改型电力机车机械部分的常见故障及检修Word文档下载推荐.docx

1、3.1车体的故障与检修 73.1.1底架的损伤及检修限度 73.1.2侧墙、端墙及车顶的损伤侧、端墙及车顶损伤，主要形式有变形、裂纹和 腐蚀。 93.2转向架的故障及检修 103.2.1侧架的故障及检修检修 113.2.2摩擦减振器的检修 153.2.3心盘、旁承的故障及检修。 153.3车体与转向架的链接装置的故障及检修 163.3.1常见故障 163.3.2 检修 163.4牵引缓冲装置的常见故障及检修 173.4.1车钩装置的故障与检修 17342缓冲器的故障分析 19343缓冲器常见故障及检查方法 204总结与展望 22致谢 24参考文献 25-ill -引 言我国电力机车从1958年

2、以来，经过了 50多年的发展历程，机车型号从交直传动的 韶山1型机车发展到韶山9型，我国电力机车的发展取得了飞跃发展。其中相控调压、 加装功率因数补偿装置、推挽式低位斜拉杆牵引装置等技术的改进，使我国电力牵引技 术进入了全新的时代。但随着社会的飞速发展，人们对机车的速度和平稳性也都有了更 高的要求，所以我们对机车的维修和管理也要有新的认识和提高。机械部分主要包括车体和转向架。车体是一个复杂的受力体，目前对车体的诊断主 要是由检修人员常规检测，以外形无明显变形和裂纹为判断标准，因车体而造成机车故 障的概率极低。转向架是电力机车的走行部分，是电力机车机械部分的重要组成部分， 他的主要故障是结构上出

3、现裂纹，目一前国内电力机车主要靠停车状态下感官检测和超 声波检测。它具有承重、传力和转向功能，对提高机车运行速度，确保行车安全、改善 机车走行品质，提高乘务人员舒适度等均有极其重要的作用。因此对它的要求也十分严 格，既要有足够的强度和刚度，又要减轻重量，结构紧凑；既要有较小的轮轨动作用力, 良好的动力曲线通过性能，又要有良好的运行平稳性和横向稳定性；既要有较高的粘着 重量利用率，又要有可靠的制动性能。所以本文以 SS4改型机车为例，浅谈该型电力机 车的机械部分的故障及检修1发展概况韶山4改型电力机车的研制始于1980年代初。中国实行改革开放政策之后，铁路 运输负荷十分沉重，在一些主要干线上由于

4、列车牵引吨数和货车轴重受到多年来形成的 设备方面的限制，运输能力严重不足。从 1980年代初开始，中国正式开始铁路重载运输的研究和实践。1983年2月11日，国家经贸委下达了中国铁路重点科技攻关项目一 “铁路重载列车成套技术的研究”，并相继列入“六五”期间的国家重大攻关及国家 重大装备项目。1983年5月14日，中华人民共和国铁道部发布了中国铁路第一部铁 路主要技术政策，提出“逐步提高列车重量”的目标。韶山 4改进型电力机车，是在SS、SS5和SS型电力机车的基础上，吸收了 8K机车一些先进技术设计的。韶山4型（SS4， 是中国铁路使用的电力机车车款之一。这款电力机车分 SS型（1 158号）

5、、韶山4型（SS）,是中国铁路使用的电力机车车款之一。这款电力机车分 SS型（1 158号）、SS改型（159号以后）两个发展阶段。SS改型电力机车是由株洲电力机车厂和株洲电 力机车研究所共同开发。韶山4改型电力机车是八轴重载机车，是由两节完全相同的四 轴机车用车钩与连接风挡连接而成。 期间设有电气重联控制电缆和空气制动系统重联控 制风管，可由司机在全车的任意一端司机室对全车进行控制。两节车可单独使用，作为 一台四轴机车独立运转，但是只具有一个司机室。在机车的两端还设有重联装置，可以 与另外一台八轴机车连接，进行重联运行，以提高总牵引力进行长大列车重载牵引。韶 山4改型电力机车继承国产机车交流

