第四章第四章 转向架转向架 §§4.1 概述概述 §§4.2 构架构架 §§4.3 轮对轮对 §§4.4 轴箱轴箱 §§4.5 弹簧装置弹簧装置 §§4.6 传动和电机悬挂装置传动和电机悬挂装置 第一节第一节 概述概述 一、转向架的作用一、转向架的作用 转向架是电力机车的重要组成部分它的作用是： 1、传力：在轮轨接触点产生牵引力、制动力，并将 其传给车钩 2、承重：承担机车上部的重量，并把重量均匀分配 给每个轮对 3、转向：在钢轨的引导下，实现机车路上运行 4、缓冲：缓和线路不平顺对机车的冲击，减少运行 中的动作用力及其危害 二、转向架的组成和分类二、转向架的组成和分类 1、组成：一般包括构架、轮对、轴箱、轴 箱悬挂装置，牵引电动机及其悬挂、齿轮 传动、基础制动装置等 2、分类 按轴数分为：两轴转向架、三轴转向架 按传动方式分为：独立传动、组合传动 （又叫单电机传动） 三、转向架力的传递三、转向架力的传递 1、垂向力的传递 机车上部重量→车体 支承装置→转向架构 架→轴箱弹簧悬挂装 置→轴箱→轮对→钢 轨 2、纵向力的传递（牵引力或制动力） 轮轨接触点产生牵引力或制动力→轮对→ 轴箱→轴箱拉杆→转向架构架→牵引装置 →车体底架→缓冲器→车钩。
3、横向力的传递 钢轨对轮对的侧压力→轮对→轴箱→轴箱 拉杆→转向架构架→车体支承装置→车体 底架→机车上部 四、机车轴重、单轴功率和结构速度四、机车轴重、单轴功率和结构速度 1、轴重 机车在静止状态下，每根轮对压在钢轨上的重量， 称为轴重轴重越大，机车的黏着牵引力也越大， 而轴重越大，机车运行中对线路的破坏性也越大 2、单轴功率 机车每根轮轴所能发挥的功率，称为单轴功率 3、结构速度 转向架在结构上所允许的机车最大运行速度，称 为机车的结构速度 几种电力机车的主要技术参数几种电力机车的主要技术参数 车型 项目 SS3B SS4G SS7 SS8 SS9 轴列式 C0-C0 2(B0-B0) B0-B0-B0 B0-B0 C0-C0 机车总重量 138 t 184 t 138t 88t 126t 轴重 23t 23t 23t 22t 21t 机车功率（持续 制） 4320kW 6400kW 4800kW 3600kW 4800kW 机车最大速度 100km/h 100km/h 100km/h 170 km/h 170 km/h 机车持续速度 48km/h 51.5km/h 44km/h 100 km/h 99 km/h 起动牵引力 490kN 628kN 485kN 210kN 286kN 持续牵引力 316.7kN 436.5kN 351kN 126kN 169kN 第二节第二节 构架构架 一、转向架构架作用、组成及分类一、转向架构架作用、组成及分类 1、转向架的作用和要求 构架是转向架连接的基体，也是承载的基体。
转向架构架必须有足够的强度和刚度；各梁的 尺寸、各种附件的组装位置必须精确；重量轻， 结构紧凑；运行中须常检查，特别是焊缝处 2、转向架构架的分类 （1）按设计和制造工艺分为铸钢构架和焊接构架 焊接构架又分为钢板焊接构架和压型钢板焊接构 架 （2）按轴箱定位方式分为有导框式和无导框式构 架 （3）按结构形式分为封闭式和开口式构架封闭 式构架又有“日”字形和“目”字形构架 二、二、SS4改型电力机车转向架构架改型电力机车转向架构架 1、侧梁、侧梁 