HXD3型电力机车转向架结构的性能和分析

湖南铁路科技职业技术学院毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 目录摘要......................................................................1前言......................................................................2一转向架结构及总参数....................................................31转向架的受力及传递..................................................42转向架的主要结构和特点.............................................43转向架的主要技术参数...............................................5二转向架的组成及作用....................................................61转向架构架..........................................................62电动机悬挂装置......................................................83轮对装配............................................................94驱动装置............................................................105牵引装置............................................................146电机悬挂方式.......................................................157基础制动装置.......................................................168撒砂装置............................................................179轮缘润滑装置.......................................................1910接地装置..........................................................2111附属装置..........................................................22三转向架的检修及维护...................................................241、构架及其附件检修要求.............................................242、轮对装配检修......................................................25参考文献.................................................................26致谢.....................................................................27DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计摘要现在机车走行部基本采用转向架的结构形式，这主要是因为转向架结构走行部能适应高速、重载、各种驱动方式和轴式，以及适合各种各样要求的弹性悬挂方式和基础制动方式。HXD3型电力机车（“和谐”电3型），最初曾定SSJ3型，是中国铁路的干线货运用电力机车车型之一，是“和谐3型”电力机车原型。本文为我国HXD3型电力机车转向架结构的组成及分析，主要从HXD3转向架的总体结构、总参数、各部件参数及性能来分析，详细介绍其结构特点。望能对HXD3转向架的使用提供借鉴。关键词HXD3型电力机车、转向架、结构、性能第1页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计刖舌在2006年“和谐型”系列交流电力机车投产以前，中国铁路普遍缺乏大功率电力机车，当时只有韶山4型电力机车能达到总功率6400千瓦（2X3200千瓦）。随着近年中国经济持续增长，铁路货运需求也随之增加，铁道部有见及此，便需要订购能单机牵引5000-5500吨货物的大功率机车，以应付货运需求。大连机车于2001年起就开发大功率交流传动货运电力机车进行研究，由于当时中国缺乏制造IGBTVVVF牵引逆变器等技术，因此大连机车选择与日本东芝合作研制新型机车,并于2002年9月成立合资公司，东芝提供机车的牵引逆变器及控制系统。这款机车使用了Co-Co六轴，即前后各一三轴转向架、每轴装有一台1200kW交流牵引电动机，整车输出功率为7200kW。首台原型车编号SSJ3-0001,后改名为DJ3,于2003年年底完成，2004年4月26日由大连厂房驶出，前往北京铁道科学研究院环形线进行试验，试验于7月4日完成，及后这辆机车一直待在大连机车厂停放至今。