電力機車轉向架的結構組成
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電力機車轉向架的結構組成,構架是轉向架的重大部件之一,是承載和傳力的基體,也是轉向架衆多部件聯結的基體,但是很多人不知道電力機車轉向架的結構組成是什麼?一起來看看。
電力機車轉向架的結構組成1
轉向架的基本組成
不管是內燃機車還是電力機車其轉向架的結構是十分相似的,按照速度等級可分爲高速轉向架和低速轉向架,比如高速客運機車全懸掛轉向架,低速貨運機車半懸掛轉向架;按照電機分類可分爲交流轉向架和直流轉向架,由於直流電機的侷限性限制了直流轉向架的發展,而交流轉向架具有功率大、體積小、維護方便等諸多優點,成爲目前主流機車首選。
轉向架概述
在鐵路機車車輛的構成中,轉向架是其中重要的組成部分。一般來說轉向架有以下幾部分作用:
承受載荷,即承擔來自轉向架之上的載荷,主要包括車體及安裝在車體內部的各種機械、電氣設備及乘客重量,將這些載荷經過彈性懸掛裝置後傳遞給鋼軌。
傳遞力的作用,由牽引電機產生的牽引力或者制動裝置產生的制動力經牽引拉桿等牽引裝置傳遞至車體底架,進而傳遞至車鉤部分以實現對列車的牽引及制動。同時還要傳遞離心力以及橫向力。
緩衝的作用,機車車輛在運行過程中由於線路不平順會引起線路對於車輛的衝擊作用,經轉向架懸掛等部緩衝後,保證了車輛運行的平穩性。
導向作用,通過轉向架的作用引導機車車輛順利通過曲線和道岔,保證車輛在曲線運行時的安全性。
轉向架結構的性能直接決定車輛的牽引能力、運行品質、輪軌磨耗以及列車運行安全,因此轉向架應當具有以下技術要求:
保證黏着條件在最佳狀態,軸重轉移應當儘量小。
運行時的動力學性能表現良好,以達到小的線路動作用力和減少軌道及車輪的應力與磨耗。
應滿足輕量化要求,在滿足強度及剛度的前提下儘可能減輕自重。
結構型式簡單,保證運用可靠的情況下,簡單的結構有利於減少維修工作量。
轉向架組成
如下圖所示(CRH2型動車組動車轉向架),轉向架一般由以下幾部分構成:
CRH2型動車組動力轉向架
輪對:直接向鋼軌傳遞車輛重量,通過輪軌黏着產生牽引力及制動力,通過輪對轉動實現車輛在線路上的走行導向。
軸箱:保證輪對的迴轉運動,使輪對適應線路條件,相對於構架有上下、前後、左右活動。
一系彈性懸掛裝置:保證軸重分配均勻,緩和線路不平順對於車輛的衝擊作用。主要包括軸箱彈簧裝置、軸箱定位裝置及軸箱減振裝置。
構架:轉向架的骨架部分,用於安裝轉向架各部件,承受及傳遞垂向力、水平力。
二系懸掛裝置:進一步緩和衝擊振動,在通過曲線時使轉向架相對於車體迴轉,保證車輛運行平穩性。主要包括二系彈簧裝置、二系減振裝置、抗側滾裝置等。
驅動裝置:將動力裝置產生的功率傳遞給輪對。主要包括牽引電機、傳動裝置以及電機懸掛裝置。
基礎制動裝置:將制動缸傳遞的力增大一定倍率後傳遞給執行的機械機構實現列車制動。
電力機車轉向架的結構組成2
試述SS3型電力機車轉向架構架的結構及各部作用?