SS4改型电力机车侧梁是钢板焊接箱形封闭截面，分左右 各一根，形状为倒“凸”形梁，梁体上焊装有弹簧座、圆 弹簧拉杆座、拉杆座、定位块、吊座和端板等零部件 2、前后端梁、前后端梁 前端梁上有端梁体和牵引装置三角形撑杆固定上 支座，端梁体为无缝钢管，支座为普通铸钢件 后端梁采用一根无缝钢管，无其他部件 3、牵引梁、牵引梁 SS4改型电力机车牵引梁为蝶形箱式梁体它由 上下盖板、定位销、电机悬挂吊座、筋板、隔板、 立板和套等焊接而成 4、附属部件、附属部件 附属部件包括旁承座、横向油压减振器座、摩擦 减振器座、垂向油压减振器座和接地台 5、砂箱装置、砂箱装置 为了提高机车黏着，通过撒砂装置向钢轨轨面撒 砂，防止轮对空转和踏面擦伤。
砂箱装置由砂箱、 砂箱盖、支架和排石器等组成 S S 8 构 架 S S 9 构 架 分析分析 SS8、、 SS9 型电型电 力机力机 车转车转 向架、向架、 构架构架 特点特点 第三节第三节 轮对轮对 轮对是机车走行部中最重要的部件之一 机车的全部重量都通过轮对传给钢轨；牵 引电动机的轨距通过轮对作用于钢轨，产 生牵引力；当轮对沿着钢轨运动，在通过 钢轨接头、道岔、辙叉、及线路的各种不 平顺处时，刚性地承受冲击力；轮对组装 时，会产生很大的组装应力轮对是机车 安全运行的必要条件 一、轮对的组成和组装工艺一、轮对的组成和组装工艺 轮对一般由车轴、车轮和传动大齿轮组成，车轮 又分为轮箍和轮心 SS4改型电力机车轮对由一根车轴、左右两个轮 心、两个轮箍及两个大齿轮组成 车轴用JZ车轴钢锻制而成分为轴颈、防尘座、 轮座、抱轴颈和中间轴身部分 轮心在轮轨接触点产生牵引力、制动力，并将其 传给车钩 轮心为辐板式长毂轮心材料为ZG230-450，质 量为370kg 轮箍由轮箍钢轧制而成 轮对组装工艺：轮对各部件之间都采用过盈配合，用热套 装、冷压装或注油装的方式紧紧地装在一起 SS4改型轮对组装时，先把大齿轮冷压装到轮心上（长轮 毂部分），再把轮心注油压装到车轴上，最后把轮箍热套 装到轮心上。
二、车轴的受力和破坏二、车轴的受力和破坏 车轴承受的载荷相当复杂：有由于垂直载荷而引 起的弯矩；有曲线运动时轮轨侧压力引起的弯矩； 有某侧车轮发生滑行时引起的扭矩；线路的冲击， 簧上部分的振动，制动力作用等，都要产生附加 载荷 由于车轴所受的主要应力都是交变的，所以多数 车轴的折损是由于疲劳裂纹引起的车轴断裂多 发生在：轴颈的圆根部、轮座的内侧、抱轴颈的 圆根部车轴的疲劳裂纹和折断，是车轴各种破 坏中后果最严重的 为了减轻车轴的疲劳破坏，可采取下列措施： 锻造车轴钢坯应进行人工时效处理，待内应力消除后 再进行机械加工； 加工成型的车轴表面应有高的表面粗糙度； 不同直径的过渡部分，要有尽可能大的过渡圆弧，以 减小应力集中，车轴正火热处理后进行试样检查； 对车轴表面进行滚压强化处理，使表层金属材料更加 密致，提高抗疲劳能力等等 三、轮心各部分名称及分类三、轮心各部分名称及分类 轮心是车轴的主体，它的外周装设轮箍，中心安 设车轴轮心由下列部分组成： 轮毂：轮心上和车轴压装的部分 轮辋：轮心上与轮箍套装的部分 轮辐：轮毂与轮辋之间的部分 轮心一般用优质钢铸造成整体，在铸成后，要用 退火和正火等热处理方法消除内应力。
