一种改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置制造方法
【专利摘要】一种改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置，主要由构架牵引杆（L1）、车体牵引杆（L2）、端梁辅助吊挂连杆（I）、牵引销（Q）、橡胶关节和法兰组件组成。端梁辅助吊挂连杆由“井”字形连杆体和四个弹性拉杆组成，下端两个连接牵引销，上端两个分别安装带有轴承和轮缘的滚轮，安装在箱式滚道内，构成活动式吊挂结构，消除了原设计吊挂连杆对机车转向架转弯的影响，明显改善转向架的转动性能，大大减少车轮轮缘和踏面的非正常磨耗。该牵引装置还将三轴C0—C0式转向架构架牵引杆加长，转向架构架牵引点设在2、3和4、5轴之间，由牵引力或制动力产生的侧向分力比原设计减小近三分之一，可减少车轮轮缘和踏面磨耗。
【专利说明】一种改进型低位推挽式单牵弓丨杆机车牵引装置
【技术领域】
[0001]本发明属于:铁路大功率交流传动电力机车牵引领域。
【背景技术】
[0002]自2006年以来，和谐型大功率交流机车诞生及批量投入运用标志着我国铁路机车行业成功实现了由直流传动到交流传动的转化，机车制造技术达到世界先进水平。它具有牵引性能优越、功率大、黏着利用率高、启动加速性能好、可靠性高、功率因数高、节能减排好、维护工作量小等优点，是我国铁路现代化牵引装备发展的需要。
[0003]目前和谐型大功率交流传动机车生产机型有HXDl、HXDIB, HXD1C、HXD2、HXD2B、HXD2C、HXD2C、HXD3、HXD3B、HXD3C、HXD3D等，运用中发现，采用低位推挽式单牵引杆牵引装置牵引的机车，机车车轮轮缘和踏面磨耗严重。以兰州西机务段使用的和谐型机车为例:该段配属HXDlC机车293台，用于货运列车牵引；配属HXD3型机车40台，用于旅客列车牵弓丨。自2010年10月陆续上线担当牵引任务不到I年时，60%的机车因踏面或轮缘磨耗近限，有的踏面还有不同程度剥离，为了保证机车行车安全，不得不将车轮直径镟小，以保证足够的轮缘厚度，虽对少部分机车进行了动轮调换处理，但不能从根本上解决问题，有部分轮缘严重磨耗的机车无法处理转返厂维修。目前绝大部分机车进行过一次镟修，有的机车已进行过三次镟修。由于镟修量大，该段配备了三台不落轮镟床，有时还不能及时完成任务。因该车使用的全部为进口整体车轮，价格昂贵，加上各轮对轮缘和踏面磨耗严重不均，一个车轮轮缘磨耗到限，整车轮对都要镟修。一般踏面镟修进刀3mm，轮缘方可以恢复Imm厚度，这样大大缩短了车轮使用寿命，维修成本非常高。从目前看，该类型机车用于客车牵引，轮缘磨耗较严重。用于货车低速大功率牵引时，以踏面磨耗和剥离为主，踏面磨耗量达0.2—
0.7_/万公里。一般新璇修的机车车轮磨耗量较大，经过一段时间磨合后磨耗量逐渐减小。因此，该型机车的轮缘磨耗和踏面磨耗问题亟待解决。
【发明内容】
[0004]针对目前采用低位推挽式单牵引杆结构的和谐型机车车轮踏面和轮缘非正常磨耗问题，就转向架结构、牵引装置和牵引点位置与其它车型进行分析对比，其主要原因为:
[0005]首先，原牵引装置牵引杆端梁辅助吊挂连杆为固定连接(参见附图1和图2所示)，转向架转弯时需消耗一定的转弯偏转力使连杆倾斜，将牵引杆抬起转向架才可转动(参见附图3)。另外，车体牵引杆有一定斜度，当机车牵引运行或制动时连杆会受到推力或拉力，进一步消耗偏转力，加剧了车轮轮缘磨耗；
