型电力机车转向架三维模型毕业论文

1、兰州交通大学毕业设计（论文）题目：B0式转向架的三维实体设计学 生 姓 名： 马荣成 学 部 （系）： 机电工程学院 专 业 年 级： 车辆工程 指 导 教 师： 朱喜锋 2012 年 6月 6日摘 要本文首先论述了国内转向架的发展概况及其构成特点，由于车辆的用途不同、运行条件的差异、制造维修方法的制约和经济效益等具体因素的影响，对转向架的性能、结构、参数和采用的材料及工艺等要求就有差异，因而转向架的造型方法各有其特点。其次，本文基于模块化技术、参数化技术及高级配合技术，利用SolidWorks软件设计出SS4型机车转向架各零部件的三维实体造型，通过高级配合技术完成转向架轮对、轴箱、轴箱悬挂装

2、置、构架等各部件的装配，最后装配成为一台完整的SS4机车转向架，为后续工程图的生成、强度分析提供所需的参数与几何实体模型。最后，本文通过有限元分析方法对转向架各零部件的强度进行分析，得到的结果，根据转向架的结构特点，采用局部修正方法调整转向架各零部件的基础模型至最终模型，并确定了相应的零件尺寸。在完成上述过程之后，可对转向架的所有零件外形及其装配顺序有很彻底的认识，从而为今后更深层次的分析研究打好基础，具有重要的学术价值和工程实际意义。【关键词】转向架 三维造型 工程图 AbstractThis thesis starts with a general survey of the develo

3、pment of the bogie in domestic and its constitutional characteristic. Some factors such as vehicles different purposes, operating conditions, manufacturing or maintenance methods and economic benefits lead to different requirements of bogies properties , structures, parameters and technology. So the

4、 bogies are characterised by various modeling methods.Then, a three-dimensional solid model for bogie of SS4locomotive was designed ,using SolidWorks software ,based on the modularization techniques,the parameterization technology and the advanced coordinate technology. This model provides the requi

5、red parameters and geometric solid model for further study of engineering drawings generation, strength and analysis.Finally, the strength of bogies each component and part is analyzed using finite element analysis,and the final model and each parts' dimensions are determined .These works mentio

6、ned above lay the foundation of further research, have important academic value and actual engineering significance.【key words】Bogie Three-dimensional solid modelEngineering drawing 目录第1章 绪论11.1 研究背景及意义11.2 转向架的作用与分类21.3 SS4机车转向架的组成及特点3第2章 SS4机车转向架的三维实体设计62.1轮对电机装置62.2轴箱装置132.3转向架构架162.4轴箱悬挂装置182.5基

7、础制动装置212.6附属装置23第3章 转向架总体装配25第4章 转向架构架强度分析27总结31致 谢32参考文献33第1章绪论1.1研究背景及意义随着铁路运输的发展和人民生活水平的提高，人们对时空的观念有了深刻的变化，对铁路运输有了新的要求。为了适应现代社会高效率、快节奏的要求，铁路部门已进行了五次大提速。目前在主要干线上机车最高速度已达到160180km/h，但这种速度还是不能够满足人们日益增长的需求，比如在秦沈专线上建成的300km/h高速线路，有些人要求在北京至上海开行磁悬浮列车等等都反应了人们对高速列车的期望。可以肯定的是，第六次铁路大提速将很快到来，200km/h以上的大功率高速列

8、车注定将步入历史舞台。在下一次铁路提速过程中发挥主要作用。作为机车的重要部件之一，转向架也是机车最高运行速度的限制性部件，它对于确保机车的运行安全、改善运行品质、提高舒适程度、减少环境污染等有着极其重要的作用。因此开发高速机车转向架是开发大功率高速重载机车的关键。世界上的高速列车可简单划分为动力集中式和动力分散式。动力集中式和动力分散式可以说各有利弊，单纯从确保性能及降低技术难度来讲，动力分散是有利的，即有助于减轻轴重、充分利用牵引及制动时的轮轨粘着、提高列车总功率、便于列车分解开行等，但却提高了制造成本及维修费用等。随着机车技术的发展，可以实现在大功率和大轴重前提下高速机车与线路间的低动力作

9、用，例如采用驱动装置的体悬、架悬等措施来减少簧下重量，采用体积小、重量轻的交流牵引电动机来减少轴重，优化悬挂参数及结构提高走行性能等等，使得开发动力集中式高速机车转向架成为可能，而且动力集中已成为世界各国高速列车发展的共同趋势。转向架是电力机车的走行部分，它对机车动力学性能、牵引性能和安全性能起着重要的决定性的作用。下面主要通过介绍SS4型电力机车转向架来说明转向架的主要结构设计和功能特性。SS4型电力机车有四台基本上相同的转向架。SS4型(1一158号)机车的转向架牵引装置为平牵引拉杆装置，SS4改型机车转向架牵引装置为推挽式牵引装置。所以两种型号的转向架互不通用，但其各型的四台转向架完全通

10、用。两种型号转向架除构架、轮对、牵引装置，制动器不通用外，其余重大部件均通用。转向架支承车体和车体内安装设备的重量，该重量通过二系弹簧支承、构架、一系弹簧支承均匀地分配到各个轴箱上，最后经轮对作用于钢轨。SS4型电力机车每个轮对作用于钢轨上的垂直静载荷为23t。转向架将轮对产生的牵引力或制动力传递给车体。当机车牵引列车时，牵引电机产生转距，通过齿轮传动使轮对转动，轮对与钢轨之间由于粘着的作用而产生轮周牵引力，牵引力由轴箱经轴箱拉杆传至构架，再通过牵引装置传到车体，最后经车体车钩牵引列车运行。当闸瓦制动时，制动力矩将产生轮周制动力，其方向与牵引力相反，而传递途径相同，最终经车钩对列车施予制动力。

