一種改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置制造方法
【專利摘要】一種改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置，主要由構(gòu)架牽引桿（L1）、車體牽引桿（L2）、端梁輔助吊掛連桿（I）、牽引銷（Q）、橡膠關(guān)節(jié)和法蘭組件組成。端梁輔助吊掛連桿由“井”字形連桿體和四個彈性拉桿組成，下端兩個連接牽引銷，上端兩個分別安裝帶有軸承和輪緣的滾輪，安裝在箱式滾道內(nèi)，構(gòu)成活動式吊掛結(jié)構(gòu)，消除了原設(shè)計吊掛連桿對機車轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)彎的影響，明顯改善轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)動性能，大大減少車輪輪緣和踏面的非正常磨耗。該牽引裝置還將三軸C0—C0式轉(zhuǎn)向架構(gòu)架牽引桿加長，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架牽引點設(shè)在2、3和4、5軸之間，由牽引力或制動力產(chǎn)生的側(cè)向分力比原設(shè)計減小近三分之一，可減少車輪輪緣和踏面磨耗。
【專利說明】一種改進型低位推挽式單牽弓丨桿機車牽引裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于:鐵路大功率交流傳動電力機車牽引領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]自2006年以來，和諧型大功率交流機車誕生及批量投入運用標(biāo)志著我國鐵路機車行業(yè)成功實現(xiàn)了由直流傳動到交流傳動的轉(zhuǎn)化，機車制造技術(shù)達到世界先進水平。它具有牽引性能優(yōu)越、功率大、黏著利用率高、啟動加速性能好、可靠性高、功率因數(shù)高、節(jié)能減排好、維護工作量小等優(yōu)點，是我國鐵路現(xiàn)代化牽引裝備發(fā)展的需要。
[0003]目前和諧型大功率交流傳動機車生產(chǎn)機型有HXDl、HXDIB, HXD1C、HXD2、HXD2B、HXD2C、HXD2C、HXD3、HXD3B、HXD3C、HXD3D等，運用中發(fā)現(xiàn)，采用低位推挽式單牽引桿牽引裝置牽引的機車，機車車輪輪緣和踏面磨耗嚴(yán)重。以蘭州西機務(wù)段使用的和諧型機車為例:該段配屬HXDlC機車293臺，用于貨運列車牽引；配屬HXD3型機車40臺，用于旅客列車牽弓丨。自2010年10月陸續(xù)上線擔(dān)當(dāng)牽引任務(wù)不到I年時，60%的機車因踏面或輪緣磨耗近限，有的踏面還有不同程度剝離，為了保證機車行車安全，不得不將車輪直徑鏇小，以保證足夠的輪緣厚度，雖對少部分機車進行了動輪調(diào)換處理，但不能從根本上解決問題，有部分輪緣嚴(yán)重磨耗的機車無法處理轉(zhuǎn)返廠維修。目前絕大部分機車進行過一次鏇修，有的機車已進行過三次鏇修。由于鏇修量大，該段配備了三臺不落輪鏇床，有時還不能及時完成任務(wù)。因該車使用的全部為進口整體車輪，價格昂貴，加上各輪對輪緣和踏面磨耗嚴(yán)重不均，一個車輪輪緣磨耗到限，整車輪對都要鏇修。一般踏面鏇修進刀3mm，輪緣方可以恢復(fù)Imm厚度，這樣大大縮短了車輪使用壽命，維修成本非常高。從目前看，該類型機車用于客車牽引，輪緣磨耗較嚴(yán)重。用于貨車低速大功率牽引時，以踏面磨耗和剝離為主，踏面磨耗量達0.2—
0.7_/萬公里。一般新璇修的機車車輪磨耗量較大，經(jīng)過一段時間磨合后磨耗量逐漸減小。因此，該型機車的輪緣磨耗和踏面磨耗問題亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對目前采用低位推挽式單牽引桿結(jié)構(gòu)的和諧型機車車輪踏面和輪緣非正常磨耗問題，就轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)、牽引裝置和牽引點位置與其它車型進行分析對比，其主要原因為:
[0005]首先，原牽引裝置牽引桿端梁輔助吊掛連桿為固定連接(參見附圖1和圖2所示)，轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)彎時需消耗一定的轉(zhuǎn)彎偏轉(zhuǎn)力使連桿傾斜，將牽引桿抬起轉(zhuǎn)向架才可轉(zhuǎn)動(參見附圖3)。另外，車體牽引桿有一定斜度，當(dāng)機車牽引運行或制動時連桿會受到推力或拉力，進一步消耗偏轉(zhuǎn)力，加劇了車輪輪緣磨耗；
