机车转向架检修方法及工艺分析.docx
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1、机车转向架检修方法及工艺分析学生姓名:学号:专业班级:指导教师:2.1.1 SS4改型电力机车转向架构架SS4改型电力机车转向架构架由两根侧梁、一根前端梁、一根后端梁、一根牵引梁和各 种附加支座等组成,各梁焊接后,构成“日”字形结构。1、侧梁SS4改型电力机车侧梁式钢板焊接箱形封闭截面,分左右各一根,形状为倒“凸”形梁, 梁体上焊接由弹簧座、圆弹簧拉杆座、拉杆座、定位块、吊座和端板等零部件。2、前后端梁前端梁上由端梁体和牵引装置三角形撑杆固定上支座,端梁体为无缝钢管,支座为普通 铸钢件。后端梁采用一根无缝钢管,无其他部件。3、牵引梁SS4改型电力机车牵引梁为蝶形箱式梁体。它由上下盖板,定位销、
2、防落框、电机悬挂 吊座,筋板、隔板、立板和套等焊接而成。牵引梁下部焊接牵引座,为了不是牵引座和焊缝在受力的状态下应力集中,一方面 采用 宽焊角,另一方面对焊缝进行打磨,以免产生应力集中源。在牵引座的下方由4个直径为60MM 的孔,并配置销套。牵引装置中的三角形牵引杆用销与孔相联结。通过它 把转向架上产生的 牵引力和制动力传给牵引装置,牵引装置再传给车体。4、附属部分附属部分包括旁承座、横向液压减振器座、垂向减振器座和接地台。各座材料均为低碳 钢或普通铸钢材料。在每个转向架构架左侧梁立板处由名牌一块,上方式制造厂家,下方是编号和制造日期。5、砂箱装置为了提高机车粘着,通过撤砂装置向钢轨轨面撤砂,
3、防止轮对空转和踏面擦伤。在 每台 转向架的前后左右四个角处设置了四个撒砂装置,每个撤砂箱容积为0立方米,每台转向架 砂箱的总容积0.4立方米。砂箱装置由砂箱、砂箱盖、支架和排石器等组成。砂箱装置均为钢板焊接结构,在组装前应对砂箱焊缝外观、砂箱盖密封情况进行检查。 机车出厂前,应对排石器角钢下端至轨面尺寸70-80MM进行调整检查,符合要求方能出厂。6、构架组装当侧梁各定位板和前后端梁孔、牵引梁定位孔加工好,牵引梁两端面、制动器座面、牵 引销安装孔和电机悬挂座各孔加工好后,可以进行构架组焊。2.1.2 SS7c型电力机车构架简介韶山7c型电力机车是3B0轴式、最高运行速度120knMh的大功率客
4、运电力机车。其 运行部由两个端转向架和一个中间转向架组成。每个转向架由构架、轮对电动机组装、一系 悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、电动机悬挂装置、基础制动装置和附件等主要部件组 成。其中两个端子转向架还没有储能制动装置、轮缘润滑装置、撒沙装置,中间转向架设有 滚子装置以实现机车通过曲线时转向架相对车体的横向偏移。1轮对机车车辆上与钢轨相接触的部分,由左右两个车轮牢固地压装在同一根车轴上所组成。 轮对的作用是保证机车车辆在钢轨上的运行和转向,承受来自机车车辆的全部静、动载荷, 把它传递给钢轨,并将因线路不平顺产生的载荷传递给机车车辆各零部件。此外,机车车辆 的驱动和制动也是通过轮对起作用的。对
5、车轴和车轮的组装压力和压装过 程有严格要求,轮 对内侧距离必须保证在13533毫米的范围以内。为保证机车车辆运行平稳,降低轮轨相互作 用力和运行阻力,车轴轴颈和车轮踏面的加工椭圆度和偏心度,以及轴颈锥度都不得超过规定 限度。随着运行速度的提高,轮对均衡日益具有不可忽视的重要性。2轮对的组成和组装轮对一般由车轴、车轮和传动大齿轮组成,齿轮乂由轮箍和轮心组装而成。它们之间都 采用过盈配合,用热套装或冷压装或注油压装的方式紧紧的装在一起。3轮对的分类轮对分为车辆轮对和机车轮对两类。机车轮对乂依机车类型分为蒸汽机车轮对、柴油机 车轮对、电力机车轮对和动车组的动轴轮对等。柴油机车、电力机车以及动车组的动