11、机车沿着曲线运行时，轮轨间将产生水平横向作用力，而且允许车体与转向架有一定的相对位移，来减小水平横向作用力，缓和轮轨间的磨耗，保证机车安全通过曲线。SS4型电力机车可以以<5km/h的速度缓行通过125m半径的曲线。1.2 转向架的作用与分类1）转向架的作用：支承车体并使之在轨道上运行的装置称为转向架，亦称走行部，它是动车组的关键部件。1.承重承担机车上部的重量，包括车体及安装在车体内的各种机械、电气设备的重量，并把这些重量经一系弹簧悬挂装置传递到钢轨上。2.传力产生牵引力和制动力，并把产生的牵引力和制动力经牵引装置传递到车体底架，最后传递到车钩，实现对列车的牵引和制动。3.缓冲（走行）

12、在机车运行中缓和线路对机车的冲击，保证机车运行的平稳性。4.导向在钢轨的作用下，引导机车顺利地通过曲线和道岔，保证机车在曲线上安全运行。2）转向架的分类：1. 按轴数分类：两轴转向架B0 如SS4、SS7D、SS8、CRH3；三轴转向架C0 如SS3、SS3B、SS6、SS6B 。2.按有无动力分：动力转向架（又分单动力轴转向架和双动力轴转向架）；非动力转向架。3.按悬挂装置分：按弹簧悬挂方式分为一系悬挂:（轴箱弹簧（第1系）或中央弹簧（第2系）和两系悬挂:（轴箱弹簧（第1系）+中央弹簧（第2系）；按轴箱定位方式分类，常用的轴箱定位方式是拉板式定位、拉杆式定位和转臂式定位；按车体支承方式分类：

13、a.按中央弹簧跨距分：内侧悬挂、中心悬挂和外侧悬挂；b.按载荷传递形式分：心盘集中承载、心盘部分承载和非心盘承载；c.按中央悬挂装置的结构分：有摇动台、无摇动台、无摇枕转向架；4.按导向方式分：普通转向架和径向转向架（自导向、迫导向）；5.按摆动方式分：自然摆转向架和强制摆转向架。1.3SS4机车转向架的组成及特点SS4机车转向架的组成转向架主要由轮对、轴箱，一系弹簧支承装置(轴箱悬挂装置)、构架、二系弹簧支承装置(车体支承装置)、驱动装置、基础制动装置和附属装置等部件组成。构架是整个转向架的骨架，它应具有足够的强度和刚度。构架采用焊接结构，主要由两个侧梁、一个横梁和两个端梁组成的“日”字形结

14、构。每个梁都是箱形结构。构架设计中着重考虑了可靠性和耐久性设计。轴箱是轮对与构架间的连接部件，它将轮周牵引力、制动力传递给构架。轴箱纵向采用拉杆式定位，其纵向应有足够的刚度，以保证驱动系统稳定性，提高粘着利用，还可以提高高速运行时的临界速度。一系悬挂采用螺旋弹簧、减振垫和垂向减振器，垂向承担车体及转向架重量及垂向动力作用，横向承担轮对相对于转向架构架的横向力。衰减一系簧下振动对构架和车体的冲击。二系悬挂由两端加橡胶垫的圆簧和各向减振器组成。垂向承担车体重量以及车体与转向架之间的垂向动力作用，横向则承担风力、离心力及车体与转向架的横向力作用。衰减二系簧下振动对车体的冲击和蛇形运动。牵引杆将传递到

15、构架上的牵引力、制动力继续传递给车体牵引座，最后传递给车钩，牵引列车运行。牵引杆装置是典型的四连杆机构，这种结构在我国的内燃、电力机车转向架上已广泛使用。驱动传动装置是动力传输部件，它主要由轮对、抱轴装置、承载式齿轮箱和交流牵引电机等部件组成。电机输出的扭矩通过小齿轮、大齿轮传到轮对上，驱动部件采用弹性悬挂，以保证机车具有良好的动力学性能、较低的轮轨动作用力，特别是小的横向振动和优良的横向动力学性能。基础制动装置是使运行中的机车减速或停车，停放中的机车不发生溜放的部件，它采用踏面制动。每个车轮安装有一套独立的单元制动器，单元制动器上的闸瓦在压力的作用下与车轮踏面磨擦，达到减速或停车目的。附属装

16、置中主要包括转向架制动、撒砂风管，砂箱、轮缘润滑、扫石器、踏面清扫器等附属部件。1.3.2 SS4机车转向架的特点及参数SS4型电力机车转向架具有以下特点：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SS4型(1一158号)为平行拉杆，SS4改型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电机悬挂方式均采用刚性半悬挂。主要技术参数SS4型(1158号)轴式2(B0B0)轨距14

17、35mm轴重23t轴距3000mm轮径1250mm(新轮)通过最小曲线半径125(u<5km/h)m轮对左右轴箱中心线间距2050mm二系支承点横向间距2050mm最高速度100km/h牵引方式平行拉杆牵引点距轨面高度445mm轮对自由横动量(单侧)0.75mm侧梁顶面至轨面高度1200mm转向架总重21.4t牵引电机悬挂方式抱轴式半悬挂传动方式双侧刚性斜齿轮传动比88:21=4.19齿轮法面模数Mn=10mm弹簧悬挂装置总静挠度145mm一系静挠度139mm二系静挠度6mm垂向油压减振器型号SFKl垂向油压减振器数量4个每个减振器阻尼系数1000 N·s/cm横向油压减振器型