2004年10月27日，铁道部与大连机车签订 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 ，订购60辆该型机车，新车以试验车SSJ3-0001及日本货物铁道使用的EH500型作为技术平台，其中首4辆（30001-30004）整车进口，12辆（30005-30016）散件进口组装，东芝提供原装部件，包括牵引电机等，由大连组装；其彳爰44辆透过日本技术转移，由大连机车厂制造达至“国产化”。新车使用东芝提供的TT-78型转向架及4,500V900AIGBT牵引逆变器，首辆机车于2006年出厂，编号DJ3-0001o编号由30017开始的机车为“国产化”车辆，使用永济YJ85A型牵引电机，首辆机车出厂曾被改称为“神龙1型”（SL1）,不久即改称为“和谐型”，编号改为HXD30xxxo首辆国产化机车于2006年12月8日出厂及交付使用。2006年，铁道部加订了180台HXD3型机车，使其数量增至240台。截至2008年1月，大连厂及二七厂已合计生产了200多台HXD3o当中有部份机车由二七厂协助制造，二七厂制造的首辆该型机车（编号HXD30061）于2006年12月28日出厂，这批180台机车已于2008年4月完成生产。2008年2月18日，铁道部再向大连增购400台HXD3,总值近60亿元人民币。由于大连机车需同时应付HXN3型内燃机车和HXD3B型电力机车的研制和生产，生产能力紧张，而大同电力机车有限责任公司的HXD2型电力机车的生产任务在2008年正在组装的HXD3机车12月15日完成，因此根据北车集团的统一部署，北车集团下属大同电力机车有限责任公司（大同机车厂）开始按照由大连厂提供的图纸生产HXD3型电力机车，编号为HXD38xxx。2009年10月22日，中国北车集团在前三次与铁道部签署640台大功率交流第2页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash（www.print2flash.com）湖南铁路科技职业技术学院毕业设计传动和谐D3型电力机车的基础上，再次获得400台和谐电3型大功率交流传动6轴7200千瓦电力机车采购合同，合同总金额57.1亿元。截至目前，中国北车已累计获得1040台HXD3型电力机车订单。现在机车走行部基本采用转向架的结构形式，这主要是因为转向架结构走行部能适应高速、重载、各种驱动方式和轴式，以及适合各种各样要求的弹性悬挂方式和基础制动方式。而HXD3型大功率交流传动电力机车转向架秉承了现代机车转向架的七大任务：（1）车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度，以满足铁路运输发展的需要；（2）保证在正常运行条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上，通过轴承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动；（3）支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。（4）保证车辆安全运行，能灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线。（5）转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行平稳性和安全性。（6）充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。（7）转向架是车辆的一个独立部件，在转向架于车体之间尽可能减少联接件。一转向架结构及总参数机车装有两台结构相同的三轴转向架，牵引力传递系统采用中央低位斜拉杆推挽式牵引装置，具有黏着利用率高的优点；转向架采用滚动抱轴承半悬挂结构,二系采用高圆螺旋弹簧；采用整体轴箱等技术。转向架是机车的走行部分，除了支承车体上部的重量和传递牵引力、制动力外，它对机车动力学性能、牵引性能和安全性能起着重要的作用。保证轮轨间必要的粘着，使轮轨接触处产生必要的轮轨力保证机车正常的牵引和制动。缓和线路对机车的冲击，保证机车运行的平稳性和稳定性。保证机车顺利通过曲线和侧线。本车作为重载货运牵引的电力机车，转向架设计在满足各项基本性能要求前提下，着重考虑的是机车粘着重量利用率、构架和牵引装置的强度。本车的前、后两个三轴转向架的结构相同。转向架主要由构架、轮对装配、轴箱、电动机悬挂装置、基础制动装置、支承装配、牵引装置和附件装配等组成（见图1）。第3页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash（www.print2flash.com）湖南铁路科技职业技术学院毕业设计图1转向架总体图1转向架的受力及传递转向架在运行中主要承受三种力:纵向力、横向力和垂向力。*纵向力主要是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产生f车轴f轴箱f轴箱拉杆一构架一牵引杆一车体一车钩一列车*横向力主要是通过曲线时的离心力和横向振动引起的附加力。横向力传递途径为：车体一横向和摇头止挡一构架一轴箱止挡一轴箱一轴承-车轴一车轮一钢轨。垂向力是机车自身的重力和机车运行时的垂向振动引起的附加载荷，其传递途径为：车体一二系弹簧一构架一轴箱弹簧一轴箱体一轴承一车轴一车轮一钢轨。