正常工作的目的。

一系悬挂装置采用的减振器是设置在构架和轮对轴箱之间的垂向油压减振器，一端固定在构架的减振器座上，另一端固定在减振器下座上，减振器下座通过4个M20螺栓与轴箱体相连。

减振器采用KONI铁路油压减振器。

油压减振器是一个液压系统，在减振器拉伸和压缩时，液压油通过节流阀产生阻尼力，达到衰减振动的目的。

（五）弹簧调整

弹簧的调整是指在落车状态通过加调整垫改变弹簧高度的方法使机车获得合理的轴重分配。

弹簧调整的好坏不但影响构架受力状态，而且直接影响机车的轴重分配，从而影响牵引力的发挥。

所以调整轴重是考核机车的一个重要指标，必须达到国家标准GB3317规定的轴重和轮重及转向架有关的技术要求。

1.3.3二系悬挂（车架与转向架间的连接装置）

为了进一步减少由于来自钢轨的冲击而使机车产生的振动，提高车体内设备的可靠性和机车运行的平稳性，在转向架构架和车体之间设置了弹性连接装置，即二系悬挂装置。

通过它可以把车体以上的重量弹性地、均匀地分配到转向架构架上。

当机车通过曲线时，它可在车体和转向架之间产生相对位移，使机车顺利通过曲线。

当机车通过曲线后，它可使转向架与车体之间恢复原来的平衡状态，并通过它传递各种附加力。

二系悬挂装置由圆弹簧、橡胶垫、垂向油压减振器、横向油压减振器和抗蛇行油压减振器等组成。

（一）圆弹簧

在构架侧梁上部设置了6个圆弹簧，圆弹簧的材料为50CrVA，旋向为右旋。

（二）橡胶垫

在每个弹簧的上下两端都设置了橡胶垫，以使弹簧工作时有较小的横向刚度，同时改善圆弹簧的应力状态。

橡胶垫由上盖板、下盖板和橡胶硫化成整体。

（三）油压减振器

转向架与车体之间布置了2个横向油压减振器和4个垂向油压减振器，同时，还布置了2个抗蛇行油压减振器。

它们起到衰减车体振动，改善机车动力学性能的作用。

抗蛇行油压减振器主要应用在高速机车上，在机车高速运行时，抗蛇行油压减振器遏制转向架的蛇行运动，提高机车运行的稳定性。

1.3.4构架

构架是转向架的一个受力复杂的重要部件，它的结构形式、受力状态与转向架总体布置有关，它是转向架其他零部件的安装基础。

构架是转向架的骨架，用以联系转向架各组成部分和传递各方向的作用力，并用来保持车轴在转向架内的位置。

为了保证构架运用后不发生裂纹，安全可靠，构架必须具有足够的强度和刚度，还要重量轻、结构紧凑，同时应有好的转向架总体布置。

在设计构架时应考虑避开上下盖板横向焊缝重叠，并应把焊缝置于低应力区。

同时，构架焊后必须进行整体退火和整体加工，以消除焊接内应力和保证构架精度。

构架各部分主要结构

SS9型电力机车转向架构架由2根侧梁（分左右）、1根前端梁、1根后端梁、2根中间横梁、和各种附加支座等组成。

侧梁由钢板焊接成双凸肚的箱形结构，其上焊装有牵引座、止挡座、拉杆座、圆弹簧拉杆座以及弹簧座等。

2根中间横梁结构基本相同，均采用无缝钢管，其上均焊有电机悬挂支座以及电机悬挂板，中间横梁还焊装有制动器安装板。

前端梁采用无缝钢管，其上焊装有电机悬挂支座和制动器安装板。

后端梁由钢板焊接成箱形，其上焊装有电机悬挂板和制动器安装板。

各梁焊装后，构架成“目”字形结构。

1.3.5牵引装置与电机悬挂装置

牵引装置的作用是传递转向架与车体之间的牵引力和制动力。

为了充分发挥机车的黏着重量利用率，一般要求牵引装置的牵引点尽量低，以减小机车的轴重转移SS9型电力机车牵引装置为双侧平拉杆结构，牵引点距轨面高度为460mm。

该结构简单灵活，重量轻，销套磨耗少，拆卸方便。

牵引装置是以连接杆中界面为对称平面的完全对称结构，它主要由牵引杆组装、连接杆组装、拐臀组装、牵引杆销

（一）、牵引杆销

（二）、连接杆销、拐臂销、衬套和关节轴承等零部件组成。

各连接销套、关节轴承处用油脂润滑，以减少连接销套、关节轴承的磨损。

（一）牵引杆组装

牵引杆组装由牵引杆、关节轴承、挡圈组成，一端通上牵引杆销

（一）、关节轴承与拐臂组装连接，另一端通过液，通过关节轴承适应车体与转向架之间的沉浮和偏摆，牵引装置传递转向架与车体之间的牵引力和制动力。

（二）连接杆组装

连接杆组装由连接杆、衬套组成，转向架两边的拐臂组装通过连接杆用连接杆销连接起来，以保证两侧牵引杆同步运动，特别是在机车通过曲线时，对车体产生一个阻力矩，提高机车的曲线通过能力。