6、电流制， 即单相工频制，电压为25kv。机车的主传 动采用传统的交一直传动方式，使用传统的串励式脉流牵引电动机，其额定电压为中压 制1020v。转向架是电力机车的走行部分。是一个十分重要的关键部件。它一般由构架、轮对 电机组装、轴箱装配、一系和二系弹簧悬挂装置、齿轮传动装置、牵引电动机悬挂装置、 基础制动装置、牵引装置等部件组成，具有承重、传力和转向功能，对提高机车运行速 度，确保行车安全、改善机车走行品质，提高乘务人员舒适度等均有极其重要的作用。 因此对它的要求也十分严格，既要有足够的强度和刚度，又要减轻重量，结构紧凑；既 要有较小的轮轨动作用力，良好的动力曲线通过性能，又要有良好的运行平稳

7、性和横向 稳定性；既要有较高的粘着重量利用率，又要有可靠的制动性能。我国电力机车已开发 了 17种，其中6种是派生机车。11种机车转向架中，有些转向架基本上是通用的。这 些转向架的技术随着电力机车发展而发展， 也是经过了仿造、自行设计，借鉴国外技术、完善提高，从而得以跻身于世界先进行列。9各型机车转向架的主要结构特点如下：韶山，型机车采用钢板焊接的三轴四字形构 架，一系悬挂为均衡梁和圆柱螺旋弹簧组成的成组悬挂，二系悬挂由 4个中央支承和8个弹簧旁承组组成，轴箱定位装置是双侧橡胶衬套工字形轴箱拉杆，牵引装置由中央支 承兼任，车轮是花板形辐条铸钢轮心热套轧制轮箍，牵引电动机为滑动轴承抱轴悬挂， 齿

8、轮传动为双侧刚性斜齿轮，基础制动为独立单元，闸瓦是灰铸铁。韶山 2型机车为CO CO轴式，钢板压型件组焊的四字形构架；一系悬挂为轴箱两侧布置螺旋圆弹簧的 独立悬挂，二系保留摆式中央支承兼作牵引装置，采用橡胶金属叠层弹簧作为旁承弹簧； 单侧直齿弹性齿轮传动；基础制动为橡胶薄膜闸缸、棘轮棘爪式闸瓦间隙调节器的独立 单元，配高摩合成闸瓦。韶山 3型机车也是CO 一 CO轴式，但转向架有较大改进，一 系采用独立悬挂，二系悬挂采用橡胶金属叠层弹簧的全旁承的支承，配有垂向和横向液 压减振器，采用中心销传递牵引力。从韶山 3123号机车和韶山，B起改用平行牵引拉杆。这些改进以后又用于韶山。和韶山。型机车上。

9、韶山 4型机车是二轴转向架的2（B0 一 B0）轴式的货运电力机车，保留了韶山 3型机车成熟的一、二系悬挂、轮对轴箱、牵 引电动机悬挂和基础制动等传统结构。韶山，型机车是 B（）B0轴式，二系采用高挠半球形橡胶弹簧，牵引电动机是电机空心轴全悬挂传动装置，基础制动是不自锁螺纹副闸 瓦间隙调节器独立单元，停车装置是弹簧储能制动，其余是传统结构。韶山 6型机车也是CO 一 Co轴式，转向架基本结构继承了韶山，型电力机车的，齿轮传动与韶山。型 电力机车一样，但牵引电动机第一次采用滚动轴承抱轴悬挂。韶山，型机车第一次采用3Bo轴式，导筒式橡胶金属叠层弹簧轴箱定位，z形低位斜牵引拉杆，鼓形修正传动齿 轮，

10、其余为传统成熟结构。韶山。型机车是第一次采用轮对空心轴六连杆弹性传动装置， 全叠片全悬挂牵引电动机，推挽式低位平牵引拉杆。由此可知，我国电力机车转向架技 术，是从CO发展到BO,又从CO 一 Co轴式组成发展到BoBO、BoBO 一 BO、2（BO 一 BO）各种轴式组成，机车牵引从摆式中央支承牵引发展到中心销牵引， 到平拉杆牵引，再到低位斜拉杆牵引，从而大大提高了机车牵引性能。 电机悬挂系统，从滑动轴承抱轴悬挂、双侧减速齿轮传动，到滚动轴承抱轴悬挂、 单侧弹性或刚性减速齿轮传动，到架承式全悬挂电机空心轴弹性传动，再到架承式全悬 挂轮对空心轴六连杆弹性传动，改善了机车动力学性能。一、二系悬挂装

