机车总体67综述

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1、电力机车机械部分 2006年7月11日 电力 机车 机械 部分 讲义 课题一 机车总体概述 课题二 电力机车车体和设备布置 课题三 电力机车通风系统和空气 管路系统 课题四 转向架 课题五 车体与转向架的连接装置 和牵引缓冲装置 课题六 电力机车曲线通过和轴重 转移 课题五 车体与转向架的连 接装置和牵引缓冲装置 返回 第一节 车体与转向架的连接装置 第二节 牵引缓冲装置 车体与转向架连接装置的作用是： 传递车体与转向架之间的垂直力、纵向 力（牵引力及制动力）和横向力； 使轴重能均匀分配，保证车体在转向架 上的安定； 容许转向架进出曲线时相对于车体进行 回转运动。 可缓和来自钢轨的冲击，提高机

2、车运行 的平稳性。 因此，它既是承载装置，又是活动关 节。 连接装置性能的好坏，直接影响到机 车的动力学性能，特别是横向动力学性 能。同时，它还影响机车的粘着重量利 用率（即牵引力作用下的轴重转移）。 车体与转向架的连接 返回 一、连接装置的分类 连接装置的形式有很多种，下面介绍两类：有心 盘（或中心销）的连接装置和无心盘连接装置。 （一）有心盘（或中心销）的连接装置 如下图所示，在转向架的转动中心设置心盘（或 中心销），它是转向架绕车体回转时的转轴。若 上、下心盘底部留有间隙，则心盘包括中心销只 传递纵向力和横向力（例东风型内燃机车支承装 置）。若上、下心盘底部直接接触，则心盘要传 递部分或

3、全部重量（如某些客货车辆）。为了承 担机车部分或全部垂直重量，防止机车侧倾，在 转向架的两侧安设旁承。旁承可以是弹性的，也 可以是刚性的。根据设计要求不同，转向架上可 以是两个旁承，也可以设置四个旁承。 车 体 与 转 向 架 的 连 接 车体与转向架的连接 返回 （二）无心盘（或中心销）的连接装置 这一类支承装置，不设心盘，也没有中心销。转 向架没有明确的转动中心，只能绕一个假想的回转中 心回转，同时还可以相对车体进行适当的横移。 1摆式支承装置 如下图所示，每个转向架通过两个中央支承及旁 承接受车体传来的重量。中央支承在前后方向即机车 纵向的刚度很大，不能有倾斜现象，能够可靠地传递 牵引力

4、和制动力。但是在左右方向即机车横向的刚度 则较小，可以发生较大的倾斜。这样，转向架也就能 够相对车体绕一个假想的转动中心回转一定角度，也 可以适当的横向位移。 车 体 与 转 向 架 的 连 接 车体与转向架的连接 返回 车体与转向架的连接 返回 为了保持中央支承的横向安定，在每个 中央支承的中部左右侧，装设了弹性复原装 置，当中央支承由于转向架的回转或偏倚而 发生倾斜时，两侧复原装置的弹簧发生变形 而产生复原力，促使中央支承恢复居中位置 。当车体发生侧倾时，左右弹性旁承发生变 形而产生反力矩，促使车体恢复铅垂位置。 韶山1型电力机车采用了这种支承装置 。由于这种摆式中央支承的结构不利于降低

5、轮轨之间的作用力，新造电力机车上已不再 采用这种结构了。 车体与转向架的连接 返回 车体与转向架的连接 返回 2牵引杆装置 为了在转向架中部安设设备，改进机车牵 引 点的高度，减少转向架的轴重转移，以提高机 车 最大粘着率的发挥，现代机车已取消心盘，多 采 用牵引杆装置和旁承结构的连接装置。 牵引杆装置是用来传递机车牵引力、制动 力 的机构。它和转向架侧挡（即侧向限制器）配 合，可以限制转向架对于车体的相对位移，形 成 转向架的假想回转中心。 车体与转向架的连接 返回 车 体 与 转 向 架 的 连 接 返回 垂直载荷，完全由旁承承担。旁承可以是 刚性旁承，也可以是弹性旁承（二系悬挂 ）。 其

6、位置和数量，各型机车也有所 不同。 由于这种牵引杆装置，可以安设于较低的 位置，实现低位牵引，所以有利于粘着牵 引力的充分发挥。 直线运行时，牵引力由构架、拐臂、牵引 杆传给车体：曲线运行时，拐臂转轴随转 向架构架移向曲线内侧，拐臂、牵引杆发 生了同步转动，但牵引力的传递不受影响 。 车 体 与 转 向 架 的 连 接 返回 二、旁承装置 旁承是旁侧支承的简称。它设在 转向架构架的两侧，传递一部分 以至全部的垂直载荷；能够有效 地限制车体的侧滚；有的旁承可 以产生一定的横向阻尼，限制转 向架的水平位移：也有一些旁承 兼起复原装置的作用。 旁承可以分为刚性旁承和弹性旁 承。 车体与转向架的连接

