列電力機車輪對軸箱裝置設計新穎

1. 電力機車轉向架

電力機車轉向架

電力機車轉向架，轉向架的使用是比較廣泛的，一般都可以起到一定穩定作用，而轉向架的各種參數也直接決定了車輛的穩定性和車輛的乘坐舒適性。以下了解電力機車轉向架。

電力機車轉向架1

轉向架是機車的走行部分，除了支承車體上部的重量和傳遞牽引力、制動力外,它對機車動力學性能、牽引性能和安全性能起著重要的作用。保證輪軌間必要的粘著，使輪軌接觸處產生必要的輪軌力保證機車正常的牽引和制動。緩和線路對機車的沖擊，保證機車運行的平穩性和穩定性。保證機車順利通過曲線和側線。

電力機車設備布置應該遵循的原則：

1、必須保證重量分配均勻；

2、要充分滿足設備的安裝、拆卸、檢查和檢修的方便，特別是易損的設備要易於拆裝；

3、應注意節約導線、電纜和壓縮空氣、冷卻空氣管路。

電力機車運行所需的電能由電氣化鐵路的供電系統提供，而自身攜帶發電能源和裝置的電傳動內燃機車和燃氣機車等則不屬於電力機車范疇。

(1)列電力機車輪對軸箱裝置設計新穎擴展閱讀：

電力機車機械部分由車體、轉向架、車體與轉向架的連接裝置、牽引緩沖裝置組成。

車體用於安裝各種電氣和機械設備，也是乘務人員操縱機車的工作場所；轉向架即機車走行部分，它是機械部分最重要的組成部分；

車體與轉向架的連接裝置也稱二系彈簧懸掛，設置在車體和轉向架之間，它是轉向架與車體之間的連接裝置，又是活動關節，同時承擔各個方向力的傳遞以及減振作用；牽引緩沖裝置即指車鉤和緩沖器，它是機車和列車的連掛裝置。

電力機車轉向架2

HXD1C電力機車轉向架的檢修與維護 畢業設計

HXD1C型電力機車是干線貨運用六軸交流電傳動電力機車，由南車株洲電力機車為適應中國鐵路運輸市場的需要而研製的主型機車，其設計參照了株洲電力機車與德國西門子聯合研製製造的HXD1型和HXD1B型電力機車，但使用了更多國產化元件，中國南車株洲電力機車方面稱，HXD1C型機車的國產化率90%以上。

包括使用IGBT模塊（3,300V / 1,200A）的牽引變流器（IGBT晶元仍需從英飛凌等外國公司購買）、網路控制系統等。軸式為Co-Co，單軸控制技術，六軸每軸裝有一台最大功率1,200 kW 的.交流電牽引電動機，總功率7200 kW。可在線路坡度12‰以下的路段，牽引5000噸至5500噸貨物列車。

2009年6月22日，鐵道部與南車簽署合同，訂購400台HXD1C型機車，其中120台會由資陽機車有限公司和資陽南車電力機車有限公司生產，其餘280台均由株洲電力機車生產。 首台試制車（HXD1C0001）已於2009年4月30日在株洲廠建造完成，至6月12日正式下線。 首兩輛機車於6月26日起開始在北京環鐵進行試驗。

首批機車配屬成都鐵路局，首兩輛機車已於2009年9月30日交付予重慶機務段[5]，當年累計交付重慶機務段60台機車。2009年11月HXD1C型機車在襄渝鐵路測試牽引性能、制動性能和動應力。廣鐵株洲機務段於2009年11月18日開始接受HXD1C機車。

南車株洲電力機車與鐵道部在2010年7月再度簽訂590台HXD1C型電力機車的新合同，項目總金額近86億元，其中170台機車由中國南車資陽機車分包。

由株洲廠生產的HXD1C型機車編號HXD1C-0XXX，資陽廠生產的HXD1C型機車編號HXD1C-6XXX。

電力機車轉向架3

轉向架的主要功能及組成

◆輪對及軸承裝置：輪對沿鋼軌滾動，傳遞車輛重量及輪軌之間的各種作用力（包括牽引力和制動力）；軸箱與軸承裝置聯系構架（或側架），使輪對的滾動轉化為車體沿鋼軌的平動。