18、号SFK横向油压减振器数量2个每个减振器阻尼系数1000 N·s/cm转向架相对车体横动量20mm(单边)基础制动器方式装有闸瓦间隙自动调整器的独立作用式制动倍率3.5机车制动率38手制动率20砂箱总容积0.4m3外形尺寸(长×宽×高)5300mm×2750mm×l530mm第2章SS4机车转向架的三维实体设计2.1轮对电机装置轮对电机组装SS4型电力机车有八对基本上相同的轮对电机装置，每台转向架逆置组装二对轮对电机组装装置。轮对电机装置除牵引电机外，还由齿轮箱、齿轮传动装置、轮对组装、轴箱组装、轴箱拉杆和电机悬挂装置等六大部分组成(图2.1)

19、。图2.1轮对电机总装1一电动机；2一轴箱弹簧；3一大齿轮；4一轴箱；5一减振器下座；6一轮对；7一小齿轮。2.1.2 齿轮传动装置齿轮传动装置由大齿轮(被动齿轮)和小齿轮(主动齿轮)组成。它的作用是将牵引电机产生的转矩通过小齿轮啮合大齿轮传递给轮对，产生牵引力。小齿轮主要技术参数材质20CrMnMoA齿轮制造精度6级(GBl009588)齿面渗碳淬火硬度HRC57齿数2l端面模数1lmm分度圆上螺旋角24037中心距604mm压力角200为了便于拆装和防止电机轴拉伤，电机轴和小齿轮内孔用1：l0的锥度通过过盈紧配合连接在一起。小齿轮与电机轴套装前用锥度量规检查接触面积应最大，且其均布在整个锥

20、面上。小齿轮套装时需预热至160一190，然后套装到电机轴上，套装后测量齿轮端面至电机轴端面的距离，比套装前(冷态)测量的距离(19.421.4mm)少2.02.4mm为宜。此外，还必须测量工艺轮对上的大齿轮与小齿轮之间的侧隙，其值应为0.67一0.99mm，并保证左右齿轮相对应的侧隙之差0.2mm。径向间隙22.5mm。拆卸小齿轮时，将专用油泵油嘴旋入电机轴端面带有大倒角的螺孔内，并用螺栓加挡板挡住小齿轮，以免小齿轮脱开时小齿轮碰伤或产生人伤事故，然后压动油泵便可把小齿轮自动地退下来。如下图示：图2.2小齿轮大齿轮主要技术参数材料42CrMoA齿轮制造精度6级(GBl009588)齿轮表面中

21、频淬火硬度HRC5258齿数88齿轮端面模数1lmm中心距604mm法面压力角200大齿轮由齿圈和齿轮心组合而成。齿轮心材质为ZG230450铸钢件。齿圈和齿轮心为过盈紧配合，其过盈量为0.8一0.9mm。在装配时，应注意两者配合面的锥度必须同向，齿圈和齿轮心组装时，把齿圈加热至200以下，套在齿轮心上，然后加工，滚齿、倒角、中频表面淬火、磨齿、检查。大齿轮与轮心轮毂组装为过盈紧配合，在冷态下压到轮毂上，齿轮与轮心的压装过盈量为0.370.46mm，压力值为500800kN。如下图所示：图2.3大齿轮2.1.3 轮对组装为了对齿轮进行润滑以及防止尘土、砂石等污物对齿轮的侵袭，将大小齿轮密闭在齿

22、轮箱内。为了防止上下箱合口处漏油，在上箱侧板四周焊装内外挡板。在大领圈处焊装二个挡油槽。上下箱组装前在内外挡板中间加聚氨酯密封垫和NJYA2聚氨酯胶粘剂。齿轮箱两个310mm和一个389mm孔为两上下箱组装后整体加工而成，以防止上下两半圆形领圈错位，引起此处漏油。两个310mm的孔与电机外壳组装时用橡胶圈进行密封，389mm与大齿轮轮毂相配合处用聚氨酯毛毡条进行密封以防齿轮箱油外露，这种密封材料粘接性能很好，耐油，固化后具有很好的弹性、耐磨，老化性能好，并具有一定的抗拉强度，可防箱体外的水、灰尘等污物进入箱体内。上下箱组合成整体时，用四根M20×75mm的螺栓相连接，整个箱体通过六根

23、螺栓固定在电机端部外壳上，使两者之间固定连接不产生相对位移。轮对是电力机车转向架最重要的关键部件之一。机车绝大部分的垂直静载荷均通过它传递给钢轨；牵引电动机所产生的转矩也是通过它传至钢轨产生牵引力。另外，在机车运用时，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。所以轮对的维护保养应给予高度重视。轮对由一根车轴、左右两个轮心和两个轮箍及二个大齿轮组成(图2.4)。图2.4轮对装配1一车轮；2一车轴；3一大齿轮。车轴用JZ车轴钢锻制而成。它分轴领、轴颈、防尘座、轮座、抱轴颈和中间铀身部分组成。轴按图加工后，其圆弧部分和228mm及205mm处的表面均通过滚压强化处理。车轮由轮

24、心和轮箍组成。轮心为辐板箱式结构，材料为ZG230450，重量370kg，与SS3型电力机车轮心相通用。为了便于压装和退轮，在轮心上设有注油油孔和与油孔相连的注油槽。当压装或退轮时可用高压油泵向油孔内注入高压油，使轮心与轴配合表面透满高压油，再用压力机施予压力，将车轴压入或退出轮心称之为注油压装，这不但可降低压入或退出吨位，更主要地可避免配合表面不被拉伤，保证了产品质量。图2.5车轴轮箍是由轮箍钢轧制而成。轮心与车轴的组装现有两种方法。第一种用水压机把轮心与车轴组装在一起。首先把压装有大齿轮的车轮在冷态情况下压到车轴的轮座上，压力为7851275kN。压装时，压力曲线应均匀平稳上升，其长度不短