11、置，从一系板 簧加均衡梁系统，二系螺旋旁承弹簧装置到一系钢圆簧加液压减振器，二系橡胶金属叠 层弹簧，或高挠橡胶弹簧，或高挠钢圆簧加垂向、横向、抗蛇形液压减振器，提高了机 车稳定性。基础制动装置，从转向架连杆组合式灰铸铁闸瓦手制动器，发展到带闸瓦间 隙自动调节器的独立单元制动器加储能停车装置，改进了制动性能。 9展望40年来，我国电力机车的发展是辉煌162 的，特别是改革开放后的20年, 电力机车发展迅速，有着长足的进步。已研制了 16种型号交直流传动电力机车和1种型号交直交传动电力机车。技术上通过自行开发和引进、消化吸收、国产化，初步实现 了简统化、系列化、标准化的目标。交直交传动机车实现了零

12、的突破，成为我国铁路电 气化领域发展的重要里程碑。在电力机车制造体系方面，我国已形成两个生产基地和一 个科研基地，年生产能力达300台以上，生产设备、工艺装备不断现代化，科研技术开 发手段和试验装备日益完善和先进，为我国电力机车的技术进步创造了良好的条件。但 随着国民经济的发展，人民生活水平的不断提高，特别是“九五”以来，航空、公路对 铁路的竞争，铁路运输向“高速、重载”方向发展，对电力机车提出了更高更新的标准 和要求。电力机车必须迎接这场挑战，以适应新的形势。为了改变铁路的落后面貌，1998年党中央、国务院做出了投资2450亿元，加快铁 路建设，推动国民经济持续、高速度健康发展的战略决策。对

13、于铁路来说，这是千载难 逢的极好机遇。铁道部党组迅速进行全路总动员，作出了“决战西南、强攻煤运、建设 高速、扩展路网、突破七万”的总体布置。到 2002年，铁路营业里程将突破7. 5万公 里，其中，电气化铁路里程将突破1. 5万公里，我国将跻身世界电气化铁路前“四强”。 国家的投资，铁道部的决策，表明国家对铁路建设的关心和支持，反映了电力牵引是我 国牵引动力的发展方向。展望 2010年，伴随着铁路新的建设热潮的到来，铁路电气化 将迎来蓬勃发展的新时期，预示着给电力机车带来光辉灿烂的明天。因此，根据国外铁 路电气化和电力机车的发展趋势，结合我国铁路电气化和电力机车现状与发展需要，我 们要积极适应

14、加强电力机车可靠性研究，在型谱化、模块化、系列化基础上提高整车质 量和技术水平；积极开发三相交流传动电力机车，力争用 10年左右的时间，完成电力机车直流传动到交流传动的转变，实现电力机车的新一轮的发展 9。2 SS4改型电力机车机械部分的结构、特点和作用机械部分的结构主要由车体、转向架、车体与转向架的连接装置和牵引缓冲装置组 成2.1车体的结构、特点和作用2.1.1车体的结构车体由底架，侧墙，车顶，顶盖和司机室等有关部件组成。（1）底架由侧梁、枕梁、牵引梁、变压器梁、辅助纵梁、隔墙梁组成。底架是车体的 基础，主要用来安设车体内各种设备，承受并传递纵向、垂向、横向力。（2）侧墙装设于车体两侧，是

15、一种框架式承载结构，为保证通风和照明， 在侧墙上还布置有通风百叶窗和照明玻璃窗。另外在其前端还装设有司机室门。（3）车顶和车顶盖：车体顶部焊有车顶，其上开有 4个方孔，装设可拆卸车顶盖，以便检修机车时，拆装车内设备。车顶盖共 4个，分别设在变压器室，机械室，I、U端高压室上方。（4）台架：焊装于车体底架上，其上安装各种电气设备，其下空间安装冷却风道、空 气管路及布线。（5）司机室：每节车前端设有一司机室，是乘务员工作的场所。（6）排障器：位于牵引梁下面，用来排除线路上的障碍物。 2.1.2车体的特点（1）每节车前部为司机室，前端凸出，以充分利用空间，增加美感；司机室前窗玻璃 为薄膜式电热玻璃；

