項(xiàng)目三

機(jī)車轉(zhuǎn)向架【知識(shí)目標(biāo)】1.掌握機(jī)車軸箱的作用與結(jié)構(gòu)。2.掌握機(jī)車軸箱定位方式。3.掌握HXD3型電力機(jī)車軸箱結(jié)構(gòu)和定位方式。4.掌握HXD1型電力機(jī)車軸箱結(jié)構(gòu)和定位方式。5.熟悉SS4G型電力機(jī)車軸箱結(jié)構(gòu)和定位方式。6.了解HXN3B型內(nèi)燃機(jī)車軸箱結(jié)構(gòu)和定位方式。7.了解DF4B型內(nèi)燃機(jī)車軸箱結(jié)構(gòu)和定位方式。任務(wù)三：軸箱裝置一、軸箱的功能

軸箱組裝是機(jī)車轉(zhuǎn)向架最重要的部分之一，安裝在車軸兩端軸頸上聯(lián)結(jié)輪對(duì)和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。其作用是把車體重量和載荷傳遞給輪對(duì)，潤(rùn)滑軸頸，減少摩擦，降低運(yùn)行阻力，并將來自輪對(duì)的牽引力、制動(dòng)力、橫向力等傳遞至轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上去的部件，它是連接構(gòu)架與輪對(duì)的活動(dòng)關(guān)節(jié)。同時(shí)，通過軸承將車輪的滾動(dòng)轉(zhuǎn)化為車體的平動(dòng)，并為轉(zhuǎn)向架軸端設(shè)備（如接地裝置、速度傳感器及軸溫報(bào)警裝置等）提供安裝接口。任務(wù)三：軸箱裝置二、軸箱裝置組成

滾動(dòng)軸承軸箱裝置通常由軸箱體、前后軸箱蓋、滾動(dòng)軸承、密封裝置及其他零件組成。所用滾動(dòng)軸承有圓柱、圓錐和球面三種，其中球面滾動(dòng)軸承承受軸向載荷較好，但要求尺寸較大，不利于減輕簧下重量，且制造成本較高，檢修不便，因而近年來采用較少。中國鐵路在客車上采用圓柱式或圓錐式滾動(dòng)軸承軸箱裝置，在柴油汽車和電力機(jī)車上主要也采用這種軸箱裝置。在客車上，軸向力靠軸承內(nèi)外圈上的擋邊承受，而在機(jī)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。任務(wù)三：軸箱裝置任務(wù)三：軸箱裝置圖3-36密封式圓錐滾動(dòng)軸承軸箱裝置1-97726軸承；2-密封罩；3-密封圈；4-前蓋；5-密封圈；6-后擋；7-車軸；8-防松片；9承載鞍；10-螺堵；11-螺栓三、軸箱定位方式軸箱與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的連接方式稱為軸箱定位，它的結(jié)構(gòu)與性能對(duì)機(jī)車運(yùn)行品質(zhì)有很大影響。由于軸箱位置決定了輪對(duì)的位置，所以軸箱定位起到了固定軸距和限制輪對(duì)活動(dòng)范圍的作用。對(duì)軸箱定位的要求：①應(yīng)保證軸箱能相對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在機(jī)車運(yùn)行中作垂向跳動(dòng)，使彈簧裝置充分發(fā)揮緩和沖擊的作用；②在機(jī)車通過曲線時(shí)，軸箱應(yīng)當(dāng)能夠相對(duì)于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架作小量的橫動(dòng)，有利于機(jī)車幾何曲線通過；③在機(jī)車縱向有較大的剛度，保證牽引力和制動(dòng)力的傳遞。由上可知，軸箱定位，是要保證軸箱按運(yùn)行的需要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奈灰疲诓煌姆较?，位移的?shù)值有不同的要求。常見的定位方式有無導(dǎo)框定位和有導(dǎo)框定位，導(dǎo)框定位曾經(jīng)是機(jī)車、客貨車輛軸箱定位的唯一方式，現(xiàn)在仍在一些機(jī)車，尤其是車輛是哪個(gè)大量使用。隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)向架技術(shù)上的進(jìn)步，取消了轉(zhuǎn)向架上的軸箱導(dǎo)框，出現(xiàn)了無導(dǎo)框軸箱定位，無導(dǎo)框定位分八字形橡膠堆式定位和軸箱拉桿定位。任務(wù)三：軸箱裝置（一）有導(dǎo)框軸箱定位在構(gòu)架側(cè)梁下面設(shè)軸箱導(dǎo)框，在軸箱體前后兩側(cè)設(shè)導(dǎo)槽，軸箱上的導(dǎo)槽與構(gòu)架上的導(dǎo)框配合滑動(dòng)，組成導(dǎo)框定位。軸箱在導(dǎo)框內(nèi)要導(dǎo)框上下移動(dòng)，也能在導(dǎo)框與導(dǎo)槽間隙允許的范圍內(nèi)適當(dāng)擺動(dòng)，使輪對(duì)有一定的橫動(dòng)量。為了加固軸箱導(dǎo)框，并防止軸箱脫出，在導(dǎo)框下面，安裝軸箱托板。為了便于檢修，在構(gòu)架導(dǎo)框與軸箱導(dǎo)槽的摩擦面上，裝設(shè)耐磨的襯板，并且經(jīng)常加注潤(rùn)滑油，磨耗到限的襯板，應(yīng)及時(shí)更換。導(dǎo)框定位方式的缺點(diǎn)是：摩擦面磨耗嚴(yán)重、增加了檢修工作量和檢修成本；運(yùn)用中需經(jīng)常加注油潤(rùn)滑，維護(hù)保養(yǎng)難度大；橫向位移無彈性，不利于降低輪軌之間的動(dòng)作用力，動(dòng)力曲線通過性能不好。任務(wù)三：軸箱裝置圖3-37有導(dǎo)框軸箱定位1-構(gòu)架側(cè)梁；2-軸箱導(dǎo)框；3-軸箱；4-托鐵；5-襯板（二）八字形橡膠堆式軸箱定位八字形橡膠堆式軸箱定位，也稱人字形橡膠彈簧軸箱定位，這種軸箱定位方式。在每軸箱體前后兩側(cè)各裝一個(gè)金屬橡膠夾層彈簧，一端與構(gòu)架固結(jié)，另一端與軸箱體固結(jié)。既能支承上部重量，起軸箱彈簧作用，又可彈性地傳遞縱向力和橫向力。使軸箱相對(duì)構(gòu)架有較大的上下方位的位移，而它的縱、橫向有適宜的剛度，以實(shí)現(xiàn)良好的彈性定位。優(yōu)點(diǎn)是重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能吸收音額振動(dòng)，運(yùn)行中無噪聲，不存在磨耗等。缺點(diǎn)是性能不夠穩(wěn)定、受溫度影響大、制造工藝復(fù)雜。任務(wù)三：軸箱裝置（三）拉桿式軸箱定位

拉桿式軸箱定位是目前各國認(rèn)為比較先進(jìn)可靠的、采用較普通的一種無導(dǎo)框軸箱定位方式，它最早由法國阿爾斯通公司設(shè)計(jì)制造，所以又稱為阿爾斯通式軸箱定位。

在軸箱體的前后兩側(cè)，伸出高低不同的兩個(gè)軸箱耳，各連接一根軸箱拉桿，通過軸箱拉桿,將軸箱與轉(zhuǎn)向架側(cè)梁下焊接的軸箱拉桿座連接起來。軸箱拉桿兩端處裝有橡膠套，銷子兩端有橡膠墊。為滿足軸箱垂向位移的需要，兩根軸箱拉桿設(shè)計(jì)成高低不同的位置，這種結(jié)構(gòu)稱為雙扭動(dòng)式拉桿結(jié)構(gòu)。因?yàn)槔瓧U在縱向上剛度很大，伸縮較小，如果將兩根拉桿處于同一高度，軸箱垂向位移勢(shì)必因拉桿長(zhǎng)度不能變化而受到極大的限制。把兩根拉桿安排成一高一低，就可以在拉桿長(zhǎng)度不變的條件下,允許軸箱上下跳動(dòng)。軸箱在垂向位移時(shí)還伴隨一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，不過這種轉(zhuǎn)動(dòng)是完全無礙的。任務(wù)三：軸箱裝置任務(wù)三：軸箱裝置圖3-39拉桿式軸箱定位優(yōu)點(diǎn)是無磨耗件，不需要潤(rùn)滑，減少了保養(yǎng)工作量；有一定的橫向剛度，輪對(duì)不能自由橫動(dòng)，有利于改善蛇行運(yùn)動(dòng)，輪緣磨耗較??；軸箱與構(gòu)架的彈性連接具有緩和沖擊與隔音作用；橡膠件起到了降低動(dòng)作用力，提高運(yùn)行平穩(wěn)性的作用，運(yùn)行中沒有噪音。缺點(diǎn)是由于拉桿的約束，使I系彈簧懸掛的剛度有所增加。