25、于理论长度的80，接近终止时，许可有全长的15的平直线或在其末端10处有不超过最高压力5的压降。压至油沟时，在油沟区允许稍有下降。第二种方法是车轮和车轴装配采用注油压装，注油油压应在98147MPa之间，在注油压装过程中允许注油油压在规定范围内波动，注油压装终止压入力不得超过196kN。当轮对压装后不是注油油压超过规定范围而导致退轮的，则注油退轮后，车轮或车轴经处理后允许原车轮原车轴重新组装。轮对压装后不限停留时间，允许自由调整内侧距或相位角，压装过程中允许压力机中途停打。图2.6车轮轮对压装后应进行压装压力曲线检验，注油油压检验和电阻值的检验，不符合技术条件者视为不合格品。当未注油时合格的压

26、力曲线为压入力逐渐上升，过油槽时允许压入力稍许下降。注油压装过程中允许注油压力在98一147kPa规定的范围内波动，对应的压力曲线也允许同时波动，但压入力最大允许超过未注油时的压入力。压装终止时的压入力须在196kN以下。若注油油压不符合规定的范围，应注油退轮，退轮后须重新配车轮和车轴，退下的车轮与车轴允许选配后重新压装。为了保证注油压装质量，应定期进行反压力检验，反压时压力应逐渐平稳地增加。反压力最小应达到：动轮不带轮箍时每100mm(轮座直径)×441×1.2kN；动轮带轮箍时每100mm(轮座直径) ×520×1.2kN。反压检验应在注油压装4h后

27、进行，检验数量自定。轮对电阻检验不应超过0.01。轮对压装后左右两齿轮上的两对应点在圆周方向上的角度差(即相位差)4；左右轴端至轮彀外侧面的距离应相等，其差lmm。然后轮箍在加热状态下套上轮辋，轮箍加热温度不得超过320，其过盈量须保持在1.41.8mm之间。轮箍套装后须自然冷却，禁止用强迫冷却。冷却后用检查锤敲击轮箍踏面，检查紧固状态，检查轮箍挡棱与轮辋接触侧面的局部间隙，在挡棱高度的一半上，用塞尺检查不应大于0.2mm，其总长大于圆周的1/4。然后按I型轮缘踏面外形(铁标TB44976B型)加工轮缘踏面，使其同一轮对两轮滚动圆直径之差lmm；同一机车上八个轮对彼此直径之差2mm；同一轮对轮

28、箍内侧距离(1353)mm；加工后的轮箍宽度140mm；两大齿轮内侧面距离(1068)mm；圆周均布两点上距离之差0.3mm；同时对同一轮对两轮轮毂内衬面加工，保证(1043)mm的距离；然后加工大齿轮轮心内侧面，使左右大齿轮轮心内侧面至车轮轮心内侧面之距离左右之差0.8mm。轮对组装后的重量为2900kg。另外应说明SS4型机车(1一158号)轮对与SS4改型机车轮对不通用，不能互换，因前者的轮对受力中心为2050mm，而后者的轮对为2110mm，因此车轴也不通用，但车轮通用。电机悬挂装置当把以上各部件组装准备筹全后可进行轮对电机总组装(图2.1)。总组装前，应把齿轮传动副、抱轴瓦、齿轮箱和

29、配合面擦洗干净，齿轮箱与电机接口处的橡胶圈、聚氨酯密封垫聚氨酯毛毡，抱轴箱合口处的密封胶、石棉板组装完毕后，往电机上吊上轮对，使车轴与轴瓦之间的间隙在0.25一0.4mm之间。接着用螺栓紧固抱轴箱，测量电机两抱轴瓦外端面与轮心衬面之间横动量之和在1.12.2mm之间。大小齿轮端面不平齐4mm。翻边后，组装齿轮箱、电机悬挂吊座和轴箱拉杆，轴箱拉杆与轴箱体组装后八字面底部应有38mm的间隙。在齿轮箱内装入SYBll0377齿轮油，每轮对6kg，或润滑油HZ一32车轴油代替。每个抱轴箱用油量为20kg。组装完毕后应在专用试验台上做空转试验。试验时间正反转各45min，速度相当于60一70km/h，在

30、运转过程中不得有异音，检查抱轴瓦和轴箱体温升，在轴箱体外表面中部测量其温度不超过30(环境温度)。抱轴瓦端部测量温度不超过50，齿轮箱不得漏油。图2.7电机悬挂装置1一销； 2一吊杆；3一垫板； 4一吊座。SS4型电力机车的电机悬挂方式为抱轴式半悬挂。一端通过抱轴箱支承在车轴上另一端靠电机悬挂装置悬吊在构架牵引梁电机悬挂座上。电机悬挂装置一方面能承受电机静载荷(约为电机重量的1/2)，另一方面承受电机工作时产生的反力。同时在电机工作过程中，它可随电机纵向和横向自由摆动，并可缓和电机与构架之间的振动。SS4型电力机车电机悬挂装置主要由防落板、销、吊杆、垫板、吊座、橡皮垫、螺母等零件组成。除吊杆和