这三种力是转向架设计和日常维修及故障查找检查的依据和指导性线索。2转向架的主要结构和特点①牵引电机采用内侧置布置。这种布置可使机车在牵引工况获得较小的轴重转移。为此现在大多数机车转向架均采用牵引电机内顺置。②低位推挽式单牵引杆结构。加以合理的悬挂参数选择，使机车轴重转移减小，满足机车牵引要求。③构架刚度和强度高，侧架与端梁、横梁连接处采用圆弧连接的结构形式，降低连接处的应力集中。④二系悬挂高圆弹簧组每侧一组由三个弹簧组成，这种布置使弹簧连近回转中心，可减小弹簧的回转位移，降低弹簧的剪切应力。⑤一系弹簧采用单圈、小静挠度值，使一、二系弹簧参数搭配趋于合理。⑥基础制动采用KNORR公司的轮盘制动，使轮对受力形式较踏面制动更加合理。⑦驱动装置采用德国VOITH公司设计的滚动抱轴式半悬挂结构。抱轴箱体采用高强度、高冲击韧性的球墨铸铁材料，与“U”形管式抱轴箱相比，装配结构更加简单，适用性强。第4页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计图2转向架实图3转向架的主要技术参数机车轴式co—co机车轴重25t构造速度120km/h轨距1435mm轮对内侧距（空载）1353mm轴距2250mm+2000mm两转向架中心距10520mm转向架总重30.lt每轴簧下重量5.8t轮径（新/半磨耗/磨耗）1250/1200/1150mm通过最小几何曲线半径干线300m（能以小于5km/h通过半径为125m的曲线）二系支承横向中心距2050mm齿轮箱最低点距轨面（新轮）120mm牵引电机悬挂方式滚动抱轴式半悬挂传动比101/21=4.8095齿轮模数9弹簧悬挂装置总静挠度162.1mm一系静挠度54.7mm二系静挠度107.4mm构架相对轴箱横动量+10—+10—±10mm轮对相对轴箱横动量0—+15mm—0一系垂向止挡间隙30mm第5页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计二系垂向止挡间隙二系横向止挡间隙二系横向止挡弹性间隙转向架相对与车体最大转角机车空气制动率：停放制动：制动倍率：—转向架的组成及作用45mm20mm5mm3.46°25.38%满足30%。坡道停车要求3.23（1、6轴）2（2、3、4、5轴）1转向架构架构架是转向架的重大部件之一，是转向架众多部件联结的机体。构架也是承载和传力的基体，通过它与一系悬挂和传动装置相连，传递车体的垂直载荷和承受轮对上传来的作用力。机车以各种工况运行时，它承受来自车体及其上部设备重量的垂直载荷和由于机车振动引起的垂直附加动载荷；承受机车牵引或制动时产生的牵引力或制动力；承受机车通过曲线时的水平横向力和离心力等。因而它必须具有足够的强度和刚度，还要具有很好的抗疲劳性能。构架采用高可靠性和轻量化结构，由Q345E钢板焊接成箱型梁结构。构架是由左右侧梁、前后端梁、牵引横梁、横梁和各种附加支座等组成，构架组焊后成框架式“目”字形结构（如图3）。为减少构架的应力集中，各梁连接处采用圆弧过渡，圆弧需进行加工。构架的牵引梁布置在构架的中间，其上焊有牵引座和牵引销。图3转向架构架为了保证构架在机车正常运用中具有足够的强度、刚度和疲劳寿命，设计中有必要对构架进行有限元结构强度分析和模态分析。并且通过实验，来验证设计和计算的正确性。未满足相关实验 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的要求,HXD3型机车转向架按照TB/T2368第6页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash（www.print2flash.com）湖南铁路科技职业技术学院毕业设计进行了静强度和1000万次抗疲劳强度实验。为了满足重载货运牵引性能的要求，降低整车的质心，同事满足轴重要求，考虑电力机车车体上部质量较轻，适当增加了一系悬挂以上的质量。在构架设计时，为保证构架有足够的强度和刚度，侧架、横梁的下盖板采用了30mm厚的钢板。各梁受力部分的内腔均设有10mm厚的筋板。牵引横梁承受加大的扭矩，设计成如图4所示的构架。横梁内除设有筋板，并用钢板串联，以增加牵引梁的刚度。图4构架牵引横梁侧梁与端梁采用圆弧连接的结构形式，以降低连接处的应力集中，如图5所示。为了增加侧梁与端梁、横梁的连接强度，连接处的上下盖板交错，并且在横梁受力较大的四个连接处，采用双焊面。为实现整体起吊功能，在侧架内和轴线相交处还设有断面为H型的筋板结构，以保证吊装时此处的强度。端梁联接处下盖板用排障器和砂箱座板补强。图5构架俯视图侧架上下盖板与各梁焊接处的边均加工焊接坡口，确保焊接质量，如图6所不O第7页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计图6侧架下盖板构架作为组焊件，在整体组焊后，整个构架进行回火处理。该构架采用整体加热方式，消除焊接过程中产生的焊接应力。为了方便检修在构架的前后端梁各有两个水平基准，这些基准作为机车检修时的测量依据，如图7所示。图7构架测量基准2电动机悬挂装置电动机悬挂方式为滚动抱轴式半悬挂。牵引电机一端通过滚动抱轴箱装配支承在车轴上，另一端通过一根两端带橡胶关节的吊杆弹性悬挂在构架的横梁和后端梁上。电动机悬挂装置的吊杆一方面承受牵引电机的静载荷，另一方面承受牵引电机工作时产生的反力，同时在牵引电机工作过程中，它可以随电机纵向和横向自由摆动，并且橡胶关节可以衰减牵引电机给构架的振动。