◆構架（或側架）：構架（或側架）是轉向架的基礎，它把轉向架的各零、部件組成一個整體。

◆彈性減振裝置：轉向架在輪對與構架（側架）之間或構架（側架）與車體（搖枕）之間設有彈性懸掛裝置；前者稱為軸箱懸掛裝置（又稱第一系懸掛），後者稱為搖枕（中央）懸掛裝置（右稱第二系懸掛）。

◆基礎制動裝置：為使運行中的車輛在規定的距離內停車，必須安裝制動裝置，其作用是傳遞和放大制動缸制動力，使閘瓦與車輪間的轉向架內摩擦力轉化為輪軌間的外摩擦力，即制動力，從而使車輛承受前進方向的阻力，產生制動效果。

主要用途及組成

轉向架靜載試驗台用於機車、客車、動車、城軌車輛轉向架靜載試驗，也可以用做鐵路機車、客車、地鐵、城軌轉向架的靜壓試驗（壓噸試驗），配合組裝及檢測相關尺寸而設計的非標准試驗設備。

它採用電液伺服載入方式，載入力可以人為設定，以便於模擬車體重量或根據工藝需要對轉向架載入。在載入的同時可以檢測轉向架的輪重和轉向架四角高，也可以根據用戶需求增設軸距測量裝置。用做壓噸試驗時可以根據用戶需要不設稱重系統或保留稱重系統。

用於模擬車體的重量對轉向架進行載入，測試輪重（並計算輪重差、軸重差）、測量轉向架四角高。

具有設備安全保障功能和設備自檢功能，可監視設備的運行情況，並顯示其故障的位置。

可方便地顯示、查詢當前及以往數據，如操作日期、時間、試驗者姓名、轉向架型號及其檢測數據。列印各有關數據和報表，生成檢測報告。

具有在線幫助和良好的人機對話界面，能進行程序管理，如添加、刪除、設置等，各類轉向架必要參數可設置、取捨、保存和調用。

具有設置載入負荷值、位移值功能，並能設定載入的保持時間。設定負荷值和位移值能在計算機上直接顯示。

該設備採用先進的計算機管理系統，通過感測器可對試驗過程中的負載變化、位移變化進行監控。

該設備採用微機控制，可以全程實現存儲、編輯、列印、分析等功能。並且可以對不合格項目在屏幕上進行提示。

本試驗台標准配置由龍門主框架、軌道及底座、對中裝置（縱向）、稱重系統、四角高測量系統、測量控制系統組成。軸距測量系統為選項，可以根據用戶需要增設。

2. 什麼是軸箱裝置怎麼保養

軸箱裝置是在鐵路機車和車輛上，套在軸頸上聯結輪對和轉向架構架或二軸車車體的部件，簡稱軸箱。其作用是把車體重量和載荷傳遞給輪對，潤滑軸頸，減少摩擦，降低運行阻力。軸箱裝置按所採用的軸承類型，分為滑動軸承軸箱裝置和滾動軸承軸箱裝置兩類。早期的機車車輛採用滑動軸承軸箱裝置，20世紀初開始試用滾動軸承軸箱裝置，現已逐漸取代滑動軸承軸箱裝置。中國鐵路的客車以及柴油機車和電力機車已全部採用滾動軸承軸箱裝置，貨車已部分採用。

滑動軸承軸箱裝置

貨車的軸箱裝在車輪外側，由軸箱體、軸箱蓋、軸瓦、軸瓦墊板、油潤裝置和防塵板組成。蒸汽機車動輪和導輪上的軸箱裝在車輪內側，用油盒供油潤滑軸頸，其他零件與上述零件相同。

軸箱體

承受載荷、貯存軸油的部件，用於包容軸頸及其他零件。早期用鑄鐵製造，普遍用鑄鋼製造。軸箱體不僅將來自構架的載荷傳遞給軸頸，而且在維修更換軸承時還要承受千斤頂從底部把它支起的載荷，因此要有足夠的強度。軸箱體同軸箱蓋必須嚴密貼合，以免漏油並防止雨水和塵土進入。軸箱體有導框式和無導框式兩種。