31、防落板由于长短不一致，SS4型(1158号)和SS4改型不通用外，其余部件完全通用，并可互换。吊座为ZG230450铸件，用五个M24×55mm的螺栓紧固在牵引电机下方的槽形安装座上。吊座上、下圆盘内安放二个橡皮垫，在二个橡皮垫上、下方安放垫板二块。然后插入电机吊杆，在吊杆下部用M52×3mm的花螺母紧固，使橡皮垫有30kN的预压力，然后插入10mm×100mm的开口销，以防螺母松动。吊杆上部内装关节球轴承，用销与构架上的电机悬挂吊座相连，为防止销窜动，用卡板固定。 在组装完电机悬挂装置后，在吊杆销套和球轴承之间注入润滑油脂。落车后还要检查防落板上平面与牵引电机外

32、壳吊耳下平面的垂向间隙20mm，防落板端部与电机外壳之间间隙10mm，且与吊耳的纵向搭接量20mm。牵引电机的另一侧，则通过电机抱轴箱支承在车轴上。抱轴箱内有两副抱轴瓦，每付抱轴瓦由两个半瓦组成，每个半瓦由铜瓦背和巴氏合金组成。在上半瓦的中央有一个方孔，以供瓦轴润滑油。为了保证瓦面有一定量的油膜不致于产生热轴或者烧损巴氏合金，又为了保证齿轮的正常啮合，轴瓦与车轴之间的径向间隙要求在0.250.4mm之间。随着机车运行，轴瓦逐渐磨耗，间隙也越来越大，当轴瓦间隙>lmm时必须重新挂合金或换新瓦。2.2轴箱装置2.2.1 轴箱组成及其作用轴箱是把簧上部分重量传给轮对，同时将来自轮对的牵引力、制

33、动力、横向力等传递到构架上。因SS4型电力机车轴箱是独立悬挂，弹性定位装置，故在运用、维修和保养方面比较容易。轴箱主要由前后盖、轴箱体、密封环、短圆柱滚子轴承、接地棒、轴圈和挡板等组成(图2.8)。1）前、后盖：前后盖均为ZG230450铸钢件，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，以防轴承外圈在轴箱内左右移动。另外起到传递轴向力的作用，并起到防尘和保护轴箱内部零件免受损坏的作用。2）轴箱体：轴箱体为ZG230450铸钢件，中间成圆筒形，内孔与轴承外圈为动配合。左上方和右下方设有八字形切口，它与轴箱拉杆轴相连接，两边还伸出弹簧座，一系弹簧就座落在这弹簧座上。3）轴箱挡板：挡

34、板有两种，一种是与接地电刷相连接的圆孔挡板；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，形成车轴与传感器连接装置。4）轴箱轴承：为了改善构架受力状态，SS4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短圆柱滚子轴承。每组轴箱采用两种轴承，其内侧采用552732QT轴承，其外侧采用752732QTK轴承，轴箱单边横动量为0.75mm。图2.8轴箱装置1一轴箱体；2一轴承；3一后盖；4一轴圈；5一隔环；6一挡板；7一前盖。轴承主要特点是，当机车通过曲线时，构架力同时由两轴箱轴承凸缘传力，可减少构架单侧梁每个拉杆座受力的1/2，改善了构架受力状态

35、。5）轴箱装配：在组装轴箱前，应清洗轴颈、轴承和轴箱配件。轴圈和轴承内圈应加热套装，轴圈加热温度在200以下，轴承内圈加热温度在150以下，轴承内应加相当于轴承室总容量的1/3-1/2的三号锂基脂。当轴箱组装到车轴上以后，应轴向移动轴箱体，检查轴向横动量是否符合规定，以防止装配不当。2.2.2轴箱拉杆SS4型电力机车轴箱拉杆采用双扭线弹性定位拉杆装置（图2.9）。轴箱拉杆由连杆体、长拉杆、短拉杆、橡胶圈、端盖、橡胶端垫等组成。连杆体为ZG230450铸钢件，成双简形，中间连接部分呈工字形，两简中心距为260mm，长、短拉杆为45号锻钢，拉杆中间为圆柱形，两端成八字形，八字形凸面与轴箱体和构架拉

36、杆座凹八字形面相配合，并用螺栓紧固。橡胶圈为橡胶元件，长拉杆处两个，短拉杆处一个。为增加橡胶端垫的刚度和强度，在其中部加2mm厚的钢板金属夹层。端盖用半圆卡环固定，组合舌的轴箱拉杆形成一个整体弹性元件，它承受传递各种负荷（牵引力、制动力、冲击力和横向力）并缓冲各种激诱力，改善了机车性能。但橡胶件本身易老化，所以在运用一段时间后应对其进行外观和性能检查，不合格的元件应及时更换配件。图2.9 轴箱拉杆1一长拉杆；2一连杆体；3一短拉杆；4一橡胶端垫；5一端盖；6一止块。图2.10 拉杆体 图2.11 拉杆橡胶圈端垫2.3转向架构架2.3.1 SS4型电力机车(1158号)构架作用与组成构架是转向架

37、的重大部件之一，是转向架众多部件联结的基体。构架亦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；机车牵引或制动时产生的牵引力或制动力；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。但由于受机车总体布置、空间尺寸和重量的限制，还必须考虑重量轻、结构紧凑的要求。构架是一个较为复杂的空间结构。在机车运行过程中是各种负荷的联合受力体。SS4型电力机车转向架构架由两根侧梁(分左右)、一根前端梁、一根后端梁、一根牵引梁和各种附加