16、两侧活动窗采用成型拉窗，美观，密封好；司机室后墙两边各设一 走廊门，与车体两侧纵走廊相通，车体后端设有横走廊，后端墙中间设有过道门，是两 节车相同。（2）车体内设备布置，采用双边走廊，分室斜对称布置，设备屏柜化，成套化，结够 紧凑，维修方便。（3）每节车车顶有受电弓，主断路器各一台，两节车车顶高压部分，用高压连接器相 连。（4）在每节车车体顶部焊有1、2端高压室，变压器室，机械室 4个可拆卸的顶盖， 便于检修时拆装车内设备5。2.1.3车体的作用（1）用来安设各种电气设备和辅助机组， 机车上除牵引电机外，几乎所有的电气设备都安装在车体内；（2）保护车内设备不受雨、雪、风、沙侵袭；（3 ）作为乘

17、务员操纵、维修保养机车的场所；（4）接受转向架传来的牵引力、制动力，并传给设在车体两端的牵引缓冲装置；（5）将各种设备的重量经支承装置传给转向架及轨道；（6）在机车运行中除承受上述纵向力、垂向力外，还承受走行部传来的冲击、 振动及各种横向力5。2.2转向架的结构、特点和作用2.2.1 转向架的结构转向架时机车的走形部分，它是电力接车机械部分最重要的部分。由构架，轮对， 轴箱，轴箱悬挂装置，齿轮传动装置，牵引电动机，基础制动装置组成。（1）每节车由2台二轴转向架，全车四台。（2）它既有三周转向架的传统结构，又有自身特点，如，固定轴距短，采用低位斜拉 杆牵引装置以减少轴重转移等。图2-1 SS 4

18、改型电力机车转向架外形图1 砂箱装配；2系悬挂装置；3整体起吊链接装置；4轮对电机总装；5 构架组装；6限位装置；7车体悬挂装置；8电机悬挂装置；9基础制动装置；10| 手制动装置；11 速度传感器；11| 轮轨润滑装置；12| 牵引装置2.2.2转向架的特点（1）一系悬挂采用轴箱螺旋钢弹簧与弹性定位的独立悬挂结构，并配置垂向油压减振 器。二系悬挂采用全旁承橡胶堆加横向油压减振器和摩擦减振器的简单悬挂结构（2）传递牵引力的方式为斜拉杆低位牵引方式。（3）轴箱轴承均采用能承受轴向和径向力的圆柱滚子轴承。（4）构架受力状态和结构合理，工艺性好。（5 ）基础制动均采用单边高摩合成闸瓦。（6）电机悬挂

19、方式均采用刚性半悬挂11 o223转向架的作用转向架是电力机车的主要组成部分之一。它用来传递各种载荷；并利用轮轨间的黏 着保证牵引力的产生；同时实现机车在直线和曲线的平稳运行，减小对轨道的横向作用 力，保证机车曲线运行的安全可靠；并尽可能缓和线路不平顺对机车的冲击，确保机车 运行的平稳性，减少运行中的动作用力及其危害。它对机车牵引性能、动力学性能、安 全性能起着决定性的作用11 o2.3车体与转向架的链接装置车体与转向架连接装置也称二系弹簧悬挂，设置在车体与转向架之间。二系悬挂装置布置在构架左右侧梁顶面，采用多层橡胶和多块钢板粘结硫化而成的 橡胶堆。每台转向架4个，橡胶堆具有较大的垂向刚度和一

20、定的横向剪切刚度，变形时， 内部产生摩擦，能吸收机械能，尤其是吸收高频振动能量，机车通过曲线时，利用橡胶 堆的横向剪切刚度起复原作用 。2.4牵引缓冲装置牵引装置即指车钩，它是机车与列车的连接装 牵引装置即指车钩，它是机车与列 车的连接装置，为了缓冲连挂和运行中的冲击，还设置有缓冲 置，为了缓冲连挂和运行中的冲击，还设置有缓冲器。3机械部分的常见故障及检修3.1车体的故障与检修3.1.1底架的损伤及检修限度常见的底架损伤主要有变形、腐蚀、裂纹和磨耗 4种。变形1底架中、侧梁下垂底架受垂直载荷作用后，会发生一定的变形，一般中央部分较大，其次是两端，枕 梁处可视为刚性质点。因此，整个底架的中、侧梁