[0006]其次是C。一C。三轴式转向架构架牵引点选择问题:(I)如HXDlC机车构架牵引点选择在1、2轴和5、6轴之间，距中间轮对轴线有828mm距离；(2)将构架牵引点选择前端梁或后端梁上，如HXD2和HXD3D型。当机车运行在弯道时转向架偏转，构架牵引点会偏离车体几何中心线，在机车牵引力或电制动力作用下会产生侧向分力，从而造成动轮踏面和轮缘的非正常磨耗。[0007]本改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置可以减少原设计牵引装置出现的动轮轮缘和踏面磨耗问题。
[0008]其技术方案是:
[0009]1、所述的改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置，如附图4、图5所示。主要由构架牵引杆(LI)、车体牵引杆(L2)、端梁辅助吊挂连杆(I)、牵引销(Q)、橡胶关节和法兰组件组成。
[0010]构架牵引杆(LI)通过牵引橡胶关节与转向架构架牵引座相连，车体牵引杆(L2)通过法兰组件与车体牵引座相连，构架牵引杆(LI)和车体牵引杆(L2)则通过牵引销(Q)连接，端梁辅助吊挂连杆下端连接牵引销，连杆上端弹性拉杆两端分别安装带有轴承和轮缘的滚轮，安装在箱式滚道内，箱式滚道和转向架端粱焊接。
[0011]2、所述的改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置的端粱辅助吊挂连杆，由“井”字形连杆体和四个弹性拉杆组成，下端两个连接牵引销，上端两个安装带轴承和轮缘的滚轮，配合箱式滚道，构成活动连接辅助吊挂连杆机构，可承受来自连杆的拉力和推力；当转向架偏转时，带轴承的滚轮等距离滚动，端梁辅助吊挂连杆不再倾斜(参见附图12)，这样消除了原吊挂连杆对机车转向架转动的影响，将明显改善转向架的转动性能，大大减少车轮轮缘偏磨耗和踏面磨耗。该结构适用于目前采用低位推挽式单牵引杆牵引装置的两轴B0-B0和三轴C。一C。所有转向架。
[0012]3、所述的改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置的箱式滚道，由箱体、补强板、端盖和四条轨道组成，轨道可拆卸利于更换维修，箱体两边用端盖密封，滚道箱体和转向架前端梁焊接。
[0013]4、所述的改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置，其特征是=Q1-Cci式低位推挽式单牵引杆转向架构架牵引点设在2、3和4、5轴之间(如图4、图5所示)。由牵引力和制动力产生的侧向分力比原设计减小近三分之一，因转向架偏转方向和牵引杆偏转方向相反，相对于转向架回转中心的合力矩近于零，故转向架不受侧向力影响，可减少车轮轮缘磨耗和踏面磨耗；
[0014]5、所述的改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置，其特征是:车体牵引杆相对构架牵引杆的有10°以下夹角，利于轴重转移补偿，提高牵引性能。
[0015]具体分析如下:
[0016]1、牵引装置的作用
[0017]牵引装置是连接机车车体和转向架的重要部件，其主要作用是传递机车牵引力或制动力。机车运行时牵引装置应适应机车车体与转向架之间的各种相对运动，对这些运动不应存在约束，其中包括转向架相对于车体的横动，在水平面内的回转，车体相对转向架的沉浮振动，点头振动和侧滚振动。
[0018]2、机车转弯与轮缘磨耗
[0019]当机车由直线进入曲线时，前转向架先进入弯道，第一轮对轮缘先靠向外侧钢轨，转向架被迫旋转，随着机车的前行车体偏转，后转向架虽处在直线上，但因车体偏转，后转向架相当于已经旋转，可见，前转向架遇弯道时转动较“主动” 一些，也是转弯的关键。