38、支座等组成。各梁焊装后，构架成“日”字形结构(图2.12)。图2.12SS4型电力机车(1-158号)构架主要技术参数两侧梁横向中心线间距2050mm旁承前后中心线间距250mm外形尺寸778mm×2648mm×4630mm同轴两拉杆座八字面中心距(940土1)mm构架总重2900kg构架侧梁(分左、右)：电力机车转向架构架侧梁均用钢板和铸锻件支座焊接而成。侧梁由钢板焊接而成，均为箱形封闭截面蝶形梁，它分左右各一根。侧梁由侧梁体，圆弹簧拉杆座、拉杆座、定位块、吊座、垫板、支座、弹簧座和端板、限位器碰座等组成。侧梁体由前、后、上、下盖板，两块立板，各种隔板和定位板焊成箱形蝶式

39、梁体。圆弹簧拉杆座、拉杆座和弹簧座均为铸钢件，吊座、垫板和支座均为钢板件，它们均焊装在侧梁体下部。限位器碰座为钢板焊接结构，焊装在侧梁外侧面。侧梁焊装后，必须调梁，梁体上挠度5mm，旁弯不直度3mm。构架前后端梁：前后端梁均由钢管组成。钢管材料为10#无缝钢管，长度为2290mm。前后端梁与侧梁组装时，梁体钢管插入侧梁前后圆孔内，焊接高度内外均8mm。构架牵引梁：构架牵引梁为箱形直梁体，它由上、下盖板、定位销、牵引座、防落框、电机悬挂座等焊装而成。在牵引梁体的两旁各设置一个电机悬挂座，电机靠电机悬挂装置用销悬挂在构架牵引梁上。在牵引梁体的两端还设置定位销，供与侧梁组装时，靠它作为组装基准。牵引

40、梁焊装后必须调梁，梁体上下左右不直度均2mm。附属部件：附属部件包括旁承座、各种减振器座(横向液压减振器座，纵向摩擦减振器座和垂向液压减振器座)和接地台。各座材料均为低碳钢或普通铸钢材料。另外，在每个转向架构架左侧梁立板处组装有铭牌一块，上方是制造厂家，下方是编号和制造年月日。编号按以下规律编制：“车号X43”为这台机车第一位转向架；“车号X42”为第二位转向架；“车号X4一1为第三位转向架；“车号X4”为第四位转向架。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。构架组焊应在固定的组装胎上进行，点固焊

41、后，吊入焊装翻转胎上进行焊接，焊后对接焊缝应进行超声波检查，评定级数为2级以上(以GBll34589分级)，焊透率应在90以上。检查后进行600650热处理、整体加工、去毛刺、喷丸处理及尺寸和外观检查，最后交验。涂防锈油漆。2.3.2构架尺寸和外观检查1.两侧梁相对应的拉杆座内侧面距离(1795土1)mm；2.同一轴同一侧圆弹簧拉杆座与拉杆座八字面中心线距离(940土1)mm；3.制动器安装座横向距离(1520土3)mm；4.八字面处两面外侧距离(用样板检查)(46)mm；5.前后拉杆座八字面中心距(2060)mm；6.旁承座横向距离2050mm；7.前后制动器座板面距离930mm；8.铸件加

42、工面处不得有气孔、夹渣和裂纹等缺陷；9.焊缝不得单边、没焊满、咬边、气孔、夹渣和裂纹等缺陷；10.加工表面和其它表面不得碰伤和飞边及毛刺等情况发生。砂箱装置：为了提高机车粘着，防止轮对空转引起踏面擦伤，可给钢轨与车轮踏面间撒砂，因而在每台转向架前后左右四角处设置了四个砂箱撒砂装置，每个砂箱容积为0.1m3，每台转向架砂箱总容积为0.4m3。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。在机车出厂前，应对排石器角钢下端至轨面尺寸70一80mm进行调整检查，符合上述要求方能出厂。2.4轴箱悬挂装置2.4.1 作用与基本参数机

43、车在运行时，由于线路的不平顺，钢轨的接缝和道岔，以及轮箍踏面的磨耗不均匀和擦伤等诸多因素的影响，轮对均会受到来自线路的冲击，激起机车振动。如果构架与轴箱直接连接，那么轮对所受的冲击就会直接通过轴箱传至构架，构架又传至车体，使构架受力恶化引起裂纹和变形，走行部分的各种紧固件会松动，装在车体内的各种电器设备工作会不可靠。同时，由于刚性冲击对线路也具有大的破坏作用。特别是当这些冲击引起的振动频率与机车的固有振动频率相近或一致时，将产生共振，使机车和线路发生严重的破坏。为了缓和轨道对机车的冲击和振动，改善部件的工作可靠性和乘务员的舒适度，在构架和轮对轴箱之间设置了弹簧和液压减振器系统，该系统称轴箱悬挂

44、装置，又称一系悬挂装置。未经弹簧悬挂装置缓冲而直接传给钢轨的这部分重量称簧下重量，又称死重量。SS4型电力机车转向架簧下重量为5900kg。通过轴箱悬挂系统把构架以上的垂直载荷均匀地分配到各个轮对上，使每根轴轴重为23t。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(图2.13)。上述结构简单，独立性强，维修方便，具有能克服上下压盖歪斜、无磨耗和一系弹簧容易调等优点。轴箱悬挂装置主要技术参数弹簧静挠度139mm垂向液压减振器型号SFKl阻尼系数1000N·s/cm轴箱悬挂垂向刚度1070N/mm图2.13

45、 轴箱悬挂装置1一弹簧下座；2一外簧；3一中簧；4一内簧；5一弹簧上座；6一轴箱。2.4.2 轴箱组成1.轴箱弹簧每个轴箱设置两个弹簧组，每个弹簧组有内、中、外三个弹簧组成，除中弹簧左旋外，其余内外二个弹簧均为右旋弹簧，材料均为60Si2Mn或55Si2Mn。弹簧的基本参数如表2.l所示。表2.1弹簧基本参数序号参数名称外簧中簧内簧1簧条直径d(mm)3222142平均直径D(mm)220153963有效圈数n69134总图数N6.759.514.755自由高Ho(mm)4014014016工作高h(mm)262262262为了使内、中、外弹簧组合后受力均匀，应对其选配，使它们在各自工作负荷下

