HXD3转向架设计说明

sk1984

第五章  转向架设计说明

1
概述

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（见下图）。


转向架主要技术参数
机车轴式
C0—C0
机车轴重
23t
构造速度
120km/h
轨距
1435mm
轴距

2250mm＋2000mm
转向架总重
28.97t
每轴簧下重量
5.3t
轮径
1250mm（新造轮径）

1200mm（计算轮径）

1150mm（到限轮径）
通过最小几何曲线半径

125m（机车速度≤5km/h）
二系支承横向中心距
2050mm
牵引点距轨面高度
240mm
牵引电机悬挂方式                     滚动抱轴式半悬挂
传动比
77/16=4.8125
齿轮模数
12
悬挂装置总静挠度
152.23mm
一系悬挂装置静挠度（弹簧+橡胶减振垫）52.6mm+5.6mm
二系悬挂装置静挠度（弹簧+橡胶减振垫）92.6mm+1.43mm
转向架相对车体横动量（自由+弹性）   （20+5）mm（单边）
构架相对轴箱横动量                   ±10mm－±10mm－±10mm
轮对相对轴箱横动量
0－±15mm－0
基础制动方式                         轮盘制动
制动倍率
2.4
弹簧停车制动率

紧急
0.404











常用
0.314

2
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，通过它与轴箱拉杆和一系悬挂与传动装置相连，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。
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。每个梁组焊成封闭式的箱型结构，构架组焊后成框架式“目”字形结构。

3
轮对装配

轮对是转向架最重要的关键件之一。机车绝大部分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、曲线通过和线路不平顺时的垂向和水平作用力。

轮对装配是由车轴、车轮装配、从动齿轮和滚动抱轴箱装配组成。

车轮装配包括整体车轮和摩擦盘组装。整体车轮采用进口乌克兰车轮；摩擦盘采用进口KNORR公司标准铸铁盘。

滚动抱轴箱装配包括两组进口圆锥滚子轴承、轴承箱、密封圈、滚动抱轴箱体等组成。

滚动抱轴箱体由于受力结构复杂，受振动冲击载荷大，所以必须保证它具有足够的强度、刚度和抗冲击韧性，并具有合理的结构形式避免应力集中和裂纹的产生。

4
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。

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±15mm。

5
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传给构架的振动。

轮对上的从动齿轮由电机输出轴端的小齿轮驱动，使车轮旋转。主、从动齿轮由齿轮箱罩住并获得封密的油浴式润滑。齿轮箱通过三个螺栓联接到牵引电机和滚动抱轴箱箱体上。电动机悬挂装置是由牵引电机、小齿轮、齿轮箱、吊杆等组成。

6
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，通过制动缸鞲鞴推动卡钳，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。

7
支承装置

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。

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。

8
牵引装置

牵引装置是连接机车车体与转向架的重要组成部分，其主要作用是传递机车的牵引力或制动力。机车运行时要求其不应该存在着对运动的约束，且能适应机车车体与转向架之间的各种相对运动，其中包括：转向架相对于车体的横动、在水平面内的回转，转向架相对车体的浮沉振动、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推挽式中央平拉杆。主要部件包括：牵引销座、牵引橡胶关节、托板、牵引杆等（见下图）。

牵引杆是传递机车牵引力或制动力的关键部件，必须保证其具有足够的强度和刚度。牵引橡胶关节在传递机车牵引力或制动力的同时，保证机车车体与转向架之间的各种相对运动，缓和传力过程中的振动冲击，保证各部件之间的良好作用。

9
相关的计算项目
（1）动力学性能计算（西南交通大学）
（2）KNORR制动距离计算（KNORR公司）
（3）齿轮强度／精度计算（大连铁道学院）
（4）主动齿轮及电机轴配合强度计算（大连铁道学院）
（5）构架强度计算，包括23t、25t轴重两种工况（大连理工大学）
（6）牵引杆强度计算（DLoco）
（7）车轴强度计算，包括23t、25t轴重两种工况（DLoco）

10
已完成的试验项目
（1）构架静强度和疲劳强度试验（铁科院）
（2）轮对－电机空转试验

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就是没有图啊
可惜了啊