解析:轉向架構架由2根側樑、1根前端樑、1根後端樑、1根牽引樑、l根中間樑及各種附加支座等組成,形成“目”字形結構,其中:
(1)側樑:左、右各1根,由側樑體、圓彈簧拉桿座、拉桿座、拉桿體座、定位塊以及摩擦減振器座、接地臺、垂直減振器上座、橫向減振器座等組成。是主要的承載和傳力部件。
(2)前端樑:由1根鋼管和制動器安裝座等組成。用來聯接側樑及安裝制動器等。
(3)牽引樑:由上下蓋板、立板、斜蓋板及制動座安裝板(2塊)、電機懸掛吊座、防落框、定位銷和牽引框等焊裝而成,其主要作用是將輪對的牽引力和制動力通過牽引裝置傳遞到車體上,並承擔部分設備的重量。
(4)中間樑和後端樑:均由上、下蓋板及2塊立板焊成箱形樑體,其下方焊有制動座安裝板、電機懸掛吊座、1根防落框和定位板、中間樑上蓋板上還裝有尾銷框。其主要作用是將側樑連接起來,並承擔車體及上部設備的部分重量。此外,每個轉向架的左側樑立板上裝有銘牌一塊。
電力機車轉向架的結構組成3
轉向架構架_電力機車總體及走行部
構架是轉向架的重大部件之一,是轉向架衆多部件聯結的`基體,亦是承載和傳力的基體。機車運行中,構架除承受垂向重力、縱向的牽引力、制動力及橫向的離心力、輪軌側壓力等力外,還常常經受很嚴重的動作用力和衝擊載荷。此外,電機懸掛、齒輪傳動、軸箱定位、基礎制動裝置等工作時,構架的載荷更加複雜嚴重。
因此可以說,轉向架構架是一個受力十分複雜,載荷很大的重要部件,必須保證足夠的強度和剛度,各樑的尺寸、各種附件的組裝位置必須精確;質量輕,結構緊湊;運行中還必須注意經常檢查,特別是各焊縫處,如產生裂紋,應及早發現,以免釀成更大的事故。
一、轉向架構架的分類
(1)轉向架構架就設計和製造工藝而言,分爲鑄鋼構架和焊接構架。焊接構架又可分爲鋼板焊接構架和壓型鋼板焊接構架。鑄鋼構架由於質量大,鑄造工藝複雜,目前在電力機車上已很少採用;焊接構架質量輕,各樑皆爲中空箱形構件,使用材料省、強度和剛度都能得到保證,所以得到了普遍的採用。
尤其壓型鋼板焊接構架,各樑按等強度樑設計製造,其箱形截面的尺寸依各部位受力情況而大小不等,使各截面的應力相近,具有足夠的強度,且質量輕,材料利用率高。我國 SS2型電力機車採用這種構架。但由於製作時必須具備 1 000 t以上的大型水壓機和大型加熱爐,成本比一般鋼板焊接構架高,現已很少採用。
(2)根據軸箱及其定位裝置的結構,構架又分爲有導框式和無導框式。構架採用無導框軸箱定位方式時不需要開切口,可避免強度削弱。近代幹線電力機車,尤其是高速電力機車越來越廣泛地採用無導框式鋼板焊接結構的轉向架構架。
(3)根據構架的結構形式,轉向架構架有封閉式構架和開口式(或 H 式)構架之分;封閉式構架又有“日”字形(兩軸轉向架構架)和“目”字形(三軸轉向架)構架,如圖 4、4所示。
圖4、4 轉向架構架的一般組成
1—側樑;2—橫樑;3—端樑;4—支承座;5—心盤
由圖可知,轉向架構架主要由左右側樑,1根或幾根橫樑(兩軸轉向架爲 1 根,三軸轉向架爲 2 根)以及前後端樑組焊而成。有的轉向架構架沒有端樑,稱爲開口式或H形構架;有端樑的構架稱爲封閉式構架。
側樑是構架的主要承載樑,是傳遞垂向力、縱向力和橫向力的主要構件,現代電力機車車體和車上部質量幾乎都是通過旁承支承在構架側樑上的。
橫樑和端樑用來保證構架在水平面內的剛度,保持各軸的平行及承託牽引電動機。砂箱一般安裝在前後端樑上。
二、SS4G型電力機車轉向架構架