（三）拐臂组装

拐臂组装由铸造的拐臂、关节轴承、挡圈、衬套组成，通过拐臂销安装在转向架构架的牵引座上，可以绕拐臂销自由转动，以适应车体与转向架之间的回转等。

转向架的电机悬挂方式为轮对空心轴全悬挂。

电机前端通过固定在固定空心轴套上的悬

挂臂支承在构架前端梁或者中间横梁上，后部通过固定在电机上的2个悬挂支座固定在构架

中间横梁或者后端梁上的八字槽内。

电机悬挂装置主要由心轴、悬挂臂、悬挂座、心轴、托板组成。

电机悬挂装置除承受电机全部载荷外，还要承受大小齿轮、固定空心轴、齿轮箱、传动轴承的重量，与大齿轮相连的六连杆、传动盘、空心轴的一半重量，使它们成为簧上重量，大大降低簧下重量，以降低机车运行时的轮轨动作用力，改善机车的动力学性能。

心轴

（一）由心轴、球铰组成。

它压装在悬挂臂端头的孔内，一端靠弹簧挡圈使其固定在悬挂臂上。

1.3.6转向架空气管路

转向架空气管路系统是机车制动系统中不可缺少的一部分，是通过软管与车体空气管路连接，为单元制动器、蓄能制动器、砂箱装置和轮轨润滑装置等提供压力空气的通道。

其主要多种规格的钢管、软管、异径接头、管卡、管卡垫等零部件组成，结构简单，维护方便。

1.3.7基础制动装置与停车制动装置

SS9型电力机车基础制动装置采用单侧踏面单元制动器加粉末冶金闸瓦型式。

每台转向架装有6套具有自动调整闸瓦间隙功能的单元制动器。

基础制动装置采用JDYZ-4A型和JDYz-4B型两种结构形式的单元制动器。

它们的区别只是后者能与停车制动装置相连。

该单元制动器具有结构紧凑、制动效率高、制动性能可靠等特点。

组装好的制动器可作为一个独立部件直接用螺栓连接在构架的制动器安装座上。

当机车停在较大坡道或较长时间停留在轨道上，应对机车进行制动，以免机车发生溜车引起事故，此时可采用停车制动装置来实现。

SS9型电力机车停车制动装置采用蓄能制动器，在每台转向架第三位轮对处设置2套停车制动装置，每套停车制动装置由蓄能制动器、调整螺母、拉杆、水平杠杆、连杆、竖杠杆等组成。

蓄能制动器所产生的制动力依次通过拉杆、水平杠杆、竖杠杆和连杆传递到制动器闸瓦上，以实现车轮踏面制动。

蓄能制动器通过螺栓直接安装在转向架构架上，机车停车后通过蓄能制动器的弹簧力来对车轮踏面进行制动。

蓄能制动器有运行缓解、停车制动、手动缓解三种状态，分别用来对机车进行制动与缓解。

1.3.8轮轨润滑装置与沙箱装置

在机车运行过程中，车轮轮缘与钢轨之间会产生摩擦，并引起轮缘及钢轨的磨耗。

轮轨磨耗问题直接影响到车轮和钢轨的使用寿命、机车功率的有效利用和机车的运行安全。

因此，为了减小轮缘、钢轨磨耗，延长车轮和钢轨的使用寿命，SS9型电力机车在转向架第一位、六位轮对附近的构架上安装有HB-2型轮轨润滑装置。

它是利用压缩空气带动润滑脂从喷嘴中喷到轮缘上，使轮缘与钢轨之间摩擦情况得到改善的一种装置。

1.3.9整体起吊联结装置

节轮轨润滑装置

在机车运行过程中，车轮轮缘与钢轨之间会产生摩擦，并引起轮缘及钢轨的磨耗。

轮轨磨耗问题直接影响到车轮和钢轨的使用寿命、机车功率的有效利用和机车的运行安全。

因此，为了减小轮缘、钢轨磨耗，延长车轮和钢轨的使用寿命，SS，型电力机车在转向架第一位、六位轮对附近的构架上安装有HB-2型轮轨润滑装置。

它是利用压缩空气带动润滑脂从喷嘴中喷到轮缘上，使轮缘与钢轨之间摩擦情况得到改善的一种装置。