6、轴轮对 在轴身上装有传动齿轮(图1)。图L柴油机车和电力机车轮对2. 2轮对机车上与钢轨相接触的部分,由左右两个车轮牢固地压装在同一根车轴上所组成。轮对 的作用是保证机车在钢轨上的运行和转向,承受来自机车的全部静、动载荷,把它传递给钢 轨,并将因线路不平顺产生的载荷传递给机车各零部件。止匕外,机车的驱动和制动也是通过 轮对起作用的。对车轴和车轮的组装压力和压装过程有严格要求,轮对内 侧距离必须保证在 1353 3毫米的范围以内。为保证机车运行平稳,降低轮轨相互作用力和运行阻力,车轴轴 颈和车轮踏面的加工椭圆度和偏心度,以及轴颈锥度都不得超过规定限度。随着运行速度的 提高,轮对均衡日益具有不可忽
7、视的重要性。轮对一般由车轴、车轮和传动大齿轮组成,齿轮乂由轮箍和轮心组装而成。它们之间都 采用过盈配合,用热套装或冷压装或注油压装的方式紧紧的装在一起。机车轮对按机车类型分为蒸汽机车轮对、柴油机车轮对、电力机车轮对和动车组的动轴 轮对等。柴油机车、电力机车以及动车组的动轴轮对在轴身上装有传动齿轮现代高速客车和 动车组均采用盘形制动,在轴身或车轮上装有制动盘。蒸汽机车的轮对有导轮轮对、动轮轮 对、从轮轮对和煤水车轮对之分。导轮轮对位于机车前部,起机车导向的作用。动轮轮对起 传递机车动力的作用,直接由汽缸活塞(情辅)通过摇杆带动的为主动 轮轮对,由主动轮通 过连杆带动的为他动轮轮对。动轮轮对的轮心
8、上有曲柄、曲拐销孔和均衡块,且左右两轮的 曲柄在组装时应有90。相位差。动轮和导轮的轴承都在车轮内侧。从轮轮对和煤水车轮对与 客货车辆轮对形状相似。221ss4改型电力机车轮对SS4改型电力机车轮对由一根车轴、左右两个轮心、两个轮箍及两个大齿轮组成。轮对的组成车轴车轴用JZ车轴钢锻制而成。分为轴颈、防尘座、轮座、抱轴颈和中间轴身部分,加工 后,其圆弧部分和直径228MM及直径205MM处表明均通过滚压强化处理。轮心轮心为箱式幅板长毂轮心,材料为ZG2 3 0T 5,质量370 KG。轮箍轮箍由轮箍钢扎制而成。齿轮轮对各部件之间都采用过盈配合,用热套装、冷压装或注油压装的方式紧紧地装在一起。轮对
9、组装SS4改型电力机车轮对组装时,先把大齿轮冷压装到轮心上,再把轮心注轴压装到 车轴 上,最后把轮箍热套装到轮心上。2. 2. 2 SS7c型电力机车轮对.轮对的组成(一)车轴车轴不仅承受着轴压力,而且还承受着牵引力、制动力、车轴驱动装置的反作用力 以及 通过曲线时横向作用于轮缘的导向力,同时还承受着驱动装置的附加扭转应力,以及各个方 向的冲击作用。由于主要的应力都是交变的,产生的破坏多为疲劳破坏,因此在车轴的设计 及制造时,应尽可能避免应力集中,同时采取车轴表面强化等有效的工艺措施,以提高车轴 的疲劳强度。主车轮和车轮韶山7c机车齿轮传动采用闭式传动,齿轮箱采用钢板焊接结构齿轮箱由上箱和下箱