电动机悬挂装置由牵引电机、吊杆和连接螺栓等组成，见图8o第8页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计图8电动机悬挂装置在机车的检修时应当注意电机吊杆螺栓的紧固力矩，一定要按规定的力矩紧固。运用中也要经常检查该螺栓是否有松缓的现象。3轮对装配轮对是转向架中最重要的部件之一。机车各部分的载荷均通过它传递给钢轨,牵引电动机所产生的扭矩也是通过它传至钢轨产生牵引力。机车运行时，它还承受钢轨接头、道岔、曲线通过和道路不平顺时所引起的垂向作用力和水平作用力。所以，轮对质量的好坏可以直接影响到行车安全。轮对装配是由车轴、车轮装配、驱动装置组成，如图9。车轮组装是采用注油压装方式将车轮组装到车轴的轮座上;车轮拆卸时仍通过轮毂上的高压油孔注油退下。从动齿轮直接套在车轴上，滚动抱轴箱装配在车轮压装前组装到车轴上，并调整好轴承游隙。图9轮对装配车轮装配包括整体车轮和摩擦盘组装，如图10。整体车轮采用进口整体辗钢轮，车轮踏面为标准规定的JM3型踏面；减少轮缘磨耗，提高车轮的使用寿命。车轮残余静不平衡值应不大于75g•mo制动盘采用进口KNORR公司标准制铁第9页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计盘，铸铁摩擦盘固定螺栓的力矩是60N-Mo车轴是用碳素钢锻制成的，其材料必须符合GB5068-1999的规定，HXD3车轴采用JZ50钢。由于车轴在机车运行中受较大的交变载荷、牵引力、侧压力以及各种复杂的动载荷等，所以车轴除保证有足够的强度外，还应尽可能地减少车轴各截面上的应力集中。为此在设计时，相邻部位两轴颈之比D/d不大于1.12,任意两个相邻轴肩处，均采用圆弧过渡，其半径选择尽可能大些。为了提高车轴的抗疲劳强度，在轴颈和大圆角处均采用滚4驱动装置该车的驱动装置采用了德国Voith公司的设计，主要包括齿轮箱、主从齿轮、抱轴箱等。其中齿轮箱体、抱轴箱体及拆卸小齿轮的压盖等由我公司按照德国的标准生产，前提是经过德国VOITH 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 合格取得生产许可后进行。驱动装置为单级斜齿轮传动，传动比为4.8。牵引电动机为滚动抱轴结构，牵引电机、齿轮箱、抱轴箱组成刚性结构，一端通过两个分别安装于抱轴箱内和齿轮箱内的滚动轴承支承在车轴上，另一端通过电机吊杆悬挂在转向架构架上。第10页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计图11驱动装置实图图12抱轴箱装配驱动装置的主要技术参数第11页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计齿轮油牌号Mobil-MobilubeSHC75W90LS齿轮传动比模数：螺旋角：101/21=4.819.08度压力角：20度齿轮材料最大输入速度最大启动扭矩最大制动扭矩18CrNiMo7-62,665min-112,127Nm10,000Nm短路时齿轮箱最大输入扭矩(每年最多发生2次)48,508Nm大端抱轴承型号小端抱轴承型号抱轴箱尺寸：长度M249747-M249710M349547-M349510938mm直径282mtn抱轴箱体材料轴承计算平均速度轴承计算平均扭矩轴承计算寿命EN-GJS-500-7U80km/h8000Nm300万公里齿轮箱重量(包括齿轮箱，抱轴箱，不包括电机，车轴，齿轮油)1720kg大修期2000000km驱动装置的维护：具有下列情况之一时，在机车第一次行驶一个月或7500公里后，更换新齿轮油。(1)针对新组装的齿轮箱；(2)安装新齿轮后；(3)驱动装置拆卸并重新组装后(建议)。更换齿轮油时应注意：(1)旋开磁杆并移除封口环，检查磁性盘上的残留，磁性盘上淤泥为正常残留，如有大量金属片或块则应打开齿轮箱进行检查。(2)必须有足够的时间将尽可能多的油排放出去。(3)最小加油量为加油孔下lOmmo(4)用新的密封圈密封泄油堵和加油口磁杆。每个月检查一次泄漏和螺钉联接。每运行15万公里或每年更换一次齿轮油和补充一次润滑油脂。检查抱轴箱内第12页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计的水凝结，清洁通气器。每200万公里或12年进行一次大修。手动油压泵为油压增效器，可以用来进行组装和拆装，例如对轴的摩擦连接。活塞泵在管路和设备上的油压为450巴。手动油压泵可以将油压最大增加到3000巴，并将其传送到加工件上。图13手动油压汞轴箱装配：轴箱装配与转向架的构架弹性相连，把机车簧上部分的重量传递给轮对，同时将来自轮对的牵引力、制动力、横向力等传递到构架上。轴箱采用独立悬挂，轴箱相对构架的上、下和横向移动，靠轴箱弹簧、橡胶元件的弹性变形来获得。轴箱装配主要由前后端盖、轴箱体、吊钩、整体轴承、压盖、接地装置、速度传感器、轴箱拉杆、一系弹簧和橡胶减振垫、一系垂向减振器等组成。图14轴箱轴箱装配采用单拉杆与构架相连。一系弹簧及其橡胶减振垫，配合一系垂向减振器构成了一系悬挂系统。两个端轴的轮对相对轴箱没有自由横动量，中间轴的自由横动量为土15mm。这些横动量完全是由轴箱内的轴箱轴承提供的。该机车轴箱轴承采用进口自密封型轴承，端轴轴箱选用了FAG801804轴承，中间轴箱选用了FAG804116,轴箱轴承经过计算都有近300万公里的寿命。