辐板式轮心：重量轻、弹性好，但强度差 轮心 轮条式轮心：重量大、内应力大，易断裂 箱式轮心：重量轻、强度大，具有一定弹性 轮心又可分为：长毂轮心、短毂轮心 四、轮箍四、轮箍 轮箍是车轮直接在钢轨上滚动运行的部分 （“红套”） 1、轮箍的外形 轮箍的外形是一个 带凸缘的圆环，它 是与钢轨直接接触 的部分，由轮缘和 踏面组成 踏面制成1：20及1：10斜度而成圆锥形的理由如下： （1）机车在曲线上运行时，外轮沿外轨走行的距离大于内轮 沿内轨走行的距离 （2）踏面具有锥度后，轮对在直线上运行时，会因两轮以不 同直径的圆周运动，产生轮对自动滑向轨道中心的倾向，形成 轮对的蛇行运动 （3）斜度1：20的一段踏面，是经常与钢轨顶面接触的，因 而磨耗较快 2、关于低斜度锥形踏面及磨耗形踏面 磨耗形踏面的主要优缺点： 优点：延长了旋轮里程，减少了旋轮时的车削量； 在同样的轴重下，接触面积增大，接触应力较小； 减少了曲线运行时的轮缘磨耗；减少了踏面磨耗 五、整体碾钢车轮五、整体碾钢车轮 目前生产的电力机车多倾向于采用整体碾钢车轮 的原因： 1、随着机车运行速度的大幅度提高，车轮高速转 动的离心力对轮箍产生的应力往往有可能破坏轮 箍的结合强度。
2、随着塑料闸瓦的使用推广，闸瓦传热散热不良 将引起制动时的轮箍温升过高 3、对某些采用空心轴传动的电机全悬挂机车，轮 心辐板要开设穿入连杆轴销或空心轴拐臂的孔， 辐板强度被削弱，难以保证轮箍与轮心的配合强 度 对照分析SS8、SS9机车的轮对 第四节第四节 轴箱轴箱 一、轴箱定位的方式一、轴箱定位的方式 1、轴箱定位的概念 轴箱与转向架构架的连接方式，称为轴箱定位 对轴箱定位的要求是：应保证轴箱能够相对于转 向架构架在机车运行中作垂直跳动，以保证弹簧 装置能够充分发挥其缓和冲击的作用；在机车通 过曲线时，轴箱应当能够相对于转向架构架作小 量的横动，有利于机车几何曲线通过；在机车纵 向则要求有较大的刚度，保证牵引力、制动力的 传递 2、轴箱定位方式的分类轴箱定位方式的分类 轴箱定位分为有导框定位和无导 框定位两类无导框轴箱定位目 前常用的有：轴箱拉杆定位和八 字形橡胶堆式轴箱定位 （（1）有导框轴箱定位）有导框轴箱定位 在构架的侧梁下面设轴箱导框， 在轴箱体的前后两侧设有导槽， 轴箱上的导槽与构架上的导框配 合滑动，组成导框定位 （2）八字形橡胶堆式轴箱定位 也称人字形橡胶弹簧轴箱定位，这种定位方式在 每一轴箱的前后侧各装一个金属橡胶夹层弹簧， 一端与转向架构架固结，另一端与轴箱体固结。
优点是：重量轻，结构简单，能吸收音频振动， 运行中没有噪音，不存在磨耗等 （3）轴箱拉杆定位 又称阿尔斯通式轴箱定位在轴箱体的前后两侧， 伸出高低不同的两个轴箱耳，各连接一根轴箱拉 杆通过轴箱拉杆，将轴箱与转向架侧梁下焊接 的轴箱拉杆座连接起来轴箱拉杆两端处装有橡 胶套，销子两端有橡胶垫 优点是：没有磨耗件，不需要润滑，减少 了保养工作量；有一定的横向刚度，轮对 不能自由横动，有利于改善运行中的蛇行 运动，轮缘磨耗较小；轴箱与构架的弹性 连接具有缓和冲击和隔音作用；橡胶件起 到了降低动作用力，提高运行平稳性的作 用，运行中没有噪音；不影响一系弹簧悬 挂的单独设计，更易推广 二、轴箱拉杆二、轴箱拉杆 SS4改型电力机车轴箱拉杆由连杆体、长拉杆、 短拉杆、橡胶圈、端盖、橡胶端垫组成 三、三、SS4改型电力机车轴箱改型电力机车轴箱 S S 9 电电 力力 机机 车车 轴轴 箱箱 。