10、两部分组成。齿轮箱与从动齿轮装配间的密封采用不接触的迷宫密 封结构,与电机静止部分的密封采用橡胶圈静压密封结构。上、下箱之间用螺栓固定在一起, 为了防止合箱面漏油,在上、下箱合箱面之间采用双道弹性平面密封,在上箱上设有通气器 孔,下箱设有油尺和排油孔。其结构如图3.6所示。齿轮润滑油采用N15O高速机车牵引齿轮 油,每个齿轮箱用油量为约6.5kg主要技术参数齿轮传动比68:23齿轮侧隙0.3850.854 mm轮对内侧距1353 土 1 mm轮轴压装过盈0.25一0.30nmi踏面型式JM3磨耗型踏面论径1250mm主、从车轮传动齿轮采用低碳合金钢20C1-2N14A表面渗碳淬火处理制成,淬硬
11、深度为2-2.4,表 面硬度为5862HRC,为避免齿轮传动啮合冲击及载荷集中,对轮齿进行齿廓及齿向修形。从动齿轮采用齿圈、齿轮心分体结构,主要有齿圈、齿轮心和传力销等组成。齿圈和齿 轮心通过传力销和螺栓连接,齿圈采用低碳合金钢15QN16表面渗碳淬火处理制成,淬硬深度 为2-2.4,表面硬度为5862HRC,为避免齿轮传动啮合冲击,对轮齿进行了齿廓修缘(二)轮对组装轮对组装采用注油压装法,注油油压应在98147MPa之间。轮对压装后应检验压装压力曲线、注油油压和轮对电阻,不符合相关技术要求条件者不 许装车。车轮与车轴组装允许热套。轮对电阻检查不应超过0.01欧姆。轮对组装完后应在车轮注油孔上
12、装上螺栓,保护孔道。轮对组装完后应检查同一轮对两滚动圆直径之差不大于0.5MM,同一转向架轮对彼 此直 径之差不大于1MM,加工后轮辆宽度不小于140MM。2. 3轴箱轴箱装设在车辆两端的轴颈上,用来安装轴承,并将全部费上载荷,包括垂直方向的载 荷传给车轴;将来自轮对的牵引力或制动力传到转向架的构架上。止匕外,它还传递轮对与构 架间的横向作用力和纵向作用力。2.1.1 SS4改型电力机车轴箱1、组成和形式SS 4改型电力机车采用独立悬挂、弹性定位拉杆式结构。主要由前、后端盖,轴 箱体, 圆柱滚子轴承,密封环,接地棒,轴圈,轴承外圈和挡板等组成。轴箱结构前、后端前、后盖均为ZG230-450铸钢
13、件,它用螺栓与轴箱体连接在一起。其突缘紧压短圆柱滚 子轴承外圈,以防轴承外圈左右移动,也起到了传递轴向力、防尘和保护轴箱内 部零件的作 用。(2)轴箱体轴箱体为ZG 2 3 0-4 5 0铸钢件,中间成圆筒形,内孔与轴承外圈为动配合。左上方与 右上方设有八字形切口,与轴箱拉杆相连接。两边不伸出弹簧座,一系弹簧就 坐落在弹簧座 上。(3)轴承为了改善构架受力状态,SS4改型电力机车轴箱轴承在同一轮对上采用左右轴箱能同时 承受轴向力和径向力的单列向心圆柱滚子轴承。在组装轴承前,应清洗轴颈、轴承和轴箱配件。(4)密封环为了防止油污、水和灰尘进入轴箱内,在轴箱后盖与挡圈之间装设有两个橡胶密封圈。接地棒
14、和接地电刷每根车轴的一个轴箱内设有一套接地棒和接地电刷,以防止轴箱滚动轴承电腐蚀,改善 机车导电性能。(6)挡板挡板有两种,一种是与接地棒下连接的圆孔挡板;另一种是方孔挡板。方孔与测速传感 器和防空转防滑传感器的方轴相配合,形成车轴与传感器的连接装置。(7)吊尔当车体起吊或转向架起吊时,为防止一系减振器超出行程而破坏,在轴箱与构架之 间设 置了吊尔。其限位为30MM,它起到了转向架整体起吊和保护一系减振器的作用。gX3中时大国桃津劭首承抽先及量197726粘承2除时/ 3皆护第4前在5皆时应6后格7车身8甘松片9承我校10娓埼11思检2. 3. 2 SS7c型电力机车轴箱抱轴承箱为C级钢铸件,