四、HXD3型機(jī)車軸箱裝置（一）軸箱一系懸掛系統(tǒng)由六套四種軸箱裝配組成，如圖3-40所示，四種軸箱的結(jié)構(gòu)基本相同。不同的是：軸箱（一）裝有接地裝置和垂向減振器；軸箱（二）裝有接地裝置；軸箱（三）裝有垂向減振器；軸箱（四）裝有速度傳感器。軸箱采用單拉桿與轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架彈性相連，把機(jī)車簧上部分的重量傳遞給輪對(duì)，同時(shí)將來自輪對(duì)的牽引力、制動(dòng)力、橫向力等傳遞到構(gòu)架上。任務(wù)三：軸箱裝置圖3-40HXD3型機(jī)車軸箱任務(wù)三：軸箱裝置（二）軸箱軸承軸箱軸承采用FAG公司生產(chǎn)的軸承單元,這種軸承單元在制造廠已經(jīng)填充了潤(rùn)滑脂﹐并且整體密封。在組裝時(shí)采用專用壓裝設(shè)備將軸承整體壓裝到車軸上,不需解體。軸承的免維護(hù)周期可達(dá)100萬公里,排除了由于軸承組裝、潤(rùn)滑和清潔度等問題影響軸承的正常使用壽命?？紤]到機(jī)車在線路上的運(yùn)行狀態(tài),兩個(gè)端軸和中間軸分別采用兩種游隙的軸承,組裝后兩個(gè)端軸的軸承游隙為士(0.3～0.6)mm,中間軸的軸承游隙為士15mm。當(dāng)機(jī)車運(yùn)行到一定里程或是由于其他原因機(jī)車必須進(jìn)行檢修時(shí),需落車將構(gòu)架和輪對(duì)解體,對(duì)軸承進(jìn)行旋轉(zhuǎn)檢查,觀察軸承是否存在卡滯、異音，軸承游隙是否明顯的變化，運(yùn)行過程中是否出現(xiàn)過熱或溫度報(bào)警,潤(rùn)滑劑是否嚴(yán)重泄漏,密封件是否破損,軸承外圈是否出現(xiàn)裂紋等異常現(xiàn)象。若沒有上述異?，F(xiàn)象,軸承不必從車軸上拆下。否則需由有關(guān)部門確定軸承是否必需從車軸上拆下以及進(jìn)一步的處理方法和措施。若由于其他原因軸承必須從從車軸上拆下,軸承則需送到專用的軸承安裝車間進(jìn)行解體、清洗、檢查和必要的修復(fù)。五、HXD1型機(jī)車軸箱裝置HXD1型機(jī)車軸箱采用的是整體式圓錐滾動(dòng)軸承,型號(hào)為SKF1639479-03，它便于控制軸箱橫動(dòng)量和保證軸承油脂不泄露,實(shí)現(xiàn)120萬km免維護(hù)﹔軸箱安裝有接地裝置、速度傳感器、防滑速度傳感器(如圖3-42、圖3-43所示)。任務(wù)三：軸箱裝置圖3-42軸箱組裝（帶速度傳感器）圖3-43軸箱組裝（帶接地裝置）軸箱采用單側(cè)軸箱拉桿定位；軸箱拉桿兩端采用球形橡膠關(guān)節(jié),由于橡膠關(guān)節(jié)徑向剛度大,回轉(zhuǎn)剛度小,因而使軸箱縱向具有較大的定位剛度,并可使軸箱相對(duì)構(gòu)架能自由的沉浮及繞本身軸線回轉(zhuǎn)。該種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,且可實(shí)現(xiàn)一系縱向、橫向彈性參數(shù)相對(duì)獨(dú)立。任務(wù)三：軸箱裝置六、SS4G型機(jī)車軸箱裝置（一）軸箱拉桿SS4G型電力機(jī)車軸箱采用獨(dú)立懸掛，彈性定位拉桿式結(jié)構(gòu)。軸箱拉桿由連桿體、長(zhǎng)拉桿、短拉桿、橡膠圈、端蓋、橡膠端墊組成，如圖3-45所示。任務(wù)三：軸箱裝置圖3-45SS4G型電力機(jī)車軸箱拉桿1-止塊；2-端蓋；3-連杠體；4-橡膠圈；5-橡膠端墊；6-拉桿（二）軸箱組裝SS4G型電力機(jī)車軸箱主要由前、后蓋、軸箱體、短圓柱滾子軸承、密封環(huán)、接地棒、軸圈和擋板等組成，如圖3-46所示。任務(wù)三：軸箱裝置圖3-46SS4G型電力機(jī)車軸箱組裝1-軸箱體；2-吊耳；3-銷軸；4-軸圈；5-后蓋；6-密封環(huán)；7-擋圈；8-軸承；9-隔環(huán)；10-軸承；11-密封環(huán)；12-前蓋；13-擋板；14-外蓋；15-防空轉(zhuǎn)傳感器七、HXN3B型機(jī)車軸箱裝置（一）軸箱拉桿軸箱采用單側(cè)軸箱拉桿定位,軸箱拉桿長(zhǎng)度為660mm,軸箱拉桿兩端采用球型橡膠關(guān)節(jié),和軸箱彈簧一起實(shí)現(xiàn)軸箱定位。