7、返回 1、刚性旁承 心盘承载的刚性旁承， 是 一种最简单的旁承。如 右 图所示，在车体底架侧 梁 和转向架构架侧梁之间 设 相对的两块钢板，平时 有 一定间隙，当车体侧滚 时，旁承间隙消失，起 限 制车体侧滚的作用。 车体与转向架的连接 返回 2、弹性旁承 高圆簧弹性旁承 近年来，国外在高速机车上泛广泛采用称为“挠性悬挂” 的高圆簧弹性旁承装置。它采用高圆簧，以降低转向架的横 向刚度。 旁承布置在转向架两侧中央部分，每侧由三个或四个高 圆簧组成（主要决定于垂向载荷的大小）。圆簧的上、下两 端都是固定的，因此这种装置结构简单，且无摩擦副。转向 架相对于车体的横向运动和回转运动，都通过圆簧的横向弹

8、 性来获得，不仅它的横向及回转刚度可以设计的比较小，同 时用它还可以得到较大的垂向静挠度。 车体与转向架的连接 返回 橡胶堆弹性旁承 橡胶堆弹性旁承即橡胶金属 夹层的“三明治”结构的弹性旁 承。如右图所示，它结构简单 具有较大的垂向刚度和良好的 横向弹性，有利于机车曲线运 行，改善机车的动力学性能。 如韶山3B、4型电力机车和我 国从法国进口的8K型电力机 车，均采用了橡胶堆弹性旁承。 车体与转向架的连接 返回 三、SS4改型机车车体与转向架的连接装置 SS4改型电力机车采用无心盘的中央斜单杆推 挽式牵引杆装置，主要由橡胶弹簧、摩擦减振 器、横向油压减震器和牵引装置组成。 牵引装置 SS4改型

9、机车牵引装置结构型式为中央斜单杆 推挽式。主要部件有：牵引座、牵引橡胶垫、 压盖、牵引叉头、牵引杆、三角撑竿、三角架 等。 车 体 与 转 向 架 的 连 接 返回 返回 车体与转向架的连接 车体与转向架的连接 返回 牵引力和制动力的传递 从图中可见，来自轮轨粘着产生的牵引 力或制动力的传递过程为：构架牵引梁三 角架（三角撑竿座）牵引杆牵引叉头 压盖、牵引橡胶垫牵引座车体。 车体与转向架的连接 返回 四、SSj3型机车车体与转向架的连接装置 SSj3电力机车车体与转向架的连接装置由高圆弹簧、 二系垂向减振器、横向布置的抗蛇行减振器和牵引装 置组成。 1、每个转向架上有两组高圆簧(每组三个)布置

10、在左 右侧梁中央部分。两个垂向减振器和两个抗蛇行减振 器，布置如下图。 高圆弹簧支承着机车上部结构重量，并均匀地分 配到转向架构架上。当机车通过曲线时，它可在车体 与转向架之间产生相对位移，使机车顺利通过曲线； 当机车通过曲线后，它可使转向架与车体之间快速恢 复原来的平衡状态。垂向和抗蛇行减振器的设置可以 使机车获得良好的运行品质。 车体与转向架的连接 返回 车体与转向架的连接 返回 2、牵引装置 牵引装置是连接机车车体与转向架的重要组成部 分，其主要作用是传递机车的牵引和制动力。机 车运行时要求其不应该存在着对运动的约束，且 能适应机车车体与转向架之间的各种相对运动， 控制牵引点高度，与一、

11、二系悬挂装置相配合， 使牵引时机车的轴重转移最小，提高机车的粘着 重量利用率。 SSj3机车的牵引装置结构形式为推挽式中央平 拉杆。主要部件包括：牵引销座、牵引橡胶关节 、托板、牵引杆等（见下图）。 车 体 与 转 向 架 的 连 接 返回 牵引杆是传递机车牵引力和制动力的关键部件 ， 必须保证其具有足够的强度和刚度。牵引橡胶关节 在 传递机车牵引力和制动力的同时，保证机车车体与 转 向架之间的各种相对运动，缓和传力过程中的振动 冲 击，保证各部件之间的良好作用。 牵 引 缓 冲 装 置 返回 电力机车牵引缓冲装置由车钩、缓冲器及车 钩复原装置三部分组成，安装在车底架两端的牵 引梁内。其用途是