第13页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计需要注意的是FAG804116因为横动量大需要在机车每运行35-40万公里进行180-200克的油脂补充，油脂型号：FAGL222o所有轴箱轴承运行80万公里或运行4~6年后，轴承应解体清洗、检查，并重新加脂，加脂量为360〜400克。更换润滑脂时，舍弗勒贸易（上海）有限公司将推荐性能等同的油脂牌号。轴箱检查和拆卸注意事项：在进行轴箱拆卸时要注意要把轴箱相对构架和机车的相对位置记录清楚。再次组装不要搞错。要把弹簧下面的调整垫片的位置、数量记录清楚，再次组装不要搞错。最好在机车没有解体前就把轴箱的吊钩螺栓拆卸下来。轴箱拉杆的螺栓一定要用力矩紧固。司乘人员日常检查也要对该部位进行重点检查。图15轴箱装配结构图5牵引装置牵引装置是连接机车车体与转向架的重要部件，其主要作用是传递机车的牵引力或制动力。机车运行时牵引装置应适应机车车体与转向架之间的各种相对运动，对这些运动不应存在约束，其中主要包括：转向架相对于车体的横动、在水平面内的回转，车体相对转向架的浮沉振动、点头振动及侧滚振动。控制牵引点高度，与一、二系悬挂系统相配合，使牵引时机车的轴重转移最小，提高机车的粘着重量利用率。本车的牵引装置结构形式为低位推挽式中央平拉杆。牵引杆通过弹性橡胶关节安装在牵引销上，关节和牵引销间涂有GBESLUXTRIBOPASTEL-213S装配膏，如图16。图16牵引装置外形图第14页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计6电机悬挂方式一系悬挂系统概述：一系悬挂系统又六套四种轴向装配组成（可见下图牵引装置结构图），四种轴箱的结构基本相同。不同的是：轴箱（一）装有接地装置和垂向减振器；轴箱（二）有接地装置；轴箱（三）装有垂向减振器；轴箱（四）装有速度传感器。轴箱采用单拉杆与转向架的构架弹性相连，把机车弹簧上部分的重量传递给轮对,同时将来自轮对的牵引力、制动力、横向力等传递到结构架上。图17牵引装置结构图二系悬挂系统:支承装置又称二系悬挂系统。本车的支承装置是由高圆弹簧与二系垂向减振器和横向布置的抗蛇行减振器组成。每个转向架上有两组高圆簧（每组三个）布置在左右侧架中央部分。两个垂向减振器和两个抗蛇行减振器，布置如下图。图18支承装置高圆弹簧支承着机车上部结构重量，并均匀地分配到转向架构架上。当机车通过曲线时，它可在车体与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快速恢复原来的平衡状态。垂向和抗蛇行减振器的设置可以使机车获得良好的运行品质。第15页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计图19垂向减震器结构图7基础制动装置基础制动装置是执行对运行中的机车减速和停车的一种装置。本车采用的是轮盘制动方式，每个车轮安装一套独立的单元制动器，其中每个转向架有二套单元制动器带有弹簧停车储能制动，安装在第一轴车轮上。当机车制动时，制动单元得到压缩空气，通过制动缸精鞘推动卡钳，通过闸瓦，压力作用到安装在车轮辐板的摩擦盘上，使闸瓦与摩擦盘间产生摩擦，消耗功率，将动能转变为热能散发掉，从而使机车达到减速或停车的目的。进行制动时，制动缸被充气，同时闸瓦（闸片支架和闸片）被推到制动盘上。随着闸片的推动，制动力逐渐增加。排空制动缸，释放闸片。制动缸中的返回的弹簧将闸板杠杆推致释放位置。排空弹簧制动器，使用停车制动。弹簧制动器弹簧的力将闸瓦推到制动盘上。空气充满弹簧制动器（释放压力），释放停车制动。执行器的弹簧拉紧时，制动杠杆达到释放位置。没有释放压力时，停车闸可以通过机械的紧急释放齿轮手动释放（例如，在不发动车辆的情况下拖车）。轮盘制动对比于踏面制动有如下优点：①传统的踏面（闸瓦）制动方式大部分热能由车轮和闸瓦来承担。随着机车速度的提高和载重的增大，车轮的制动热负荷也相应增加。轮盘制动代替了闸瓦对车轮踏面的摩擦，增大了摩擦接触面积，改善了热负荷传递条件，也减少了车轮的磨耗，延长了车轮的使用寿命和改善了运行品质，保证了行车安全。②在轮盘制动装置中，作为摩擦副的制动盘和闸片的材料及结构，可根据制动的要求进行多种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的选择，可以获得较高的摩擦系数，并且比较稳定，受速度的影响笑。因此可以减小制动压力，制动缸及杠杆的尺寸都可以缩小，减轻了制动装置的重量。第16页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计③轮盘制动装置的散热性能比较好，摩擦系数稳定，能得到较恒定的制动力。他的热容量允许它采用较高的制动率，可以在更高的速度下制动，从而也就缩短了制动距离。④轮盘制动装置结构紧凑，制动效率高，便于拆装和维护。轮盘制动装置包括单元制动缸、制动盘、闸片及夹钳组成。制动盘设计特点：车轮制动盘是环形的铸铁，并且带有放射性的冷却筋。根据车轮制动盘的不同用途，它们被制成灰铸铁，球墨铸铁，铸钢或者铝制的。HXD3制动盘材料采用高强度合金铸铁。制动盘结构特点：车轮制动盘由两个摩擦盘组成，根据他们与车轮的相对位置确定是在内还是在外。在这个结构中，其中一个制动盘在安装面设有冷却筋。冷却筋具有散热功能和支承作用。制动盘的厚度、冷却筋的数量以及形状都是为了在制动时使制动盘的温度能保持在正常范围内。