[0006]其次是C。一C。三軸式轉(zhuǎn)向架構(gòu)架牽引點選擇問題:(I)如HXDlC機車構(gòu)架牽引點選擇在1、2軸和5、6軸之間，距中間輪對軸線有828mm距離；(2)將構(gòu)架牽引點選擇前端梁或后端梁上，如HXD2和HXD3D型。當(dāng)機車運行在彎道時轉(zhuǎn)向架偏轉(zhuǎn)，構(gòu)架牽引點會偏離車體幾何中心線，在機車牽引力或電制動力作用下會產(chǎn)生側(cè)向分力，從而造成動輪踏面和輪緣的非正常磨耗。[0007]本改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置可以減少原設(shè)計牽引裝置出現(xiàn)的動輪輪緣和踏面磨耗問題。
[0008]其技術(shù)方案是:
[0009]1、所述的改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置，如附圖4、圖5所示。主要由構(gòu)架牽引桿(LI)、車體牽引桿(L2)、端梁輔助吊掛連桿(I)、牽引銷(Q)、橡膠關(guān)節(jié)和法蘭組件組成。
[0010]構(gòu)架牽引桿(LI)通過牽引橡膠關(guān)節(jié)與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架牽引座相連，車體牽引桿(L2)通過法蘭組件與車體牽引座相連，構(gòu)架牽引桿(LI)和車體牽引桿(L2)則通過牽引銷(Q)連接，端梁輔助吊掛連桿下端連接牽引銷，連桿上端彈性拉桿兩端分別安裝帶有軸承和輪緣的滾輪，安裝在箱式滾道內(nèi)，箱式滾道和轉(zhuǎn)向架端粱焊接。
[0011]2、所述的改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置的端粱輔助吊掛連桿，由“井”字形連桿體和四個彈性拉桿組成，下端兩個連接牽引銷，上端兩個安裝帶軸承和輪緣的滾輪，配合箱式滾道，構(gòu)成活動連接輔助吊掛連桿機構(gòu)，可承受來自連桿的拉力和推力；當(dāng)轉(zhuǎn)向架偏轉(zhuǎn)時，帶軸承的滾輪等距離滾動，端梁輔助吊掛連桿不再傾斜(參見附圖12)，這樣消除了原吊掛連桿對機車轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動的影響，將明顯改善轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)動性能，大大減少車輪輪緣偏磨耗和踏面磨耗。該結(jié)構(gòu)適用于目前采用低位推挽式單牽引桿牽引裝置的兩軸B0-B0和三軸C。一C。所有轉(zhuǎn)向架。
[0012]3、所述的改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置的箱式滾道，由箱體、補強板、端蓋和四條軌道組成，軌道可拆卸利于更換維修，箱體兩邊用端蓋密封，滾道箱體和轉(zhuǎn)向架前端梁焊接。
[0013]4、所述的改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置，其特征是=Q1-Cci式低位推挽式單牽引桿轉(zhuǎn)向架構(gòu)架牽引點設(shè)在2、3和4、5軸之間(如圖4、圖5所示)。由牽引力和制動力產(chǎn)生的側(cè)向分力比原設(shè)計減小近三分之一，因轉(zhuǎn)向架偏轉(zhuǎn)方向和牽引桿偏轉(zhuǎn)方向相反，相對于轉(zhuǎn)向架回轉(zhuǎn)中心的合力矩近于零，故轉(zhuǎn)向架不受側(cè)向力影響，可減少車輪輪緣磨耗和踏面磨耗；
[0014]5、所述的改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置，其特征是:車體牽引桿相對構(gòu)架牽引桿的有10°以下夾角，利于軸重轉(zhuǎn)移補償，提高牽引性能。
[0015]具體分析如下:
[0016]1、牽引裝置的作用
[0017]牽引裝置是連接機車車體和轉(zhuǎn)向架的重要部件，其主要作用是傳遞機車牽引力或制動力。機車運行時牽引裝置應(yīng)適應(yīng)機車車體與轉(zhuǎn)向架之間的各種相對運動，對這些運動不應(yīng)存在約束，其中包括轉(zhuǎn)向架相對于車體的橫動，在水平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)，車體相對轉(zhuǎn)向架的沉浮振動，點頭振動和側(cè)滾振動。
[0018]2、機車轉(zhuǎn)彎與輪緣磨耗
[0019]當(dāng)機車由直線進入曲線時，前轉(zhuǎn)向架先進入彎道，第一輪對輪緣先靠向外側(cè)鋼軌，轉(zhuǎn)向架被迫旋轉(zhuǎn)，隨著機車的前行車體偏轉(zhuǎn)，后轉(zhuǎn)向架雖處在直線上，但因車體偏轉(zhuǎn)，后轉(zhuǎn)向架相當(dāng)于已經(jīng)旋轉(zhuǎn)，可見，前轉(zhuǎn)向架遇彎道時轉(zhuǎn)動較“主動” 一些，也是轉(zhuǎn)彎的關(guān)鍵。