軸瓦與軸頸相摩擦並把軸箱體所承受的全部載荷傳遞給軸頸的部件，由瓦體和它的表面一層減摩合金組成。早期的瓦體用銅合金鑄造，以後改用鋼背銅襯，中國採用球墨鑄鐵製造。中國鐵路車輛上採用的減摩軸承合金，俗稱白合金，是鉛銻錫合金。這種合金易於刮研，有良好的抗壓、減摩、耐熱性能，易於澆鑄。近年來，為了防止軸瓦過早報廢和避免燃軸，在50噸以上貨車軸瓦的前端鑲裝了塑料瓦頭。

軸瓦墊板

裝在軸箱體和軸瓦之間起載荷傳遞作用的零件。它的上表面呈圓弧形，以改善白合金錶面的載荷分布。在更換軸瓦時先取下墊板可以減小千斤頂的起車高度。

油潤裝置

向軸瓦和軸頸之間供給軸油以減小摩擦的裝置。由油卷、木前枕和後擋板組成，安裝於軸箱體內。油卷充滿軸油(潤滑油)，並與軸頸下部相接觸。車輛運行時軸頸轉動，將軸油帶入軸瓦和軸頸之間，形成油膜，使干摩擦變為液體摩擦。早期的油卷多用棉毛線製成，有的則採用油刷。中國鐵路車輛近年改用泡沫塑料外包毛巾套的油卷。木前枕的作用是代替軸頸外端的油卷，並阻止油卷外移。後擋板用於防止軸油由軸頸後端溢出。

防塵板

其作用與軸箱蓋相同，所以又稱軸箱後蓋。位於軸箱體後壁的夾層內，多屬木質的。木質防塵板密封性差，常漏軸油，近年來逐漸改用橡膠防塵板。

滾動軸承軸箱裝置

滾動軸承軸箱裝置的優點

和滑動軸承軸箱裝置相比，滾動軸承軸箱裝置可使機車車輛運行阻力降低10%左右，可使起動阻力降低80%以上,不僅可以節約動力消耗,提高運行速度，還可提高列車牽引重量。這種裝置的各部件游動間隙較小，有利於改進機車車輛運行質量。它在運行中故障率較小，可以減少維修工作的人力和物資消耗，因而雖然滾動軸承軸箱裝置的製造成本遠高於滑動軸承軸箱裝置，但仍得到日益廣泛的採用。

組成

滾動軸承軸箱裝置通常由軸箱體、前後軸箱蓋、滾動軸承、密封裝置及其他零件組成。所用滾動軸承有圓柱、圓錐和球面三種，其中球面滾動軸承承受軸向載荷較好，但要求尺寸較大，不利於減輕簧下重量，且製造成本較高，檢修不便，因而近年來採用較少。

中國鐵路在客車上採用圓柱式滾動軸承軸箱裝置，在柴油機車和電力機車上主要也採用這種軸箱裝置。在客車上，軸向力靠軸承內外圈上的擋邊承受，而在機車上軸承一般不帶擋邊，軸向力靠裝在軸端的滾珠軸承承受。在貨車上除有一部分採用圓柱式滾動軸承軸箱裝置外，新造貨車主要採用密封式圓錐滾動軸承軸箱裝置。圓錐滾動軸承兩端帶有密封裝置，外圈上面為承載鞍,裝在轉向架側架導框內,起載荷傳遞作用，軸承外面不再有軸箱體。因而這種結構稱為"無軸箱軸承裝置"。滾動軸承都採用潤滑脂，不需要經常開蓋加油或檢查。

軸箱裝置的保養

在軸承的使用過程中，軸承和軸箱是需要長時間的養護的。因為這樣不但使軸承本身的壽命加長還會讓商家減少費用的支出。

軸承軸箱的維護保養一般比滑動軸承軸箱省事，無需經常換瓦和加油，燃軸事故也少。但也不可大意，如軸承一旦破損而引起燃軸，則在運行中途即不便處理，只好更換輪對或甩車。因此車輛檢修人員需要經常檢查軸溫，檢查軸箱有無裂紋、甩油，螺栓松動等情況。軸承的溫度主要是由滾子與內外圈滾道間的滾動摩擦、滾子與保持架間的滑動摩擦、滾子端部與內外圈擋邊間的滑動摩擦、滾子與潤滑油脂之間的摩擦發生的熱量產生的。其溫度一般是比較低。