结构设计上要尽可能地减小部件重量。用螺栓和圆销将制动盘固定在轮心上，以传递制动力矩，螺栓的紧固力应保证制动盘因受热膨胀时也不会产生位移和松弛。定位销是圆柱形的元件，它的两端被磨成扁平的。定位销的扁平部分插到制动盘的槽内起到定位作用。③制动盘基本设计原理车轮制动盘的尺寸设计，通常是使摩擦表面与轮子轮辎的外表面齐平。保证了制动盘能够与所有标准闸片和制动单元结合使用。图20盘式制动单元一图21盘式制动单元二8撒砂装置HXD3机车转向架采用KNORR的全套撒砂系统，主要包括砂箱、砂箱盖、撒砂器和砂管加热器；砂箱为全钢板焊接成的方形结构，分前后两种砂箱，同时砂箱还分左右。第17页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计图22撒砂装置撒砂装置具有以下设计特点：快速简单地整体替换撒砂装置，部件能够简单集成为一个工作装置，装置构造简单，降低了维护和彻底检修的费用。系统全密闭，砂箱盖具气密性，撒砂器有对箱体内砂子进行烘干功能，砂管加热器可以保证在寒冷风雪天气的撒砂顺畅。砂箱盖是保证砂箱密闭的装置，它可以保证箱体内lOkPa的正压，砂箱盖的结构（见图23）。图23砂箱的工作原理图和实际样图当砂箱盖关闭时，手柄的托架挂住杆，绷紧的片簧将开关盖推到填料颈上。当手柄旋回时，托架的支撑点移动，允许托架从杆上松开。扭簧推动片簧是盖子向上，促使盖子打开并保持打开。当盖子打开，扭簧，片簧以及压缩弹簧无负载。撒砂器是保证符合规定的砂子能够在压缩空气的作用下顺利流出的装置，撒砂器主要部件包括热传递机壳，管以及砂室，排出软管，排除筒和排出室，加热板和筒形加热器。机座用螺栓固定在砂箱的下方。它包括进入压缩空气的通道以及排除砂和空气混合物的通道。机壳有俩个口用于进入空气：端口用于撒砂，端口用于干燥；第18页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计砂室被安置在砂箱的最低点，由坚硬的管与机座相连；排出室被安置在砂的最高位置上，砂箱的正上方；由排出软管和排除筒项链。加热板允许压缩空气通过端口S和端口（T）到达砂箱，同时把砂子阻隔在机壳之外。筒形加热器安装在加热板中用于加热流过筒的空气。撒砂管加热器：SHR-V/30W撒砂管加热器是用于铁路机车的撒砂轮的一部分。当温度在冰点以下时，加热器能够防止稍高出铁轨的撒砂管结冰。让雪和结冰的水飞溅出来，否则会阻塞管并使撒砂轮失效。撒砂管加热器基本上包括实际的撒砂管加热器（a）,固定箱（b）,软管部分（m）,连接软管（I）和管接头（c）。图24撒砂阀及其工作原理机车对于用砂的要求：来自矿坑，河流和湖泊中的天然的砂子或来自天然岩石粉碎后的砂子，成份中二氧化硅的含量不少于60%,没有金属化合物或具有水硬性的成份。这些类型的岩石的硬度至少要达到5Mohso没有粘土状，土状或烧结剂成份及任何异物。晶形：致密，边缘尖锐，无规则。对使用的砂子的尺寸有严格的要求：晶体尺寸分布：0.1毫米以下：占总质量的0.5%以下；0.1毫米到0.63毫米：占总质量的5%以下；0.63毫米到0.8毫米：占总质量的30%以下；0.8毫米到1.6毫米：占总质量的50%以下；1.6到2.0毫米:占总质量的30%以下；2.0毫米以上：占总质量的5%以下；2.5毫米以上：占总质量的0.1%以下；最大的允许晶体的尺寸为4毫米。9轮缘润滑装置HXD3机车转向架采用干式接触式的GR-1机车轮缘润滑剂，该装置简单、实用、故障少、易管理、成本低，干式润滑剂无毒阻燃，使用方便，不污染机车。润滑剂有安装板、导管、弹簧盒、牵引钢丝绳及推料杆等组成。弹簧储存的能量通过推料杆传递给润滑块，沿导管方向压靠在轮缘部位，借第19页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计助车轮转动时的相对摩擦，使轮缘部附着一层干式润滑膜,达到减磨目的。图25轮缘润滑器安装位置图润滑装置主要技术指标：工作压力调整范围：9.8-20N；最大工作行程：250~320mm；左右钢丝绳拉力误差W3N；使用温度：-40180°C。安装工艺：通过涂覆装置与支架连接处可进行位置调整，调整后使润滑器前端距轮缘处保持20〜25mm间隙，润滑器导管与车轮踏面夹角符合35°-45°。使用方法：拉动推料杆至下槽内，润滑块从导管后部装入，然后将推料杆压在润滑块上即可使用中加料位置：润滑器设置加料区标识，当推料杆进行加料区域时，须加料补充。注意事项：第20页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(1)装位置必须保证车轮在运行中位置移动时导管不与车轮相碰。安装必须牢固可靠。(2)拉动推料杆时应轻放，避免冲击。(3)应经常检查设备的安装和使用状态；机车体检镰轮及换轮后应重新调整安装位置。(4)机车大中修时，应拆下润滑器进行清洗、检修。干式润滑剂消耗量：(1)干式润滑剂按机车运行速度分高速：GLR-100(N100km/h)中速GLR-80(50~100km/h)低速GLR-50(W50km/h)三种使用方式,可根据不同行车速度选配。(2)干式润滑剂消耗量,长度为250mm,可使用0.5-1.5万km；长度为150mm,可以使用0.3〜1万km。按照铁道部的标书要求，车轮轮缘每万公里磨耗量少于0.3毫米。它具有结构简单，安装方便，易于维护等特点。10接地装置接地装置在车轴端部，用弹簧把碳刷固定住。为防止接地电流流入轴承，接地装置必须有非常小的接触电阻，良好的耐磨性能，如图26。