15、它是驱动系统传动支撑件,一端通过抱轴承箱与车轴相连,另 一端与电动机连接,实现主从动齿轮的正确啮合以及驱动系统的悬挂要求。对于长期停放的机车,应定期将机车移动一下,以改变滚柱轴承的接触点,防止轴承的 腐蚀。在对轴箱进行技术检查时,应注意螺栓的紧固情况及轴箱的发热程度。分析轴箱发热原 因。引起轴箱发热的原因一般有一下几种:润滑油脂不足或过多;油脂改质;砂、污物或其他 颗粒性杂物掉入轴箱内,油脂过脏;轴承组装间隙过小;轴头与轴挡的接触不平等。2.3弹簧装置机车的车体借以弹性地支承在轴箱、侧架或均衡梁上的装置,简称弹簧装置、悬挂装置。弹簧悬挂装置的作用主要有:当机车行经线路不平顺处或因轮对缺陷而发生
16、振动和冲 击时,可以缓和冲击,衰减振动;使同一转向架的各轮对之间重量分配适当,使 各轮对的 轮载荷在各种线路条件下,不致相差过大。弹簧悬挂装置因所在位置不同而有 不同的名称。 安装在转向架轴箱或均衡梁和构架之间的称为轴箱悬挂装置,乂称第一系悬挂装置;安装在转 向架构架(或侧架)和摇枕(或构架和车体)之间的称为摇枕弹簧装置或中央弹簧装置,又称 第二系悬挂装置。仅有第一系或第二系悬挂装置的转向架,称为一系悬挂装置转向架;具有第一系和第二 系悬挂装置的转向架称为两系悬挂装置转向架。货车转向架通常采用一系弹簧悬挂 装置,客 车转向架和柴油机车、电力机车转向架通常采用两系弹簧悬挂装置。弹簧悬挂装置主要包
17、括弹簧和减振器两部分。弹簧转向架常用的弹簧主要有板弹簧、螺旋弹簧、橡胶弹簧和空气弹簧四种。板弹簧乂称叠板弹簧。用一片片预先弯成一定弧度的黄片垒叠而成,中间用黄箍 束紧。 各簧片之间的摩擦力可以衰减振动,所以不需要外加减振器。板弹簧由于制造工艺复杂和维 修不便,成本高,重量大,而且摩擦力不稳定,在现代机车车辆上已很少使用。螺旋弹簧机车弹簧悬挂装置中使用最广泛的一种弹簧。通常由圆形截面的弹簧钢棒卷绕 而成,多呈圆柱形。它的制造简单、重量轻、成本低,但不具备内摩擦,因此需 要外加减振 器。一些新型的机车和客车转向架在螺旋弹簧两端加橡胶垫,可以增大弹簧 轴向和横向的柔 性,从而提高机车和客车的走行质量
18、图1:转向架的橡胶弹簧橡胶弹簧利用橡胶的变形来实现弹簧作用(图1)。橡胶弹簧通常由橡胶片和金属 板经 硫化粘结而成,多片层叠使用。它的内阻随变形速度的提高而增大,因而有良好的隔声效果, 并有吸收冲击和高频振动的能力。橡胶弹簧可以同时承受几个方向的载荷,各个方向的刚度 可根据需要设计。它的主要缺点是易老化。空气弹簧利用空气的可压缩性实现弹簧作用。空气弹簧通常由弹簧本体、附加空气室和 高度控制阀三部分组成(图2)。弹簧本体用橡胶制造。空气弹簧的主要优点是:由于高度控 制阀的作用,当车体重量缓慢变化时可以保持车体高度和空气弹簧的容积不变;弹簧刚度可以借助于附加空气室的容积进行选择;在弹簧本体和附加空
19、气室之间设一节 流孔,能起一定的减振作用。主要缺点是结构比较复杂,制造成本高,目前只限于 在少数客 车上使用。图2:转向架的空气弹簧减振器为了吸收振动过程中的能量,通常在弹簧悬挂装置中装有减振器。最常用的减振 器有摩擦减振器和液压减振器两类。摩擦减振器主要用于货车转向架(图3),有时也用于某些机车转向架。摩擦减振器的主 要优点是结构简单,成本低,制造维修方便。但是它的阻力随接触表面的状态,磨耗以及外 界气候条件等因素的变化而改变。摩擦力过大会传递冲击,摩擦力过小则减振效果差,所以 这种减振器一般不适用于对振动性能要求较高的客车和机车的转向架。勘辟嗣榔螂翻舞琳龈f1懒2毓麻3翻液压减振通过活塞的