軸箱溫度與許多因素有關，例如在軸承上的載荷、運行速度、線路狀態、氣溫、風速、連續運行時間、潤滑油脂的數量與狀態等皆對軸溫有顯著的影響。車輛始發兩到三小時後，軸承溫度即趨於穩定，軸承轉動摩擦所產生的熱量和軸箱體外表面散發的熱度是接近平衡。北方寒冷地區，軸箱表面散熱快.軸箱頂部與軸承內部溫度差達三十到四十度，而在南方炎熱季節，軸箱頂部與軸承內部溫度差僅一網路左右。通常在夏季，朝陽的一側軸箱溫度，較背陽的一側高得多。

軸承的軸箱頂部在正常情況下，只比氣溫高15-x-300C左右。如果同車中有個別軸箱頂部溫度比氣溫高四網路以上時，則屬不正常現象，應查明原因。由於影響軸承溫度的因紊較寥，特別是列車運行速度、潤滑脂質量以及軸承的游隙大小對軸承溫度影響較大，因此目前尚不能提供軸承允許溫度的計算公式，一般情次下，可以用外溫+40作為軸承的允許溫度，並在軸箱頂部測量。對於裝有滾勸軸承軸箱的備用輪對，應每隔半個月左右轉動一下軸箱，以防止軸承生銹。

3. 和諧電3B型電力機車的技術特點

HXD3B型電力機車是六軸大功率干線貨運電力機車，車體採用整體承載結構及模塊化設計，兩端各設有一個司機室，司機可在任何一端司機室對機車進行控制；車內設備布置以兩側屏櫃化、平面斜對稱布置，並設寬600毫米的中央通道，通道左右兩側設有主變流裝置、通風機、空氣壓縮機等設備，車上並為司機提供了冰箱、微波爐、衛生間等生活設施。每台機車車頂設有兩台TSG15型單臂式受電弓，而真空斷路器、接地開關、高壓隔離開關、避雷器、高壓電壓互感器、高壓電流感測器等高壓電器集成在機械間內的高壓櫃中，提高機車雨霧等天氣抗污閃能力；車頂中央頂蓋上設有檢修升降口，由此上車頂進行檢修和維修作業。牽引變壓器採用卧式懸掛結構，吊裝於車底中部。
機車冷卻系統主要包括油水冷卻塔通風系統、機械間輔助通風系統、牽引通風機通風系統、空調通風系統等，機車採用獨立通風方式，從側牆上部進風百葉窗吸入冷風，通過獨立冷卻風道向發熱部件冷卻後從車底排出，並維持機械間呈微正壓，改善機車防塵效果及防寒性能。機車軸式為Co-Co，持續功率為9600千瓦；機車軸重為25噸。空氣制動系統採用克諾爾公司的「CCB II」微機控制電空制動系統；機車單機以120公里/小時的速度在平直道上施行緊急空氣制動時，最大制動距離小於1100米。 HXD3B型電力機車是交—直—交流電傳動的單相工頻交流電力機車，機車主電路由主變壓器、牽引變流器、牽引電動機三大部分構成。接觸網導線上的25千伏工頻單相交流電電流，經受電弓、主斷路器進入機車後再輸入主變壓器，交流電經過主變壓器的六個牽引繞組降壓後向牽引變流單元供電；單相交流電經過六組四象限脈沖整流器整流為直流電，每二組四象限整流器向一個中間直流迴路供電，一個中間直流迴路向二組牽引逆變器供電，六組逆變器將直流電轉換成三相交流電輸出，每組逆變器向一台非同步牽引電動機供電，實現機車的軸控驅動，使牽引電動機產生轉矩，將電能轉變為機械能，經過齒輪的傳遞驅動輪對。
機車主變壓器為一體化多繞組（全去耦）變壓器，具有高阻抗、重量輕等特點，並包含了三台諧振電抗器，變壓器採用下懸式安裝、強迫導向油循環風冷卻。每台機車設有3個主變流器櫃，每台主變流器櫃由二個四象限脈沖整流器、一個中間直流環節、二個兩點式電壓型PWM逆變器和一個輔助變流器組成；功率控制模塊採用水冷IGBT變流模塊（4500V/600A），中間直流電壓為2800伏特。HXD3B型機車採用龐巴迪MITRAC TM-3800N型牽引電動機，該型電動機為六極鼠籠式三相非同步牽引電動機，電動機採用全疊片結構，額定功率為1632千瓦，額定電壓為2183伏特，冷卻方式為強迫通風，採用直接磁通控制方式（DFC），來實現電動機轉矩的控制。
HXD3B型機車設有三個IGBT輔助變流器，由主變流器中間直流環節供電，將直流電逆變為三相交流電。 正常情況下三個變流器的其中一個為恆頻恆壓變流器（CVCF），為水泵、油泵、空調、空氣壓縮機、蓄電池充電機等設備供電；二個為變頻變壓變流器（VVVF），向兩台復合冷卻塔風機和六台牽引通風機電。當機車通過分相區時，輔助變流器改由再生制動產生的電能供電。 機車走行部為兩台完全相同的三軸轉向架，其結構與IORE型電力機車大致相同。轉向架構架採用鋼板焊成箱形結構的「目」字型構架，輪對軸箱採用單側拉桿定位，車輪為整體輾鋼車輪。一系懸掛採用螺旋彈簧配合軸箱拉桿及垂向油壓減震器；二系懸掛為高圓螺旋彈簧配合垂向油壓減震器。牽引力或制動力通過內側低位斜牽引拉桿傳遞。驅動裝置主要包括牽引電動機、鑄造齒輪箱、抱軸箱體、主從動齒輪等部件，牽引電動機採用滾動軸承抱軸式半懸掛、單邊單級剛性斜齒輪傳動。基礎制動裝置為輪盤制動，每個車輪安裝一套獨立的單元制動器，其中每個轉向架有兩套單元制動器具有彈簧停車儲能停放制動功能。轉向架並設有輪緣潤滑裝置。

