TJJW 011-2014 HXD3型电力机车总体技术规范(报批稿)(7)

2019-04-14 17:26

TJ/JW011—2014

6.2.4 缓冲器采用大容量缓冲器,其容量为100 kJ,此时的阻抗力为2500 kN。 6.2.5 在缓冲器和车体间具有超载保护功能,具体结构、方式如下:

车钩箱内从板座与车钩箱侧立板采用M30螺栓过盈配合安装,每侧前从板座由11个螺栓固定,每侧后从板座由13个螺栓固定。超载时,安装螺栓受到剪切先行断裂,达到保护车体目的。

6.2.6 车钩材料:

? 型号为E级钢,符合标准为TB/T 2942—1999; ? 材料最小拉伸极限为830 MPa; ? 屈服极限为690 MPa。 6.2.7 车钩强度:

? 钩体最小破坏载荷为4005 kN;

? 钩体最大永久变形为加载3115 kN时不大于0.8 mm; ? 钩舌最小破坏载荷为3430 kN;

? 钩舌最大永久变形为加载1780 kN时不大于0.8 mm。

6.2.8 在有地沟和必要的工装前提下,车钩及缓冲器能在不架起车体时进行拆装检修。 6.3 转向架 6.3.1 基本要求

6.3.1.1 采用三轴转向架。除轴箱安装的传感器或其它小的附件以外,两个转向架能整体互换。转向架的零部件可以通用和互换。转向架在允许速度范围内运行时,不会与车体或其它部件发生不正常的接触和碰撞。

6.3.1.2 转向架采用标准化、系列化、模块化设计,符合可靠性、可用性、可维护性与安全性的规定,基本达到无磨耗、免维修的要求。转向架便于从车体下推出,轮对轴箱装置便于更换。

6.3.1.3 转向架主要由构架、轮轴驱动系统、一系悬挂系统、二系悬挂系统、牵引装置、电机悬挂装置、基础制动装置、空气管路、附属装置等组成。 6.3.1.4 车轮踏面外形符合TB/T 449—2003标准要求。

6.3.1.5 转向架采用低位牵引杆传递牵引力,保证机车有良好的粘着性能。

6.3.1.6 为了防止转向架在维护车间移动时受到损坏,在构架端部设置纵向防撞结构。 6.3.1.7 机车落成后,在平直道上,每个转向架纵向水平差不大于5 mm。 6.3.1.8 车轮的踏面形状符合TB/T 449—2003要求的JM3磨耗型踏面外形要求,主要技术参数 :

? ? ? ? ?

轮对内侧距(未落车状态)为1353 mm;

轮径(新/半磨耗/磨耗)为1250 mm/1200 mm/1150 mm; 转向架固定轴距为2250 mm +2000 mm; 转向架自重为30263 kg; 每轴簧下重量为5800 kg。

+0.5-16.3.2 主要性能

6.3.2.1 转向架符合运行稳定性、平稳性、舒适度等动力学性能的要求。 6.3.2.2 转向架与车体有良好的耦合,能通过悬挂系统抑制冲击和振动激扰对车体的影响。 6.3.2.3 转向架产生频率避免与车体固有频率相同或相近的振动。

6.3.2.4 转向架构架静强度和疲劳强度符合UIC 615-4:2003 的要求,弹簧、轮轴等主要零部件强度符合相关UIC标准的要求。 6.3.2.5 在设计转向架紧固件时,冲击载荷及强度评价方法按UIC 615-1:2003中4.2确定。 6.3.3 构架

6.3.3.1 构架采用高可靠性结构。构架由两个侧梁、一个牵引梁、一个横梁和两个端梁组成。各梁均采用箱形焊接结构。高应力连接点、连接面均进行加工。在构架上焊有电机吊座、制动器吊座、减振器安装座等。

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6.3.3.2 构架为钢板焊接结构,每台转向架构架进行整体退火以降低焊接应力。 6.3.3.3 构架材料的牌号为Q345B,符合标准GB/T 1591—2008,机械性能如下:

? 最小拉伸极限为470 MPa~ 630 MPa; ? 屈服极限为345 MPa。 6.3.3.4 构架焊接按标准TB/T 1580—1995、TB/T 1983—1987、TB/T 2374—2008、TB/T 2446—1993、TB/T 2785—1997的规定进行,焊接材料应选用符合标准GB/T 8110—2008规定的焊丝,可适宜较宽的焊接电流范围,采用富氩保护气体进行焊接,适用于碳钢及500MPa级低合金钢的单道及多道焊如下:

6.3.3.5 构架采用有限元分析和结构模态计算进行应力分布、结构固有频率、动力响应及耐久性等分析,对焊缝进行疲劳强度评估,对电机吊座结构及其附近的结构强度进行重点分析。

6.3.3.6 通过构架结构强度试验确认其在运行中受组合作用力时不会产生永久变形和裂损的危险,以及构架的实际疲劳性能、可能存在的薄弱环节及其安全系数。

6.3.3.7 构架加工完成后,留有明显的水平基准标志,并用钢印打上构架型号和代号。 6.3.3.8 防腐与油漆满足气候环境和运用条件的要求。

6.3.3.9 转向架构架和轮轴之间绝缘良好,通过设置接地装置实现轮轴与转向架之间良好的导电性能,从而避免轴承的电腐蚀。 6.3.4 轮轴驱动系统

6.3.4.1 轮轴驱动系统由驱动装置(含齿轮箱、抱轴箱)、轮对、轴箱、牵引电机等部件组成。

6.3.4.2 根据机车的动力学性能、可靠性、维修性对轮轴驱动系统进行了科学合理的设计。 6.3.4.3 驱动装置和牵引电机组成一个刚性组件。一端通过安装于抱轴箱内的两个滚动轴承支承在车轴上,另一端通过一个吊挂点悬挂于转向架构架上。

6.3.4.4 转向架轮轴驱动系统作为完整的系统,在转向架落成前,首先进行该系统的集成以及该系统的联调。 6.3.5 轮对

6.3.5.1 轮对由车轮、车轴、制动盘等组成。 6.3.5.2 车轮要求:

a) 采用进口整体碾钢车轮;

b) 踏面外形符合TB/T 449—2003 要求; c) 残余静不平衡值不大于75 gm; d) 逐个进行探伤检查;

e) 车轮在使用限度内,不会出现断裂、掉块、剥离; f) 车轮质量为692 kg; g) 材料为车轮钢J11; h) 机械性能:

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? 抗拉强度为900 N/mm~1050 N/mm; ? 延伸率不小于13%; ? 断面收缩率不小于14%;

? 硬度为踏面下30 mm处不小于250 HB; ? 轮辋硬度差不大于20 HB; ? 轮辋表面硬度不小于 269 HB; ? 轮缘中部硬度不小于321 HB。

6.3.5.3 车轴要求:

? 车轴有良好的几何形状,有足够的刚度和抗疲劳的能力。车轴设计寿命达到400

万公里;

? 车轴执行的标准:GB 5068—1999、TB/T 1027—1991 ;

? 车轴坯锻制,并进行时效处理;车轴表面进行强化处理;成品轴进行探伤检查;车

轴采取防止运行时激起异物打击造成损坏的措施;轴端用钢印打上轴号;

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? 车轴材料牌号为JZ50钢材;

2

? 屈服点不低于330 N/mm;

2

? 极限强度不小于593 N/mm; ? 延伸率不小于19%; ? 断面收缩率不小于35%;

22

? 冲击韧性(四个试样平均值)不小于34 J/cm,(个别试样最小值)不小于 J/cm。 6.3.5.4 轮对组装要求:

? 车轮与车轴采用压装配合,车轴轮座凸悬量为2 mm~7 mm,压装过盈量为0.26 mm~

0.33 mm;

? 在轮毂根部和大齿轮根部处设有压(注)油孔,以便用液压油泵辅助推出; ? 轮对组装执行TB/T 1463。 6.3.6 轴箱

6.3.6.1 轴箱采用无导框独立悬挂结构,由轴箱体、轴承、前端盖和后端盖等组成。端轴轴承自由横动量为0.3 mm~0.7 mm,中间轴轴承自由横动量为±15 mm。

6.3.6.2 轴箱具有良好的承载能力和密封性能。轴箱能够满足接地装置和速度传感器的安装要求:

? 轴箱体材料的牌号为C级铸钢; ? 抗拉强度不低于620 MPa; ? 屈服强度不小于415 MPa; ? 延伸率不小于22%; ? 断面收缩率不小于45%;

2

? 冲击韧性不小于20 J/cm。

6.3.6.3 轴箱内装有带密封装置的进口整体轴承,轴承尺寸、计算寿命、使用的润滑油脂的牌号、在正常条件下产生的温升以及轴承能够正常工作所允许的最大温升如下:

? 端轴轴承尺寸为内径160 mm、外径270 mm、宽度170 mm; ? 中间轴轴承尺寸为内径160 mm、外径270 mm、宽度176 mm; ? 计算寿命不小于300万公里;

? 轴承在正常条件下产生的温升不大于40 K; ? 轴承能够正常工作所允许的最高温度为120℃。

6.3.6.4 每个轮对的一端轴箱设有接地装置,接地装置易于安装和拆卸,确保机车接地良好,轴承不会出现电蚀现象。接地装置安装方式、接地漏电流的限值以及接地电刷与滑环磨耗量的比值如下:

? 安装方式为用螺栓固定在每个轮对的一端轴箱上; ? 接地漏电流的限值为1.5×10-10A; ? 接地电刷与滑环磨耗量的比不小于10; ? 接地电阻不大于500μΩ。

6.3.6.5 机车速度传感器的型式为光电式200脉冲,直插式。机车速度传感器的安装位置在每个转向架的中间轴一端轴箱上。速度传感器易于安装和拆卸。 6.3.7 一系悬挂系统

6.3.7.1 一系悬挂系统由轴箱拉杆、橡胶件、弹簧、油压减振器等组成。

6.3.7.2 转向架一系悬挂的结构、组成、实现轮对与转向架整体起吊的方式为转向架的每个轴箱通过1个轴箱拉杆、2个弹簧与构架连接;在端轴上设一系垂向减振器,减振器安装在车轴中心线上,两端分别连接轴箱与构架侧梁。在轴箱体上设置了T型吊钩和构架底板相连接,实现轮对与转向架整体起吊。

6.3.7.3 一系圆弹簧的数量、刚度曲线、静挠度值如下:

a) 数量为24个;

b) 刚度为825.6 N/mm; c) 挠度(弹簧+减振垫):

? 23 t轴重:43.5 mm+5.6 mm;

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? 25 t轴重:48.6 mm+5.6 mm。

6.3.7.4 一系垂向减振器:

? 数量为8个;

? 阻尼特性为5.1 kN/0.1 m/s或9.7 kN/0.3 m/s; ? 行程为70 m;

? 两端允许偏转角不大于±15°。 6.3.8 二系悬挂系统

6.3.8.1 二系悬挂系统由弹簧、橡胶垫和减振器等组成。每个转向架通过6个螺旋弹簧与车体连接,弹簧安置在构架侧梁上。每个转向架有2个横向和2个垂向减振器连接车体与转向架。为了实现车体与转向架整体起吊,在每个转向架构架和车体底架的对应部位各设置有4个整体起吊安装座。当需要进行整体起吊时,把8块联结板用圆销固定在安装座上。 6.3.8.2 二系弹性元件:

a) 数量为12个(二系高圆弹簧); b) 数量为24个(减振垫); c) 挠度(弹簧+减振垫):

? 23 t轴重为90.3 mm+2.9 mm; ? 25 t轴重为104.2 mm+3.3 mm。

6.3.8.3 二系减振器:

a) 二系垂向减振器:

? 数量为4个;

? 阻尼特性为12 kN/0.1 m/s或22 kN/0.3 m/s; ? 行程为240 mm;

? 两端允许偏转角不大于±15°。 b) 二系横向减振器:

? 数量为4个;

? 阻尼特性为5 kN/0.05 m/s或9.6 kN/0.1 m/s或16 kN/0.2 m/s; ? 行程为570 mm;

? 两端允许偏转角不大于±12°。

6.3.8.4 每个轴箱钢弹簧与二系钢弹簧上有工作载荷下的工作高度及自由高数值的永久性标记,运用200万公里后,其自由高变形量不大于1%。钢弹簧采用一次绕制成形工艺制造。 6.3.9 牵引装置

采用低位、无磨耗牵引杆,通过橡胶关节分别与车体和构架的牵引销相连接,连接部位有可靠的防松、防脱措施,具体措施如下:

? 牵引杆采用高强度长螺栓并涂抹防松胶,然后按力矩要求进行紧固; ? 牵引杆上有防落钢丝绳,分别吊挂在构架及车体上防止脱落; ? 牵引杆压盖螺栓采用钢丝串联整体防松;