[0020]在彎道上鐵路路基外軌道比內(nèi)軌道高，其目的是為了平衡機車車輛轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的離心力，防止列車傾覆。同時又將機車、車輛車輪踏面設(shè)計為錐形，車輪橫向移動時，直徑也隨之改變，這樣有利于機車、車輛轉(zhuǎn)彎。如果機車以中速度在彎道運行時:機車離心力稍大于機車重力分力，車輪向外移動時外側(cè)車輪直徑變大，內(nèi)側(cè)直徑變小，機車順利轉(zhuǎn)彎；機車離心力稍小于機車重力分力，車輪向內(nèi)移動時外側(cè)車輪直徑變小，內(nèi)側(cè)直徑變大,輪軌之間處于轉(zhuǎn)彎自動調(diào)整狀態(tài)，輪緣一般不會出現(xiàn)磨耗。當(dāng)機車速度比較高時，機車離心力大于重力分力，機車外側(cè)輪緣靠上彎道外側(cè)鋼軌，開始出現(xiàn)輪緣磨耗，速度越高離心力越大，輪緣磨耗越嚴(yán)重；當(dāng)機車速度較低時，受機車重力分力作用，機車轉(zhuǎn)向架內(nèi)側(cè)輪緣靠上彎道內(nèi)側(cè)鋼軌，內(nèi)側(cè)車輪輪緣磨耗，外側(cè)車輪踏面磨耗。在理想情況下，轉(zhuǎn)向架回轉(zhuǎn)中心應(yīng)設(shè)在轉(zhuǎn)向架幾何中心點上，這樣轉(zhuǎn)向架上的動輪輪緣磨耗基本上是均勻的，但由于機車為防止蛇形運動，轉(zhuǎn)向架兩端安裝有抗蛇形減震器，兩側(cè)又有高圓簧和垂向減震器等，轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動時將受抗蛇形減震器阻尼力和高圓簧變形力影響，車輪輪緣也會產(chǎn)生一定偏磨耗，如再受到其它轉(zhuǎn)彎附加阻力和機車牽引力或制動力側(cè)向分力影響，輪緣偏磨耗將加劇。
[0021]3、原設(shè)計牽引裝置通過曲線時的受力情況分析
[0022]⑴牽引裝置端梁輔助吊掛連桿對轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向影響
[0023]以HXDlC 為例:
[0024]設(shè)牽引桿重量為1000kg，已知:端梁輔助吊掛連桿長度為475mm，車體牽引桿長度為1180mm，傾斜度為4.3度，1、2軸距為2250mm，構(gòu)架牽引桿長度為2377mm，當(dāng)轉(zhuǎn)向架前端梁偏轉(zhuǎn)± 155mm時。求:①牽引桿重力作用，吊掛連桿對轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向影響力,②機車牽引力作用到車體牽引桿上，吊掛連桿對轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向影響力。
[0025]解:①牽引桿重量為1000kg，則連桿承重為500kg，受力圖如圖3所示
[0026]當(dāng)連桿傾斜155_需端梁提供側(cè)向偏轉(zhuǎn)力為:
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置，主要由構(gòu)架牽引桿(LI)、車體牽引桿(L2)、端梁輔助吊掛連桿(I )、牽引銷(Q)、橡膠關(guān)節(jié)和法蘭組件組成，其特征是:構(gòu)架牽引桿通過牽引橡膠關(guān)節(jié)與構(gòu)架牽引座相連，車體牽引桿通過法蘭組件與車體牽引座相連，構(gòu)架牽引桿和車體牽引桿通過牽引銷連接，端梁輔助吊掛連桿下端連接牽引銷，連桿上彈性拉桿兩端分別安裝帶有軸承和輪緣的滾輪，安裝在箱形軌道內(nèi)，軌道上下有四條，軌道可拆卸以方便換修，箱體兩邊用端蓋密封，滾道箱體和轉(zhuǎn)向架前端梁焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置，其特征是:端梁輔助吊掛連桿上端安裝帶軸承和輪緣的滾輪，配合箱式滾道，構(gòu)成活動連接輔助吊掛連桿機構(gòu)，可承受來自連桿的拉力和推力；當(dāng)轉(zhuǎn)向架偏轉(zhuǎn)時，帶軸承的滾輪滾動，端梁輔助吊掛連桿不再傾斜，轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動不再受牽引桿的影響；該連桿由“井”字形連桿體和四個彈性拉桿組成，下端兩個連接牽引銷，上端兩個安裝滾輪，“井”字形連桿體可保證兩組滾輪等距離滾動，左右不傾斜，適用于兩軸Btl — Btl和三軸Ctl一Ctl推挽式單牽引桿轉(zhuǎn)向架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進型低位推挽式單牽引桿機車牽引裝置，其特征是:將轉(zhuǎn)向架構(gòu)架牽引點設(shè)在2、3和4、5軸之間，適用于三軸Ctl一Ctl推挽式單牽引桿轉(zhuǎn)向架。
【文檔編號】B61G1/40GK203460875SQ201320402700
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】朱衛(wèi), 朱夢嘉 申請人:朱衛(wèi), 朱夢嘉