4. 電力機車和內燃機車電機的工作原理

電力機車
電力機車由：機械部分，電氣部分和空氣管路系統三部分組成。

機械部分
包括走行部和車體。走行部是承受車輛自重和載重在鋼軌上行走的部件，由2軸或3軸轉向架以及安裝在其上的彈簧懸掛裝置、基礎制動裝置、輪對和軸箱、齒輪傳動裝置和牽引電動機懸掛裝置組成。車體用來安放各種設備，同時也是乘務人員的工作場所，由底架、司機室、台架、側牆和車頂等部分組成。司機室設在車體的兩端，有走廊相通。司機室內安裝控制設備，如司機控制器、制動閥、按鈕開關、監測儀表和信號燈等。兩司機室之間用來安裝機車的全部主要設備，有時劃分成小室，分別安裝輔助機組、開關設備、換流裝置以及牽引變壓器等。部分電氣設備如受電弓、主斷路器和避雷器等則安裝在車頂上。車鉤緩沖裝置安裝在車體底架的兩端牽引樑上。車體和設備的重量通過車體支承裝置傳遞到轉向架上，車體支承裝置並起傳遞牽引力與制動力的作用。

電氣部分
機車上的各種電氣設備及其連接導線。包括主電路、輔助電路、控制電路以及它們的保護系統。①主電路：電力機車的最重要組成部分。它決定機車的基本性能，由牽引電動機以及與之相連接的電氣設備和導線共同組成。在主電路中流過全部的牽引負載電流，其電壓為牽引電動機的工作電壓,或者接觸網的網壓,所以主電路是電力機車上的高電壓大電流的動力迴路。它將接觸網上的電能轉變成列車牽引所需的牽引動力。②輔助電路：供電給電力機車上的各種輔助電機的電氣迴路。輔助電機驅動多種輔助機械設備，如冷卻牽引電動機和制動電阻用的通風機，供給各種氣動器械所需壓縮空氣的壓縮機等。輔助電機可以是直流的，也可以是非同步的。③控制電路：由司機控制器和控制電器的傳動線圈和聯鎖觸頭等組成的低壓小功率電路。控制電路的作用是使機車主電路和輔助電路中的各種電器按照一定的程序動作。這樣，電力機車即可按照司機的意圖運行。④保護系統：保證上述各種電路的設施。