結(jié)構(gòu)見圖3-47所示。任務(wù)三：軸箱裝置軸箱拉桿橡膠關(guān)節(jié)是由橡膠經(jīng)一定工藝硫化在鋼制芯軸上，其性能指標(biāo)如下：徑向剛度 75±15%KN/mm最大偏轉(zhuǎn)角 3°最大扭轉(zhuǎn)角 7.5°（二）軸箱構(gòu)成1、軸箱裝配軸箱裝配與轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架彈性相連，把機(jī)車簧上部分的重量傳遞給輪對(duì)，同時(shí)將來自輪對(duì)的牽引力、制動(dòng)力、橫向力等傳遞到構(gòu)架上。軸箱采用獨(dú)立懸掛，軸箱相對(duì)構(gòu)架的上、下和橫向移動(dòng)，靠軸箱彈簧、橡膠元件的彈性變形來獲得。軸箱是一個(gè)剖分式的結(jié)構(gòu),由上、下兩部分組成,前蓋、橫向止擋與上箱體集成在一起，軸箱體提供軸承安裝界面，傳遞垂向和縱向載荷。軸箱底蓋起到起吊輪對(duì)以及加強(qiáng)軸箱裝配強(qiáng)度的作用。任務(wù)三：軸箱裝置任務(wù)三：軸箱裝置2、橫向止擋橫向止墊是一個(gè)具有適當(dāng)剛度的粘接橡膠墊，它和尼龍墊形成了接觸面，傳遞軸箱至構(gòu)架的橫向力。橫向止墊和尼龍墊間留有2mm名義間隙。橫向止墊是被安裝在軸箱體前板上，檢查、拆下、更換都不需要落輪。八、DF4B型機(jī)車軸箱裝置（一）軸箱DF4B型機(jī)車采用拉桿定位式滾動(dòng)軸承軸箱。這種無導(dǎo)框式滾動(dòng)軸承軸箱適用于大功率、高速內(nèi)燃機(jī)車。軸箱通過上下軸箱拉桿與構(gòu)架相連接。一系彈簧的支座和軸箱體鑄成一體，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。軸箱拉桿兩端都配有橡膠襯套和橡膠墊，通過橡膠元件的彈性變形使軸箱相對(duì)于構(gòu)架在垂向和橫向獲得彈性移動(dòng)量。軸箱與構(gòu)架間沒有摩擦面，不存在磨耗，無需潤(rùn)滑。輪對(duì)不能自由橫動(dòng)，有利于改善蛇行運(yùn)動(dòng)。依靠橡膠元件的徑向、軸向及扭轉(zhuǎn)的變形能實(shí)現(xiàn)各個(gè)方向的良好緩沖作用。軸箱由軸箱體、前后端蓋、滾動(dòng)軸承、緩沖支承及軸箱拉桿等組成（如圖3-50所示）。由圓彈簧傳來的垂直力經(jīng)過軸箱體頂部傳至滾動(dòng)軸承和車軸；由車軸傳來的牽引力和制動(dòng)力，經(jīng)過滾動(dòng)軸承和箱體傳至軸向拉桿和構(gòu)架。任務(wù)三：軸箱裝置（二）軸箱拉桿軸箱拉桿由拉桿體、長(zhǎng)、短心軸、橡膠圈、橡膠墊和端蓋等組成。心軸兩端制成梯形截面，靠M20的螺栓緊固在軸箱和構(gòu)架上的拉桿座梯形槽里，梯形槽斜度為1∶10。緊固后心軸與梯形槽底面的間隙應(yīng)在1~4mm內(nèi)，以保證拉桿多次拆檢后，斜面仍能很好接觸，并不致使螺栓承受剪切力。拉桿體一端大一端小，大端孔內(nèi)裝兩個(gè)橡膠圈，用長(zhǎng)心軸與構(gòu)架拉桿座連接，小端孔內(nèi)裝一個(gè)橡膠圈，用短心軸與軸箱拉桿座連接。為避免橡膠圈在壓裝和工作時(shí)滑動(dòng)，所以拉桿孔內(nèi)加T.得較粗糙。橡膠墊被端蓋壓裝在拉桿體兩端側(cè)面，端蓋和心軸又用卡環(huán)作徑向固定，這樣由橡膠圈和橡膠墊構(gòu)成了拉桿兩端的橡膠關(guān)節(jié)。由于橡膠元件的變形，保證了軸箱可相對(duì)于構(gòu)架在各方向的位移，同時(shí)橡膠元件對(duì)變形有一定的扭轉(zhuǎn)剛度和橫向剛度，扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)軸箱上下跳動(dòng)有緩沖作用，橫向剛度有限制軸箱橫動(dòng)量的作用。為增加橡膠墊剛度，在硫化處理時(shí)中閭粘合一塊厚1.5mm的鋼板，組裝時(shí)用端蓋將其壓在拉桿體上，用卡環(huán)卡住，橡膠墊壓縮撓度為2mm。為使