SS4型电力机车转向架的三维模型设计.doc

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160～180km/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。 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）——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.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: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： 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。 1.3 SS4机车SS4机车SS4机车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