电力机车二系悬挂及其检修工艺SS7E
图2.2 转向架构架
1-前端梁;2-侧梁(左);3-横梁(一); 4-侧梁(右);5-后端梁 ;6-横梁(二) 2.2.2 主要技术参数及技术要求
(1)技术参数
外形尺寸 6 800mm×3 010mm×1 015mm 两侧梁横向中心距 2 110mm 构架总重 5 156kg 二系圆弹簧中心距 2 110mm 制动座中心距 1 528mm (2)技术要求
1焊缝断面尺寸允许误差-1+2; ○
2构架四个角的高度差不大于5; ○
3为了消除内应力,构架组焊后进行退火处理,然后进行整体加工; ○
4重要焊缝进行X射线和超声波探伤检查。 ○
2.3 轮对电机组装
轮对电机组装是机车走行部最关键的部件之一,它不仅支承机车全部重量,同时通过轮对与钢轨的粘着产生牵引力和制动力。由于机车运行时轮对承受很大的静载荷、轴承组装应力、制动产生的热应力和通过曲线、道岔、钢轨接头产生的各向动作用力,因此,要求轮对必须有足够的强度。同时,随着机车运行速度的提高,要求尽可能减轻机车簧下重量,减小轮轨见动作用力,以获得较理想的动力学运行品质。为此韶山7E型电力机车轮对组装采用双侧六连杆轮对空心轴
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结构,通过牵引电机架悬减轻簧下重量,以满足机车在最高运行时对动力学性能的要求。 2.3.1 组成
SS7E机车有6组相同的轮对电机组装,每一台转向架顺置组装3组。每组轮对电机组装主要由牵引电机、主动齿轮、轴箱组装、轴箱拉杆、驱动轴承、齿轮箱和轮对等组成。其中轮对由车轴、主车轮装配、车轮、空心轴套、从动齿轮装配。空心轴、传动盘、连杆、连杆销和橡胶关节等组成。牵引电动机通过止口定位,用螺栓与空心轴套联结,通过螺栓与齿轮箱联结,空心轴套通过支座、螺栓与齿轮箱连接,组成刚性闭式框架结构。空心轴套上有两列短圆柱滚动轴承支撑从动齿轮齿轮心。
传动装置采用一级直齿齿轮传动,把牵引电机输出轴的转矩,通过从动齿轮上的6个连杆销传至六连杆空心轴,再通过主车轮的6个连杆销传到轮对。电动机转矩传递路线如下:主动齿轮→从动齿轮→连杆销→橡胶关节→连杆→连杆销→橡胶关节→空心轴传递盘→传动盘→橡胶关节→连杆销→连杆→橡胶关节→连杆销→主车轮→车轴→车轮。制动扭矩传递的线路:主车轮→连杆销→橡胶关节→连杆→传动盘→连杆销→橡胶关节→连杆→橡胶关节→连杆销→从动齿轮→主齿轮→电机输出轴。
轮对电机组装结构如图2.3所示,
图2.3 轮对电机组装
1-牵引电机 ;2-主动齿轮; 3-齿轮箱; 4-车轮 ;5-车轴 ;6-轴箱拉杆
7-从动齿轮装配 8-支座 9-空心轴套 10-空心轴11-传动盘
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12-连杆 13-橡胶关节 14-轴箱组装 15-连杆销 16-主车轮
SS7E机车传动装置采用牵引电动机架悬式轮对空心轴驱动机构,其主要特点是将牵引电动机固装在转向架构架上,因而牵引电机属于簧上部分保证了尽可能小的簧下重量,以获得良好的动力学性能。双侧六连杆传动保证了系统在振动及通过曲线时尽可能小的动载荷及附加应力,从而获得完善的运动学性能。由于机构大大减轻簧下重量,从而不仅减小了轮对与线路间的动作用力。还改善了牵引电机及传动系统的工作条件,延长了系统的使用寿命。
在系统设计上,为了减小由于运动回转而引起的离心力及附加应力,保证运动学及动力学性能,对连杆、橡胶关节、各销等增加配重要求;对空心轴、传动盘、齿轮、轮对等进行静平衡要求。并严格控制系统各件的重量及加工精度,由于系统结构复杂,与传统式轴悬式驱动系统相比,必须保证相对较长的检修周期及使用寿命,为此,在驱动系统设计中,保证了各件的强度及寿命,关键螺栓选用高强度合金螺栓,并涂螺纹锁固胶,以做到系统在正常运行中的免维护。 2.3.2 主要零部件结构
(1)传动齿轮
主动齿轮采用低碳合金钢20Cr2Ni4A表面淬火处理,淬硬深度为2~2.4 mm,表面硬度为58~62HRC,为了避免齿轮传动啮合冲击及齿向修形。主齿轮内孔采用1:10锥度,与电机轴过盈套装。为了便于拆卸小齿轮,并保证轴与孔的表面不受损伤,在与主动齿轮配合的电机轴颈上嵌有油槽,此油槽与轴端的螺孔相通。主动齿轮结构如图2.4所示:
图2.4 主动齿轮
从动齿轮采用齿圈、齿轮心分体结构,主要有齿圈、齿轮心和连杆销等组成。齿圈和齿轮心通过圆锥销和螺栓联结,在齿轮心上装有连杆销,联结方式为过盈联结。齿圈采用低碳合金钢15CrNi6表面渗碳淬火处理制成,淬硬深度为2~2.4,
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表面硬度为58~62HRC,为了避免齿轮传动啮合冲击,对轮齿进行了齿廓修缘。从动齿轮结构如图2.5所示:
图2.5 从动齿轮
1-齿圈 ;2-齿轮芯; 3-连杆销; 4-定位销
传动齿轮参数见表2.1。
表2.1 传动齿轮参数
名 称 齿数 传动比 模数 压力角 中心距(mm) 齿宽 精度等级 124 6—6—6LN 主动齿轮 32 2.34375 12 22.5° 650 120 6—6—6KM 从动齿轮 75 (2)空心轴和传动盘
空心轴和传动盘是轮对空心轴驱动系统传递扭矩的主要零件。通过空心轴和传动盘将电机输出的转矩传给主车轮。
空心轴由轴头(相当于传动盘)和轴身两部分组焊而成。焊后热处理并精加工,空心轴结构如图2.6所示。
空心轴及传动盘材料均采用35号钢,其热处理后的机械性能如下: σa≥300N/mm2;σb≥560N/mm2;δs≥19%;ψ≥48%;αk≥60J/cm2。
(3)连杆
连杆是轮对空心轴驱动系统传力的主要零件,采用35CrMo钢锻造加工。 (4)空心轴套
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空心轴套现在为C级钢铸件,它是驱动系统传动支撑件,通过驱动轴承支撑从动齿轮及齿轮箱,止口与电机连接,实现主从动齿轮的正确啮合以及驱动系统的悬挂要求。
(5)橡胶关节
1橡胶关节是轮对电机驱动装置中唯一的弹性元件。根据装置的功能需要,○
它必须有足够大的径向刚度,而轴向刚度和偏转刚度小一些,这样才能够保证整个驱动装置良好地发挥其功能,且具有极强的粘—滑振动稳定性。橡胶关节结构如图2.7。橡胶关节物理机械性能:
抗拉强度≥19.6 N/mm2 断裂伸长率≥350%
橡胶与金属结合强度≥3.92 N/mm2 组装状态下的静态性能:
径向强度:径向压力P=35kN时,变形量为(0.7±0.1)mm 回转刚度:轴向扭矩为550N·m时,扭矩角为5°±1° 径向载荷能力:Pmax≥3.92kN
图2.6 空心轴
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