21、可视为两端外伸的简支梁，如图 3-1所示。在设计车辆时，其挠度的允许值有定标准。一般用静载荷下的挠度与车辆定距之 比不超过一定数值作为衡量标准。运用中的车辆由于承受垂直及水平方向载荷的综合作用及风雪雨淋，日晒夜露，加 之使用不当（如超载、偏载或集中装载过大等），而发生一定的永久变形。若变形过大， 梁件会早期发生裂纹，降低车辆使用期限。同时，会影响车辆其他部件的正常工作，如 使制动缸过分倾斜，影响制动等。中、侧梁在枕梁间下垂量的段修限度为 30him，要求调至水平线以上。中梁不过限侧梁过限时，可将侧梁调到中梁现有挠度以上。2牵引梁或枕外侧梁上挠或下垂如图所示，是由于车端部的载重及运行中的纵向冲击

22、力所造成的。多发生于运用时 间较长，车端部腐蚀较多的车辆上。它将影响底架与车体的连接强度以及车钩连挂尺寸, 若过大，会造成两连接车钩中心高度差值过大，以致在运行中使车钩和底架产生附加弯 曲，严重时会因车辆振动而发生脱钩事故。牵引梁或枕外侧粱上挠或下垂的段修限度为 20mm，要求以两枕梁中一 t2,线为基准调至水平3中、侧梁左右旁弯女口图所示，在正常运行中，由纵向力引起的车端变形是很小的。但在调车冲击、紧 急制动、变速运行等因素影响下，会使冲击力过大，加上缓冲器容量不足，就造成中、 侧梁发生失稳现象（即水平弯曲）。中、侧梁左右旁弯的段修限度为 30mm。牵引梁甩头及扩张冲击力过大时牵引梁部分也会

23、丧失稳定即发生牵引梁部分水平 弯曲，向一侧弯曲称为牵引梁甩头，如图所示。单侧或双侧凸出称为牵引梁扩张。4牵引梁甩头的段修限度20rnm。一侧扩张的段修限度为20mm，两侧扩张时段修 限度为两侧之和30mm。5腐蚀对于普通碳素结构钢制作的底架结构，当防腐措施不够时，能较快地产生 腐蚀损伤。在车辆检修中底架各梁件、金属地板等要铆、焊加强或截换、更换的大都是 由于腐蚀造成的。6裂纹底架产生裂纹的部位大多在梁件断面形状改变处，焊缝附近及铆钉孔周围 等处。产生裂纹的原因除设计不合理，使局部应力过大造成损伤外，也可能是因基体金 属受到烧损，材质发生变化，或者在焊前材质因下料、组装不合工艺要求，存在内在缺

24、陷和弊病，再加上运用中超载，过大冲击等使结构产生裂纹。此外，梁件变形过大或腐 蚀到一定程度后强度削弱也将导致裂纹产生，这种情况多发生在运用已久的旧车上。因 在运行中裂纹会继续扩大，甚至延及整个梁件断裂，车辆底架各梁件不允许发生裂纹后 继续运行。7磨耗底架上产生磨耗的地方不多，但在上心盘、上旁承及牵引梁内侧面与缓冲 器或前、后从板相接触处产生磨耗，如图所示。由于牵引梁内侧面磨耗会减弱牵引梁强 度而产生裂纹，或发生牵引梁胀肚凹入的现象。 3.1.2侧墙、端墙及车顶的损伤侧、端墙及车顶损伤，主要形式有变形、裂纹和腐蚀（1）变形1端、侧柱外胀如图3-3所示，多发生于敞车、煤车车体上。当端、侧柱根部发

25、生腐蚀，焊接不良或本身刚度不够，运行中的振动使车体各连接部分发生松弛，在散装 货物的侧压力以及运行中的冲击力作用下都会使端、侧柱发生外胀。2侧柱外胀后，将影响与底架的连接，降低原有强度，在端、侧柱根部发生焊缝 端、开裂现象。严重的会造成货物失散，或超出车辆限界。3车体墙板局部外胀对于钢质敞、棚车车体，可能因局部货物的冲击作用造成侧、 端墙板局部胀出的现象，如图3-5所示。4车体倾斜如图3-6所示，一般由于装载偏重以及纵向冲击力过大造成。另外, 钢骨架腐蚀变形，底架扭曲不平，心盘偏磨，旁承游问过大等均能造成车体倾斜。车体 倾斜的段修限度为30mm，辅修限度为50mm，运用限度货车为75mm。1-