2

? 牵引装置能承受转向架重量乘30 m/s的纵向载荷而不发生永久变形,承受转向架

2

重量乘50 m/s的纵向载荷而不发生损坏(允许永久变形); ? 牵引橡胶节点各向刚度为:径向100 kN/mm允差-20%~+20%;轴向在10 kN载荷作

用下,挠度值约0.61 mm(参考值)。 6.3.10 驱动装置

6.3.10.1 驱动装置(含齿轮箱、抱轴箱)结构型式为抱轴式半悬挂,主要包括铸造齿轮箱、

抱轴箱、主从动齿轮、悬挂轴承等部件。 6.3.10.2 驱动装置各轴承:

? 传动端轴承尺寸为内径257.175 mm、外径358.775 mm、装配宽度71.438 mm; ? 自由端轴承尺寸为内径255.6 mm、外径342.9 mm、装配宽度57.15 mm; ? 抱轴承在正常条件下产生的温升不大于55 K; ? 轴承能够正常工作所允许的最高温度为120 ℃;

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? 计算寿命大于300万公里。

6.3.10.3 驱动装置能承受机车运行过程中的所有载荷,包括牵引和制动产生的扭矩、牵引电机在短路条件下的扭转振动和冲击扭矩、惯性力和内应力等。

6.3.10.4 驱动装置设有加油孔、排油孔,在落车状态下,借助排油孔能将齿轮箱体内的润滑油全部排尽。

6.3.10.5 能够观察驱动齿轮箱的油量,具体方法、结构及防护措施为:

驱动齿轮箱设有加油堵,可以通过打开加油堵来检查齿轮箱内的油位,在机车正常使用状态下,加油堵本体下顶点为油位下限。无需特殊防护。首次注油后,按检修规程对齿轮箱定期补油,在齿轮箱表面有明显漏油痕迹时需打开加油堵检查油位。

6.3.10.6 齿轮箱材料的牌号为球墨铸铁EN-GLS-500-7U,机械性能如下:

? 抗拉强度不低于500 MPa; ? 屈服强度不低于320 MPa; ? 伸长率不低于7%;

? 硬度为170 HBS~230 HBS。 6.3.10.7 驱动装置采用迷宫密封,以防止外界污染物、水进入齿轮箱内(仅限于飞溅的水),并保证齿轮箱内部的润滑油不泄漏。

6.3.10.8 齿轮采用飞溅润滑,在规定的环境中和使用条件下,保证齿轮润滑充分。润滑油正常换油周期为1年或15万公里(以先到者为限)。 6.3.10.9 牵引齿轮采用优质合金钢制成:

a) 齿轮传动比、齿数、模数、螺旋角、压力角如下:

1) 传动比为4.8095; 2) 齿数为101/21; 3) 模数为9; 4) 螺旋角为8°; 5) 压力角为20°。

b) 齿轮材料的牌号以及机械性能等如下:

1) 材质为18CrNiMo 7-6 或17CrNiMo 6; 2) 延伸率大于10%;

2

3) 冲击韧性大于35 J/cm;

4) 表面硬度为680 HV1~760 HV1。

6.3.10.10 在机车发生事故需要大小齿轮脱开时,大小齿轮能够方便脱开,维持机车安全运行。

6.3.11 基础制动装置及撒砂装置

6.3.11.1 基础制动装置及撒砂装置的技术要求见制动及供风系统部分。 6.3.11.2 每个车轮都有一套制动器,制动器通过两个吊杆和闸调器的吊座连接到转向架的构架上,其中第一、六轴安装带弹簧停车器的制动器。 6.3.11.3 撒砂装置的布置及安装方式如下:

每个转向架的四角各有一个砂箱,通过六个螺栓吊挂在构架上;每个砂箱容量不小于50L。

6.3.12 附属装置

6.3.12.1 轴箱与构架之间设有垂向、横向止挡,各止挡设置的位置、间隙大小如下:

? 横向止挡设置在轴箱的端盖与构架间,各轴横向止挡间隙均为±10 mm; ? 垂向止挡设置在轴箱体的顶部和构架间,垂向止挡间隙为30 mm。 6.3.12.2 转向架构架与车体之间设有垂向、横向、摇头及点头等止挡,各止挡设置的位置、间隙大小如下:

? 转向架构架顶面与车体对应位置设有垂向止挡,间隙为45 mm; ? 转向架构架中部的侧面与车体对应位置分别设置带弹性的横向止挡,自由横向间隙

为±20 mm;弹性横向间隙为±5 mm;

? 转向架构架顶面两外侧(靠近构架一端)和车体的对应位置设置摇头止挡,间隙为

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