46、内、中、外单个弹簧高低差3mm，然后配成弹簧组，并对配成组的弹簧组再进行工作负荷下的工作高度测定，作好记录，并在弹簧组上做好标记，以便机车调簧之用。2.弹簧附属部件附属部件由上下压盖、上座、定位销等组成。上组靠上下压盖，弹簧座定位组装在一起。3.垂向液压减振器因SS4型机车转向架采用独立悬挂方式的螺旋弹簧，单纯应用螺旋弹簧时，振动太大，会加速机车各零件的磨损和疲劳损坏。所以，弹簧应配合减振器，以达到既能衰减振动，又能保持弹簧装置正常工作的目的。一系悬挂所用的减振器是设置在构架和轮对轴箱之间的垂向液压减振器。液压减振器利用液体粘滞阻力负功来吸收振动能量。当减振器内活塞移动时，使粘滞液体通过节流孔

47、向活塞移动的相反一方流动。在液体流经节流孔时产生粘滞摩擦，使机车振动的机械能转变成热能，并散发出去。每个垂向减振器的阻尼系数1000 N·s /cm。图2.14SS4型(1158号)电力机车一系悬挂装置1一轴箱悬挂装置；2一构架：3一轮对。4.弹簧调整 一系弹簧调整的好坏一方面影响机车的牵引性能，另一方面影响构架受力状态，引起构架受力恶化。弹簧调整根据国家标准GB33l7一83的规定如下：同一机车每个动轴的实际轴重，与咳机车实际平均轴重之差，不应超过实际平均轴重的±2；每个车轮轮重与该轴两轮平均的轮重之差，不超过该轴两轮平均轮重的±4。除了达到上述规定外，转向架又

48、规定以下技术条件：SS4型(1158号)构架上平面至轨面距离为(1200+10)mmSS4改型机车(1180±10)mm，同一侧侧梁前后端及同一端左右侧梁实际测量数据之差>5mm。经过在工作负荷下测试过的弹簧组应在标准范围内262mm，然后用加垫的方法调整其工作高度，使整台机车在工作负荷下弹簧高低之差2mm。至此一系弹簧已调整完毕，若称重时达不到上述要求，希望调整二系弹簧来达到目的。2.5基础制动装置2.5.1 作用与特点基础制动装置是执行对运行中的机车减速和停车的一种机械装置。它由制动缸、杠杆传动系统、闸瓦间隙自动调整器和闸瓦等组成。当机车制动时，对制动缸进行充气，制动缸内鞲

49、鞴产生推力，经杠杆系统放大若干倍，通过闸瓦作用列车轮踏面上，使闸瓦与踏面产生摩擦，将动能变为热能，从而使机车达到减速或停车的目的。SS4型机车基础制动装置为独立单元制动器，每台转向架第一根轴后、第二根轴前左右两侧车轮处均设置一个制动器。但应该指出的是考虑原有制动器安装座的原因，SS4型(1158号)机车采用3.5×7英寸的制动器，而SS4改型机车因使用新设计的转向架，所以采用2.85×7英寸制动器，每个转向架设置制动器四个(图2.15)。图2.15SS4型(1一158号)机车基础制动装置当机车制动缸压力为(4.5×105)Pa时，SS4型(1一158号)机车基础制

50、动装置每块闸瓦压力为32.65kN，制动率为28.4；SS4改型基础制动装置每块闸瓦压力为25.56kN，制动率为22.22。SS4型(1一158号)机车制动器和SS4改型机车制动器，除制动箱体，杠杆和棘轮不同外，其余零部件均相同。它们的结构形式也一样，它由制动缸、传动杠杆、闸瓦间隙自动调整器、闸瓦托和闸瓦等部件组成。该制动器的特点是，制动单元各部件均安装在制动器箱体内外，在其内安装制动杠杆和闸瓦间隙自动调整器，其外安装制动缸、闸瓦、闸瓦托和闸瓦托吊杆。采用活塞式制动缸，尺寸为56178mm×48mm，高摩合成闸瓦，每个制动器安装两块。组装好的制动器作为一个独立部件用螺栓连接在构架的

51、制动器安装座上。每个制动器重105kg。2.5.2单元制动器的原理与总装配1.制动器作用原理当制动器制动缸内充气时，活塞向外伸展，通过鞲鞴杆推动杠杆，杠杆带动滑套，滑套传给传动螺母，传动螺母带动传动螺杆，螺杆推动闸瓦托、使闸瓦作用在车轮踏面上实现制动。当制动缸排气时，活塞在缓解弹簧(圆锥弹簧)的推动下，使上述各传动零件作相反方向运动，闸瓦离开车轮踏面执行缓解。2.闸瓦间隙自动调整器的作用原理闸瓦与车轮踏面设计正常间隙尺寸为7 mm。在运用过程中，闸瓦与轮对踏面相互摩擦，而产生磨损，使它们之间的间隙越来越大。闸瓦间隙过大，或各闸瓦之间的间隙不均匀，将直接影响制动力的正常发挥。为了消除增大了的间隙