空氣管路系統
按用途可分為：
①供給機車和車輛制動所需壓縮空氣的空氣制動氣路系統。
②供給機車電氣設備所需壓縮空氣的控制氣路系統。
③供給機車撒砂裝置、風嗽叭和刮雨器等輔助裝置所需壓縮空氣的輔助氣路系統。
作用：是風壓的通道，為機車受電弓上升，機車制動，機車散熱提供風源

內燃機電車

基本結構
內燃機車由柴油機、傳動裝置、輔助裝置、車體走行部（包括車架、車體、轉向架等）、制動裝置和控制設備等組成。

柴油機
內燃機車的動力裝置，又稱壓燃式內燃機。主要結構特點包括汽缸數、汽缸排列形式、汽缸直徑、活塞沖程、增壓與否等。現代機車用的柴油機都配裝廢氣渦輪增壓器，以利用柴油機廢氣推動渦輪壓氣機，把提高了壓力的空氣經中間冷卻器冷卻後送入柴油機進氣管，從而大幅度提高了柴油機功率和熱效率。柴油機工作有四沖程和二沖程兩種方式，同等轉速的四沖程機的熱效率一般高於二沖程，所以大部分採用四沖程。從轉速來看，分為高速機、中速機和低速機。為滿足各種功率的需要，生產有相同汽缸直徑和活塞的各種缸數的產品。功率較小用6缸、8缸直列或8缸V型，功率較大用12、16、18和20缸V型，其中以12、16缸的最為常用。

傳動裝置
為使柴油機的功率傳到動軸上能符合機車牽引要求而在兩者之間設置的媒介裝置。柴油機扭矩—轉速特性和機車牽引力—速度特性完全不同，不能用柴油機來直接驅動機車動輪：柴油機有一個最低轉速，低於這個轉速就不能工作，柴油機因此無法啟動機車；柴油機功率基本上與轉速成正比，只有在最高轉速下才能達到最大功率值，而機車運行的速度經常變化，使柴油機功率得不到充分利用；柴油機不能逆轉，機車也就無法換向。所以，內燃機車必須加裝傳動裝置來滿足機車牽引要求。
常用的傳動方式有機械傳動、液力傳動和電力傳動。
液力傳動箱、車軸齒輪箱、萬向軸等組成。液力變扭器（又稱變矩器）是液力傳動機車最重要的傳動元件，由泵輪、渦輪、導向輪組成。泵輪和柴油機曲軸相連，泵輪葉片帶動工作液體使其獲得能量，並在渦輪葉片流道內流動中將能量傳給渦輪葉片，由渦輪軸輸出機械能做功，通過萬向軸、車軸齒輪箱將柴油機功率傳給機車動輪；工作液體從渦輪葉片流出後，經導向輪葉片的引導，又重新返回泵輪。液力傳動機車（圖2）操縱簡單、可靠，特別適用於多風沙和多雨的地帶。
電力傳動分為三種：（a）直流電力傳動裝置。牽引發電機和電動機均為直流電機，發動機帶動直流牽引發電機，將直流電直接供各牽引直流電動機驅動機車動輪。（b）交—直流電力傳動裝置。發動機帶動三相交流同步發電機，發出的三相交流電經過大功率半導體整流裝置變為直流電，供給直流牽引電動機驅動機車動輪。（c）變—直—交流電力傳動裝置。發動機帶動三相同步交流牽引發電機，發出的交流電通過整流器到達直流中間迴路，中間迴路中恆定的直流電壓通過逆變器調節其振幅和頻率，再將直流電逆變成三相變頻調壓交流電壓，並供給三相非同步牽引電動機驅動機車動輪。電力傳動機車的應用最為廣泛。

5. 軸箱裝置的介紹

在鐵路機車和車輛上，套在軸頸上聯結輪對和轉向架構架或二軸車車體的部件，簡稱軸箱。其作用是把車體重量和載荷傳遞給輪對，潤滑軸頸，減少摩擦，降低運行阻力。軸箱裝置按所採用的軸承類型，分為滑動軸承軸箱裝置和滾動軸承軸箱裝置兩類。早期的機車車輛採用滑動軸承軸箱裝置，20世紀初開始試用滾動軸承軸箱裝置，現已逐漸取代滑動軸承軸箱裝置。中國鐵路的客車以及柴油機車和電力機車已全部採用滾動軸承軸箱裝置，貨車已部分採用。