图26接地装置环境条件：(1)海拔不超过2500m；(2)最高周围空气温度：海拔1000m以下时，最高周围空气温度^45°C；(3)最低周围空气温度为-50°C；(4)相对于机车的垂向、横向、纵向，振动频率为1〜50Hz的正弦振动，其振动加速度频率为l~10Hz时等于O.lfg当频率为10~50Hz时等于Igo冲击加速度不大于3g；(5)周围空气温度，最湿月月平均最大相对湿度不大于95%O技术要求：(1)接地装置应按规定程序的图纸及工艺规程制造；(2)同型号的接地装置和易损件应具有互换性；(3)接地装置能用一般工具拆装。额定参数接触压降W0.4V第21页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计接触面积1200mm2额定电流150A每万公里碳刷磨耗值W0.5mm接触电阻W0.005Q土土土土耐震性能(1)接地装置按正常位置安装，分别在机车相应的垂向、横向、纵向、在1〜50Hz的振动频率范围内检查有无共振现象。如产生共振应设法消除，不能消除时则在在共振频率及其方向振动2h,接地装置不应出现机械损伤，紧固件松动等不良现象。(2)接地装置若无共振现象，则按正常位置安装，分别在相应于机车的垂向、横向、纵向承受10Hz、lg的振动各2h,不得发生机械损伤和紧固件松动等不良现象。(3)接地装置按正常位置安装，相应于机车的纵向承受50Hz/3g的振动2min,不得发生机械损伤和紧固件松动等不良现象。高温性能要求：接地装置在环境温度为70°C±2°C持续工作3h,各部件应动作正常，结构无变形。低温性能要求：接地装置在环境温度为-45°C±3°C持续工作16虬各部件应动作正常，结构无变形。机械性能要求：接地装置处于正常工作位置，其碳刷伸出量为3mm时，其接触压力大于2.3kgf(23N)接地电阻要求(1)接地装置处于正常工作位置，碳刷伸出量为5mm时其接触电阻不大于500心。(2)接地装置通150A额定电流其各部分温升不应超过20°Co绝缘性能：(1)接地装置的绝缘电阻不小于lOOMQo(2)接地装置应能承受工频试验电压2000V,lmin无击穿或闪络现象。11附属装置HXD3机车转向架的附属装置包括：转向架的配属管路、轮缘润滑器、踏面清扫器、扫石器及撒砂装置等部分。转向架的配属管路又包括空气管路和电器管路两个部分。空气管路对单元制动器、停车制动器、踏面清扫器和撒砂装置提供必要的空气压力。需要指出的是因为KNORR制动系统提供的防滑控制，因此每个轮对的空气管路都是单独控制。电器管路为信号和砂箱加热提供电力第22页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计图27转向架的配属管路踏面清扫器PX6：此部件包括一个单向作用的压缩空气缸和活塞和一个专门设计用来将车轮踏面弄粗糙的支持闸瓦的闸瓦托。当压缩空气充入后，闸瓦在活塞①作用下与车轮接触，产生出必要的摩擦力。闸瓦及车轮磨损是通过调节活塞运动修正的，使得摩擦力为常压下的恒力。当气缸排气时，压缩弹簧①将活塞牵引到其起始位置（释放位置）。下图是踏面清扫器构造的一个示意图。（图28）图28踏面清扫器扫石器：为保证行车安全，按照中国铁路机车设计惯例，我们在每个转向架机车前进方向安装有扫石器。图29扫石器第23页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计三转向架的检修及维护1、构架及其附件检修要求(1)辅修(2〜3万公里)、小修(8〜10万公里)检修要求对构架侧、横及端梁焊缝和各安装座进行涂白粉水目测，确保构架和各安装座无变形、裂纹和开焊。焊缝开焊时，允许焊修。构架的硬伤和局部变形无法消除时应作出记录，必要时须局部进行磁粉探伤并按构架检查图检查各部件尺寸。铭牌齐全、完好。砂箱各紧固螺栓良好，砂箱严密无破损，安装座不得有裂纹，砂箱盖及卡子齐全、作用良好。砂箱畅通，砂管距轨面及踏面的距离符合限度规定。扫石器安装牢固，橡胶管完好。不得有开焊、裂纹。否则进行修补或更换。扫石器距轨面高度符合限度规定，否则进行调整，使之符合限度要求。(2)中修(40〜50万公里)检修要求(a)解体、清扫。先按照抬车工艺起吊车体，将转向架逐个缓慢引出至指定地点，打好止轮器，放净齿轮箱、抱轴承的润滑油(脂)，并装于储油桶内；在垂向油压减振器联结螺母、电机吊杆螺母等部位预喷螺栓松动剂，在电机下方预置电机托架。分别拆除各减振器、砂管支架、砂管、电机安全托铁，在天车配合下拆去电机吊杆下方的螺母，拆开构架与轮对之间的轴箱拉杆、接地线，用专用吊具将构架轻缓吊出，运至专用支座上。对构架及其附属部件进行表面人工除污，重点为污垢重处及各拐角处，除污后应及时清理现场。堵封构架上所有开放的风、油管接头及牵引销连接孔，扣紧砂箱盖与其它部件，分批送专用设备内进行清洗剂溶液加温加压喷淋清洗，水温约55°C,煮洗时间一般约为半小时。未煮洗干净处应人工清理，各部件外体表面应达到目视无油垢状态。按相关工艺，从构架上解体拆下砂箱、牵引装置、基础制动装置、电机吊杆及销、轮缘润滑装置等部件。(b)外观检查各梁有无裂纹、开焊、硬伤和局部变形。对构架侧横梁焊缝、构架各安装焊缝进行磁粉探伤，对构架其它焊缝涂白粉水目测，确保构架无裂纹和开焊。构架裂纹或焊缝开焊时，允许焊修。构架的硬伤及局部变形无法消除时应作出记录，并按构架检查图检查各相关尺寸。(c)检查轴箱拉杆座、油压减振器座、砂箱座板、制动器座、牵引电动机吊杆座，并测量相应的销孔间隙。(d)扫石器安装牢固，橡胶管完好。