12、将机车车辆联挂成列车并使其 保持一定的距离，在列车运行中传递牵引力或制 动力、缓和及衰减列车运行中牵引力的变化和制 动力前后不一致而引起的冲击和振动。 牵引缓冲装置的构造、性能及状态在很大程 度上影响列车运行的纵向平稳性，重大的缺陷或 状态不良还会引起列车严重事故。随着列车朝高 速、重载的方向发展，列车冲动显著增加。为了 确保重载列车的正常和安全运行，要求有高强度 车钩和大容量缓冲器，以缓和及承受列车的冲动 。 牵引缓冲装置 返回 牵 引 缓 冲 装 置 返回 一、车钩 车钩是机车牵引装置中的主要部件之一， 用于联挂车辆或其它机车。 我国原有车钩大多采用ZG25钢，它的屈 服极限较低。为了适应

13、重载运输的需要， 目前已经研制成采用ZG24SiMnVTi材料制 成的低合金高强度的13号车钩。我国机车 车辆上采用的车钩，是现代各国普遍采用 的自动车钩，具有自动连结的性能。 根据车钩开启方式，可将车钩分为上作用 式和下作用式两种。由设在钩头上部提升 机构开启的，叫上作用式；由设在钩头下 部推顶机构开启的叫下作用式。一般货车 车钩采用上作用式，开启比较方便。 牵 引 缓 冲 装 置 返回 （一）车钩构造 下面以电力机车采用的下作用式3号自动 车钩为例，讲解车钩的构造。 车钩由钩体、钩舌、钩舌销、钩舌推铁、 钩锁、钩锁销、和解钩杠杆等组成。 1钩体 钩体由铸钢铸成，是车钩的主体件。按部 位可分

14、为钩头、钩身、钩尾三部分。钩头前 部空腔，用来安装其它车钩零件；钩尾分叉 并设销孔，用来连结车钩尾框，在尾框内设 缓冲器。 返回 返回 2钩舌 钩舌也是一个形状复杂的铸钢件。按部位可分为钩舌 和钩舌尾部。钩舌是挽钩部分，钩舌尾部是锁钩、开 钩的控制部分，并且是车钩承受拉压载荷的部分。 钩舌转轴处，设一垂向销孔，通过钩舌销把钩舌装在 钩头上，并可以适当转动，呈张开或闭拢状态。张开 时可以进行挂钩，闭拢并锁住后即为连挂好以后的状 态。 3钩舌销 钩舌销是锻钢制成的圆形长销。它穿在钩头及钧舌的 销孔内，把钩舌装在钩头上，并保证钩舌可以绕其适 当转动。 钩舌销顶部有凸边，可以防止掉落；下部有开口销孔

15、，以穿入开口销，避免脱落。 牵引缓冲装置 牵 引 缓 冲 装 置 返回 4钩锁 是一个形状复杂的铸钢件。它有相当大 的自重，安放在钩头空腔内，处于钩舌尾部 适当位置。当钩舌转到闭拢位置时，钩舌尾 部和钩头空腔内壁之间，转出一个空间，钧 锁因自重落下，卡住钩舌尾部，使钩舌不能 张开，即成锁钩状态。 在钩锁的下端尾部，有一销孔，用来连 接钩锁销；在钩锁的上部，还设有一个短梁 ，这是为上作用式车钩连结提锁零件用的。 返回 牵引缓冲装置 5钩锁销 也是一个铸钢件。它连结在钩锁的下端，从 钩头下部的方孔穿出于钩头之外，是一个中 间传动零件。它在解钩杠杆的带动下，可以 将钩锁顶着上行，以便将车钩解锁。当钩

16、锁 落下时，它也一起落下。 在钩锁销的下端，设一销孔，是用来连结解 钩杠杆的。 牵 引 缓 冲 装 置 返回 6解钩杠杆 也是一个铸钢件。它设在钩头外部下方，既与 钩锁销连接，又与操纵车钩的一套杠杆机构相 连，也是一个中间传动零件。在摘解车钩时， 工作人员提动机车端部侧面的提杆，通过杠杆 机构，带动解钩杠杆转动，解钩杠杆又通过钩 锁销顶着钩锁上行，就可以解开钩锁。 7钩舌推铁 是一个弯曲形状的铸钢件。它平置于钩头空腔 内，处于钩舌尾部的后面，下部有一短圆销作 为转轴。当钩锁被提起时，钩锁推动钩舌推铁 的一端，使它绕轴转动一定角度，其另一端则 拨动钩舌尾部，使钩舌张开成为全开状态。在 挂钩后，钩舌尾部又将它转回原位。 牵引缓冲装置 返回 （二）车钩的三态作用 车钩的三态即车钩工作时各零部件处于不同位 置，起着不同的作用，从而使车钩具有闭锁、 开锁和全开三个工作状态，称为车钩的三态作 用。所谓自动车钩就是具有自动连挂性能，且 有三态作用的车钩。 1闭锁位为机