20、往复作用,迫使液体通过节流孔,产生阻力,从而起减振作用。它 的结构如图4 (右图)所示。由于它的阻力是随振动速度而改变的,所以减振性 能较好。但 是液压减振器的制造和检修工艺质量要求高,一旦减振器失效,在弹簧系统中就没有阻力,所以只用于对振动性能要求较高的机车和客车上。为了保证机车正常工作,延长机车使用期限,对机车进行日常保养和检修是十分必要的。 本论文重点介绍了 SS4改型和SS7c型电力机车的转向架结构、轮对、轴箱、弹簧悬挂装置、 齿轮传动及电机悬挂装置、等部件的结构和原理;比较SS4改型 电力机车转向架和SS7c机 车转向架在结构性能上的相同点和不同点以及检修的工艺和方法。一构架的检修;
21、二轮对的检修;三轴箱的检修;四弹簧的检修;五传动及电机悬挂装置。关键词:转向架;检修工艺;方法图4 :液压减振器2. 4.1 SS4改型电力机车轴箱悬挂装置SS4改型电力机车每台转向架有四组完全相同的轴箱独立悬挂装置。每个悬挂装置 由两 组完全相同的弹簧组、上下压盖及一个上座和一个垂向液压减振器等组成。上述结构具有结构简单,独立性强,维修方便,能克服上下压盖歪斜、无磨耗和调一系 弹簧容易等优点。1、弹簧每个轴箱设置两个弹簧组,SS4改型电力机车每个弹簧组有内外3个弹簧,除中间 弹簧 左旋外两个弹簧均为右旋弹簧,材料为60sl2Mli或55i2Miio2、弹簧附属部分附属部件由上下压盖、上座、定
22、位销等组成。弹簧组靠上下压盖、弹簧座定位组装在一起。3、垂向液压减振器SS4改型电力机车转向架采用独立悬挂方式的螺旋弹簧组,单纯应用螺旋弹簧组时振动 太大,会加速机车各零件的磨损和疲劳破坏。配合减振器可以达到既衰减振动,乂 能保持弹 簧装置正常工作的目的。2. 4. 2 SS7c型电力机车轴箱悬挂装置一系悬挂装置采用独立的轴箱弹簧悬挂结构,每个轴箱有两个螺旋弹簧和两个橡胶垫承 载,螺旋弹簧和橡胶垫串联安装在轴箱的两侧,轴箱两侧还各安装有一个在三向不同刚度的 弹性拉杆定位装置,机车运行时,弹性拉杆起到传递牵引力、制动力、横向力的作用,另外为 了达到衰减振动和吸收振动能量的目的,配置了一系垂向油压
23、减振器。一系悬挂装置每个一系悬挂装置由2组完全相同的圆弹簧、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1螺旋圆弹簧韶山7E型电力机车一系弹簧材料为50C1VA,黄条采用拉光(磨光)技术,一次 加热成 型,从而获得较小的脱碳层,提高其抗疲劳性能。2橡胶垫橡胶垫由两层钢板中间夹着橡胶硫化而成。刚度为20.3kN/nmi (工作高度下的刚度)。1. 箱组装轴箱组装是将车轮的旋转运动转变为机车相对钢轨作直线运动的承载部件。它将机车的 重量经过轮对传递给钢轨,并将来自轮对的牵引力、制动力、横向力等传递给转向架构架。日常运用与维护.外观检查弹簧状态良好,不许有裂纹、断裂、倾斜,簧圈
24、压并,否则,需更换2. 5传动及电机悬挂装置牵引电动机在机车上的安装,一般都采用弹簧悬挂的安装方式,以减小动作用力对电机 和线路的破坏作用。所以通常把牵引电动机在机车上的安装称为电机悬挂。牵引电动机输出的功率和转矩,必须传递到机车的车轴上,才能发挥其牵引作用。传动 装置就是实现电机到轮轴功率、转矩传递的装置。电机悬挂方式和传动装置有着不可分割的关系。不同的电机悬挂方式,传动装置也不同。 牵引电动机的悬挂方式大致可分为轴悬式、架悬式、体悬式三大类。轴悬式乂称为半悬挂式, 可分为刚性轴悬式和弹性轴悬式两类。架悬式和体悬式乂称为全悬挂式。齿轮传动几乎是现代电力机车传动装置的唯一形式。齿轮传动的分类和
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