[0020]在弯道上铁路路基外轨道比内轨道高，其目的是为了平衡机车车辆转弯时产生的离心力，防止列车倾覆。同时又将机车、车辆车轮踏面设计为锥形，车轮横向移动时，直径也随之改变，这样有利于机车、车辆转弯。如果机车以中速度在弯道运行时:机车离心力稍大于机车重力分力，车轮向外移动时外侧车轮直径变大，内侧直径变小，机车顺利转弯；机车离心力稍小于机车重力分力，车轮向内移动时外侧车轮直径变小，内侧直径变大,轮轨之间处于转弯自动调整状态，轮缘一般不会出现磨耗。当机车速度比较高时，机车离心力大于重力分力，机车外侧轮缘靠上弯道外侧钢轨，开始出现轮缘磨耗，速度越高离心力越大，轮缘磨耗越严重；当机车速度较低时，受机车重力分力作用，机车转向架内侧轮缘靠上弯道内侧钢轨，内侧车轮轮缘磨耗，外侧车轮踏面磨耗。在理想情况下，转向架回转中心应设在转向架几何中心点上，这样转向架上的动轮轮缘磨耗基本上是均匀的，但由于机车为防止蛇形运动，转向架两端安装有抗蛇形减震器，两侧又有高圆簧和垂向减震器等，转向架转动时将受抗蛇形减震器阻尼力和高圆簧变形力影响，车轮轮缘也会产生一定偏磨耗，如再受到其它转弯附加阻力和机车牵引力或制动力侧向分力影响，轮缘偏磨耗将加剧。
[0021]3、原设计牵引装置通过曲线时的受力情况分析
[0022]⑴牵引装置端梁辅助吊挂连杆对转向架转向影响
[0023]以HXDlC 为例:
[0024]设牵引杆重量为1000kg，已知:端梁辅助吊挂连杆长度为475mm，车体牵引杆长度为1180mm，倾斜度为4.3度，1、2轴距为2250mm，构架牵引杆长度为2377mm，当转向架前端梁偏转± 155mm时。求:①牵引杆重力作用，吊挂连杆对转向架转向影响力,②机车牵引力作用到车体牵引杆上，吊挂连杆对转向架转向影响力。
[0025]解:①牵引杆重量为1000kg，则连杆承重为500kg，受力图如图3所示
[0026]当连杆倾斜155_需端梁提供侧向偏转力为:
[0027]
【权利要求】
1.一种改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置，主要由构架牵引杆(LI)、车体牵引杆(L2)、端梁辅助吊挂连杆(I )、牵引销(Q)、橡胶关节和法兰组件组成，其特征是:构架牵引杆通过牵引橡胶关节与构架牵引座相连，车体牵引杆通过法兰组件与车体牵引座相连，构架牵引杆和车体牵引杆通过牵引销连接，端梁辅助吊挂连杆下端连接牵引销，连杆上弹性拉杆两端分别安装带有轴承和轮缘的滚轮，安装在箱形轨道内，轨道上下有四条，轨道可拆卸以方便换修，箱体两边用端盖密封，滚道箱体和转向架前端梁焊接。
2.根据权利要求1所述的一种改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置，其特征是:端梁辅助吊挂连杆上端安装带轴承和轮缘的滚轮，配合箱式滚道，构成活动连接辅助吊挂连杆机构，可承受来自连杆的拉力和推力；当转向架偏转时，带轴承的滚轮滚动，端梁辅助吊挂连杆不再倾斜，转向架转动不再受牵引杆的影响；该连杆由“井”字形连杆体和四个弹性拉杆组成，下端两个连接牵引销，上端两个安装滚轮，“井”字形连杆体可保证两组滚轮等距离滚动，左右不倾斜，适用于两轴Btl — Btl和三轴Ctl一Ctl推挽式单牵引杆转向架。
3.根据权利要求1所述的一种改进型低位推挽式单牵引杆机车牵引装置，其特征是:将转向架构架牵引点设在2、3和4、5轴之间，适用于三轴Ctl一Ctl推挽式单牵引杆转向架。
【文档编号】B61G1/40GK203460875SQ201320402700
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2013年7月8日
【发明者】朱卫, 朱梦嘉 申请人:朱卫, 朱梦嘉