26、铅垂线；2-胀出部分；3-胀出量；4-端梁5-侧梁；6-端角柱；7-端墙板胀出；8-手制动轴 腐蚀常发生在各梁件或板料的连接处和焊缝处。对于保温车、棚车和客车更严重，是修 车工作量较大的部分，腐蚀多发生在车顶门窗端侧墙板下部 300mm内。裂纹常见于焊缝附近，主要由于焊后有较大的内应力、变形或材料变质等原因造成，再 加上运用中使用不当等使结构产生裂纹。3.2转向架的故障及检修转向架是车辆的重要组成部分。它承受多种载荷，如垂直静载荷及动载荷；由风力 和离心力产生的侧向载荷；纵向制动力和惯性力产生的冲击载荷等。在这些载荷的作用 和影响下，转向架的各个零部件有的会产生不同程度的弯曲、拉伸、剪切等变形

27、。在一 些不利的情况下，有时还会产生偏载及应力集中，使一些零部件产生裂纹、磨耗等不同 程度的损伤。图3-7转向架的结构图3.2.1侧架的故障及检修检修铸钢侧架的故障根据铸钢侧架各断面受力情况和该断面的危害程度，发生裂纹的部位为，发生裂纹 的部位为A、B区，A区比B区的危害大。其中A区为侧架导框的内侧弯角处；B区为 侧架的底面平面及向上倾斜延伸至导框下弯角处附近，图3-8铸钢侧架易裂纹的 A、B区铸钢侧架裂纹的主要原因：1侧架弯角处断面尺寸的突然变化，易产生应力集中。铸刚侧架易裂纹的 A、B区2由于铸造工艺不良产生内应力，如分箱面不平整有错位痕迹，浇注后开箱过早 就进行水瀑清砂产生温度应力而出现

28、裂纹。3有铸造缺陷，如气孔、砂眼、夹渣等，减弱了断面强度，产生了局部应力过大 而出现裂纹。4焊修工艺不当，如未焊透、产生气孔、夹渣、咬边等缺陷，加之焊修前后热处 理不当，在电焊处易发生脆裂。5由于摇枕挡与侧架立柱的磨耗，增加了侧架立柱与摇枕挡的间隙，当冲击力过 大时，在侧架立柱根部弯角处易产生裂纹。6裂纹的检查方法检查侧架裂纹时，应进行外观检查（厂、段修时须翻转检查）对有 锈线及细油线处应借助光线斜交照射来发现。对可疑迹象可用火焰烘烤的方法判断，并按规定进行探伤检查。铸钢侧架的磨耗铸钢侧架的磨耗主要发生在侧架立柱磨耗板、斜楔挡、制动梁滑槽 磨耗板、轴箱导框及侧架立柱与摇枕挡的配合面等处。磨耗的

29、检查方法：一般用外观检查即可，但也可以用样板尺测量磨耗的具体尺寸。 铸钢侧架的检修一般检修程序修前检查一磨耗、裂纹焊修及组装磨耗板一焊后热处理、加工一检查 质量。检修工艺及主要技术要求：1侧架弯角处（所示A区）横裂纹长度不超过裂纹处断面周长的 30%;（转K4型侧架摇动座支承安装槽底面横裂纹长度不大于 60mm，其他部位的横裂纹长度不超过裂纹处断面周长的50%时焊修。2转8A侧架斜楔挡弯曲时调修，裂纹时焊修或更换，斜楔挡丢失时须在原处补焊 16minx75mmX95mm 的钢板，焊角为 8rrlm x 8mm 以上。3侧架立柱磨耗板磨耗超过3mm时更换，丢失时补添。割除图3-9侧架滑槽前加装钢板示意图4侧架滑槽磨耗板剩余厚度不足 3mm时更换，但制动梁组装间隙不足 4mm时， 须用磨耗板