不得有开焊、裂纹。扫石器、扫石器距轨面高度符合限度规定。(e)砂箱各紧固螺栓良好，砂箱严密无破损，安装座不得有裂纹，砂箱盖及卡子齐全、作用良好。砂箱畅通，砂管距轨面及踏面的距离符合限度规定。第24页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(f)铭牌齐全、完好。2、轮对装配检修(1)行修外观检查车轮踏面、轮缘、轮辐状况，不允许有裂纹等缺陷存在。辅修、小修要求检测测量轮缘、踏面磨耗尺寸，不允许有裂纹、缺陷存在。检查轮辐状况,不允许有裂纹、缺陷存在。检查车轮注油孔螺栓是否松动或丢失，松动时必须拧紧，丢失时必须按要求配装。小修时必须对车轴进行超声波探伤，不得有超标缺陷。需用设备及工具、量具：超声波探伤仪、钳工必备扳手、油石、检车锤、各种轮对专用量具。(2)中修要求a解体、清洗(1)将轮对装配解体出来后，用专用清洗设备煮洗轮对装置，然后对煮洗干净的轮对装置放置到轮对检修工作区。(2)清扫轮对、清除油垢：用汽油棉丝及毛刷清理各死角，特别是需要检查和测量的部位。其中包括：车轴抱轴颈、轴颈、车轮内外表面、从动齿轮表面等。其清洁度符合有关标准。b车轮检修(1)目视检查车轮与车轴的配合状态，不许有位移和松动现象。(2)用超声波探、磁探对车轮各部进行探伤，不得有超标缺陷。(3)检测轮辎宽度、厚度、轮缘宽度、厚度；检测车轮踏面的磨耗深度、擦伤、缺陷及轮缘的垂直磨耗情况，踏面不得有裂纹、黑皮和夹渣。确定是否需要镰轮及镰轮的范围。(4)检查轮辎侧面不得有横向裂纹、圆周向裂纹，对外侧面不大于7mm,内侧面不大于3mm的裂纹，允许用角磨机打磨消除，或用半圆铲铲除，深度不得超限，同一侧面上的铲沟不得超过两处，且轮缘部位不得有铲沟，轮辎禁止焊修。然后超声波探伤须合格，不得有超标缺陷。(5)检查车轮轮辐、轮毂状况，轮辐、轮毂表面的圆周向裂纹可用半圆铲铲除，内外侧铲沟深度不得超限。同一侧面上的铲沟不得超过两处，轮辐两侧同时有裂纹时禁止铲修，车轮工艺孔不允许有裂纹，车轮不允许焊修。然后超声波探伤须合格，不得有超标缺陷。(6)锄轮。在专用镰轮机上镰修车轮，吊装时，不得碰伤轴端面及轴中心孔。镰修时，允许在轮耦内侧面上，留有两处总长度不超过400mm,每处长度不超过200mm,深度不超过1mm的黑皮。在轮缘的外侧面上由轮缘顶部量起，在10~18mm范围内，允许留有深度不超过2mm、宽度不超过5mm的黑皮。镰完后，应第25页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计用踏面外形样板，轮辎厚度尺、游标卡尺、轮径专用量具对车轮进行检查，其踏面偏差、轮辑厚度、轮辑宽度、轮缘高度及轮缘厚度轮径符合限度规定，且两轮轮径差不得超限。检测轮辗内侧距离，须符合限度要求。C从动齿轮检修(1)外观检查从动齿轮与车轴的结合状态、齿圈与齿轮心结合状态，两者不得有松动及相对位移。(2)外观检查齿轮齿面剥离、齿边角折损、点蚀包罗面积、深度等齿面状态,超限者更新。(3)用电磁探伤器探伤检查齿部，必要时齿轮心也要探伤检查，并作好记录,有裂纹的齿轮应更新。(4)用齿厚塞尺及齿形样板测量检查法面固定弦齿厚和齿形偏差，超限者更d车轴检修(1)先外观检查车轴轴端中心孔、螺纹孔。轴端面不得有明显的擦伤及碰伤,螺纹孔螺纹应良好，中心孔不良及端面拉伤影响探伤的可在篷床上镰修，镰修后表面粗糙度Ra应不高于3.2um,最大镰修量每端不得大于1mm,端面镰修后需重新打原轴号钢印。(2)检查轴颈状态及尺寸，轴颈不得拉伤、碰伤或裂纹，否则更换新品。(3)检查抱轴颈部分，不得有锈蚀、碰伤、拉伤等不良现象。如轻微锈蚀、碰伤、拉伤深度不大于1mm(禁用限度)，可用细油石及砂布打磨消除。(4)用电磁探伤器对车轴可见部分进行探伤，并作好记录，有横向裂纹者更新，轴身部分深度不大于1mm的轴向裂纹允许镰修或铲沟消除。(5)用超声波探伤仪对车轴可见部分进行探伤，并予以记录，有裂纹者更新。e完工轮对组装完工后，按要求进行油漆。并有专职人员对其检查合格，予以记录方可交验到下一道工序。参考文献[1]《HXD3型电力机车》[2]《车辆轮轴加工与组装》[3]《机车车辆制动装置》张曙光刘胜勇廖锦春中国铁道出版社2010年中国铁道出版社2012年中国铁道出版社2008年第26页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)湖南铁路科技职业技术学院毕业设计致谢三年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首三年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师三年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。三年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。最后，我要特别感谢我们论文指导老师聂小武老师。是他在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励,使我能够顺利完成毕业设计，在此表示衷心的感激。聂老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。第27页共27页DocumentproducedbyPrint2Flash(www.print2flash.com)