52、，在本制动器装置中设置了闸瓦间隙自动调整器。当鞲鞴充气推动杠杆摆动时，带动与杠杆相连的棘钩作平面圆周运动。当棘钩齿尖圆周运动超过或等于棘轮轮齿节距时，棘钩齿尖勾住棘轮轮齿。当制动缓解时，棘钩随杠杆复原向上移动，随之棘钩齿尖带动棘轮轮齿转动。因棘轮与传动螺母是紧固在一起的，所以带动传动螺母转动，传动螺母的转动使螺杆向外直线移伸，来达到调整闸瓦与踏面之间间隙的目的。在设计计算中，当闸瓦与轮对踏面之间间隙不超过6mm时，棘钩齿尖不勾棘轮齿，一旦超过6mm时，闸瓦调整器就动作，因为传动螺杆螺距为6mm，SS4型机车(1一158号)的棘轮齿数为27个，则调整闸瓦间隙为6/27=0.22mm；SS4改型机

53、车棘轮齿数为30个，则调整闸瓦间隙为6/300.2mm。为了防止棘钩齿尖与棘轮齿面脱离，用条簧压紧棘钩。手轮，当需要间隙小时，可不必推或拉在手动增大调整闸瓦间隙或换瓦时，应推或拉脱钩杆，使棘钩脱离棘轮轮齿，然后逆时针方向旋转脱钩杆，只要顺时针方向旋转手轮，间隙可变小。换闸瓦或落构架时，应使闸瓦退到最大间隙位置，换好闸瓦或落车后，应顺时针方向旋转手轮使闸瓦紧贴车轮踏面，然后再逆时针方向旋转手轮一周，此时，闸瓦与车轮踏面之间间隙即为要求的正常间隙6mm。为了使闸瓦上、下端间隙均匀，可用设置在闸瓦托上的调整螺栓调整闸瓦托的位置来实现调整闸瓦与踏面间隙的目的。制动器主要技术参数制动缸直径178mm制动

54、缸缓解弹簧反力347N制动倍率：SS4型(1-158号)3.5闸瓦压力(制动缸充气压力4.5×105Pa)32.65kN制动器效率85每台转向架制动器数量4个闸瓦与踏面间隙69mm图2.16单元制动器1一闸瓦托杆；2一闸瓦；3一螺栓；4一闸瓦托；5一杠杆；6一传动螺母；7一箱体8一手轮；9一7英寸制动缸；10一圆锥弹簧。3.技术条件每个制动器在组装至转向架前均应对其进行检查，检查项目如下：1）脱钩机构组成是否良好；制动缸充气时，鞲鞴行程至28mm时棘钩应拨动棘轮；2）闸瓦托与闸瓦的圆弧接触面必须均匀，局部间隙lmm；各活动摩擦面应注润滑剂，制动缸应做泄漏试验，当充气600kPa时不准

55、有泄漏，下降至400kPa时，在3min内泄漏10kPa。通过以上检查，制动器方才合格，允许装车。2.6附属装置1.限位装置SS4型(1158号)电力机车转向架与车体只有横向限位无纵向和垂向限位。横向限位是弹性止挡，设置在转向架左右侧梁外侧中部，转向架与车体横向间隙为(20±5)mm(单边)(图2.17)。图2.17机车限位装置在机车运用中，车体与转向架若发生过度的相对位移，此时限位装置就起作用，另外当转向架与车体之间发生意外时，车体与转向架相互不脱离，起到安全保护作用。2.轮轨润滑装置在运行过程巾，车轮轮缘与钢轨之间会产生摩擦，并引起轮缘及钢轨的磨耗。轮轨磨耗问题直接影响到车轮和钢

56、轨的使用寿命，机车功率的有效利用和机车的运行安全。因此，除努力改善机车的曲线通过性能外，还通过改善轮缘和钢轨之间摩擦状态来降低轮缘与钢轨之间的摩擦系数。有效地减轻轮缘与钢轨之间的剧烈磨损。SS4型电力机车采用HSl型轮缘喷脂器来改善轮缘与钢轨之间的摩擦情况。HSl型轮缘喷脂装置在转向架上的主要部件有：连接软管、脂缸、三通接头和喷头装配。轮缘喷脂装置组装在第一位、四位、五位和八位轮对上。它利用压缩空气带动润滑脂从喷嘴中喷到轮缘上，使轮缘与钢轨之间摩擦情况得到改善。由于这种脂粘附性能、抗磨性能、耐压性能、抗挤压性能较好。它通过车轮对轨道的接触，带到轨道上，再粘附在没有设置轮缘喷脂装置的轮缘上，改善

57、了它们的磨耗情况。第3章 转向架总体装配3.1 装配要求1.组装转向架时的要求：同一轮对两轮滚动圆直径之差lmm，同一机车八个轮对彼此直径之差2mm。轴箱拉杆方轴与轴箱体及构架拉杆座相联接时，在1：10斜面相配合面用0.lmm的塞尺检查不允许贯通，槽底部应留有38mm的间隙。必须选配每组轴箱弹簧，使内、中、外三个弹簧分别在工作负荷下，各压缩工作高度之差3mm。为了保证轴重符合标准，应测定一系弹簧每组弹簧在工作负荷下的高度值，用加垫方法进行配平，一般整台机车高度之差2mm。同样二系车体支承每个橡胶堆也应测定在工作负荷下的高度值，也用加垫的方法进行配平，一般整台机车高度之差lmm。各部件相连的螺栓、螺母是否紧固，油润是否良好等。2.落车后的调整要求：构架侧梁上平面至轨面高度：SS4型(1158号)为(1200士10)mm，同一侧前后至轨面高度之差5mm，同一端左右至轨面高度之差5mm。构架上平面达到要求后，调节闸瓦调整螺栓，使闸瓦与车轮踏面间隙均匀，并转动制