SS4G型電力機車轉向架構架由兩根側樑,1根前端樑,1根後端樑,1根牽引樑和各種附加支座等組成,各樑焊裝後,構架成“日”字形結構,如圖4、5所示。
1、側 樑
SS4G型電力機車側樑是鋼板焊接箱形封閉截面樑,左右各1根,形狀爲倒“凸”形,樑體上焊裝有旁承座、圓彈簧座、圓彈簧拉桿座、拉桿座、定位塊、吊座和端板等零部件。
側樑焊裝後,必須調樑,使樑體上撓度≤5 mm,旁彎不直度≤3 mm。
2、前後端樑
前端樑上有端樑體和牽引裝置三角形撐杆固定上支座。端樑體爲無縫鋼管,支座爲普通鑄鋼件。
後端樑採用一根無縫鋼管,無其他部件。
3、牽引樑
SS4G型電力機車牽引樑爲蝶形箱式樑體。它由上下蓋板、定位銷、防落框、電機懸掛吊座、筋板、隔板、立板和套等焊接而成
4、附屬部件
附屬部件包括旁承座、各種減振器座(橫向液壓減振器座,縱向摩擦減振器座和垂向液壓減振器座)和接地臺。各座材料均爲低碳鋼或普通鑄鋼。
另外,在每臺轉向架構架左側樑立板處組裝有銘牌一塊,上方是製造廠家,下方是編號和製造年月日。
5、砂箱裝置
爲了提高機車黏着係數,防止輪對空轉和踏面擦傷,可給予車輪踏面相對應的鋼軌軌面撒砂。SS4G型電力機車在每臺轉向架前後左右 4 個角處設置了 4 個砂箱裝置,每個砂箱容積爲0、1 m3,每臺轉向架砂箱的總容積爲0、4 m3。
6、構架組裝
當側樑各定位板和前後端樑孔,牽引樑定位孔,牽引樑兩端面,制動器座面,牽引銷安裝孔和電機懸掛座各孔加工好後可以進行構架組焊。
三、HXD3型電力機車轉向架構架
構架是由左右對稱佈置的兩個側樑、前端樑、後端樑、牽引橫樑、橫樑和各種附加支座等組成。構架組焊後,成爲完全封閉的框架式“目”字形箱形結構,如圖4、6所示。
圖4、6 轉向架構架
1—左側樑;2—右側樑;3—牽引橫樑;4—減振器座;5—前端樑;6—電機吊杆座;7—橫樑;8—軸箱止擋;9—後端樑
爲了保證構架在機車正常運用中具有足夠的強度、剛度和疲勞壽命,設計中有必要對構架進行有限元結構強度分析和模態分析。並且通過試驗,來驗證設計和計算的正確性。
爲滿足相關試驗標準的要求,HXD3型機車轉向架構架按照TB/T 2368進行了靜強度和1 000萬次抗疲勞強度試驗。
爲了滿足重載貨運牽引性能的要求,降低整車的質心,同時滿足軸重要求,考慮電力機車車體上部質量較輕,適當增加了一系懸掛以上的質量。在構架設計時,爲保證構架有足夠的強度和剛度,側架、橫樑的下蓋板採用了 30 mm 厚的鋼板。各樑受力部分的內腔均設有10 mm厚的筋板。
側架與端樑、橫樑採用圓弧連接的結構形式。以降低連接處的應力集中。爲了增加側架與端樑、橫樑的連接強度,連接處的上下蓋板交錯,並且在橫樑受力較大的 4 個連接處,採用雙面焊。爲實現整體起吊功能,在側架內和軸線相交處還設有斷面爲 H 形的筋板結構,以保證吊裝時此處的強度。端樑連接處下蓋板用排障器座板和砂箱座板補強。
轉向架構架的維護保養:
(1)日常運用和檢修時應加強對構架的檢查,尤其是檢查電機吊座、減振器座焊縫和各橫樑、側樑連接處焊縫。
(2)構架不允許隨意動用電焊,若需要電焊一定要就近搭接接地線,同時注意保護好其他零部件。
(3)構架產生裂紋,允許焊修;在焊修前應在裂紋末端鑽一個不小於6 mmφ的止裂孔,然後沿裂紋開坡口,根除裂紋後才能進行焊修。焊修後應採取措施消除焊接應力,經焊修部位應經常觀察,並做好記錄。
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