论文部分内容阅读
摘 要：本文介绍了HXD1D型大功率交流传动快速客运机车转向架的结构特点、主要技术参数及转向架组装工艺流程，重点分析该型转向架的组装工艺难点以及采取的工艺措施。
关键词：客运机车;转向架;组装;工艺难点
1.前言
HXD1D型大功率交流传动快速客运机车是南车株洲电力机车有限公司自主研制，并具有国际先进水平的新一代六轴大功率交流传动客运电力机车。该机车转向架结构紧凑，互换性好，总功率分为7200kW，最高运行速度能达到160km/h。
2.转向架结构特点及主要技术参数
2.1转向架结构特点介绍
ZED160-Co型转向架采用Co-Co轴式，轮对驱动单元的牵引电机的布置采用顺置方式。HXD1D型大功率交流传动快速客运机车转向架主要由如下部分组成（见图1）。
1—牵引装置;2—脚蹬装置;3—轮缘润滑装置;4—轮对驱动装置;5—一系悬挂装置;6—基础制动装置;7—二系悬挂装置;8—构架;9—电机悬挂装置;10—附属装置;
图1 ZED160-Co型转向架结构总图
2.2转向架主要技术参数
表1 ZED160-Co型转向架主要技术参数
机车轴式 Co—Co
轨距/mm 1435
轴重/t 21
轴距/mm 2150+2000
机车最高运营速度/（km·h-1） 160
通过最小曲线半径/m 125（ν≤5km/h）
转向架总质量/t 28
牵引电机功率/kW 1224
轮径/mm 1250（新） 3.转向架组装工艺分析、工艺难点及采取的措施
3.1转向架组装工艺分析
根据改型转向架结构特点，其组装工艺主要由三部分构成：构架附件组装、驱动悬挂组装、转向架落车收尾。
在工艺方案制定过程中，需着重考虑部件结构特点和性能保障，另外装配过程中的干涉及重大部件的紧固件过扭都是工艺方案分析及制定的重要因素。
3.2转向架组装工艺难点及采取的措施
3.2.1 转向架牵引装置的组装
ZED160-Co型转向架的牵引装置采用推挽式低位单牵引杆（见图3），通过构架牵引横梁与车体连接。
牵引杆两端装有圆橡胶套筒关节，有效传递牵引力和制动力，并承受一定的冲击力。在转向架部分牵引装置的安装仅为转向架牵引座组装与构架的安装，但牵引座组装中的牵引外筒、牵引橡胶筒及牵引内筒的压装是装配工艺的难点之一。
根据工艺分析，牵引座组装的装配须先将牵引外筒与牵引橡胶筒装配，再将装配组件与牵引内筒装配形成牵引筒组件，最后将牵引筒组件与牵引座装配形成牵引座组件。
因牵引外筒与牵引橡胶筒装配、牵引内筒与牵引橡胶筒装配均为过盈配合，故须设计相应的辅助压装工装实现牵引外筒、牵引橡胶筒及牵引内筒的装配。
为此，我们根据牵引外筒、牵引内筒、牵引橡胶筒的相关尺寸，分别设了计牵引内筒及橡胶筒的压装、导向工装，利用油压机提供的垂直压力完成牵引座组件的装配。压装前，需彻底清洁零部件的接触面;在压装过程中，需对三个零部件的接触面涂抹润滑油，确保压装过程顺利进行。
在牵引内筒与牵引外筒、橡胶筒组件的压装过程中，根据技术要求，须保证牵引内筒底部任意一个M12螺孔与牵引外筒底部中线上的2个M20螺孔位于同一直线上。为此，我们根据牵引外筒的结构尺寸，设计制作了辅助定位工装，在压装前，按牵引内筒及牵引外筒的相对位置摆放正确，对牵引外筒加以固定、夹紧，防止在压装过程中发生相对位移，确保压装后牵引内筒、外筒的相对位置正确。
3.2.2 转向架落车
驱动系统装置（如图7）采用弹性架悬方式，是ZED160-Co型转向架的主要技术特点之一。
有别于传统的刚性架悬结构，在牵引电机一侧设置电机悬挂臂，通过橡胶关节安装在构架横梁上;另一侧通过悬挂梁和齿轮箱体上分别安装的带有橡胶关节的长吊杆悬挂于构架端梁（横梁）。长吊杆的存在，使得整个驱动单元相对于构架可以横向运动。为衰减驱动单元相对于构架的横向振动，在悬挂梁和构架间设置耦合减振器。
由于该转向架驱动装置采用弹性全架悬方式，电机悬挂座及长吊杆（电机摆杆）必须在转向架落成后方可与构架连接，导致转向架落车工序是整个转向架组装中过程最为复杂，难度最大的工序。
落车工艺过程：
（1）转向架落车前，须按照三位轮对驱动装置之间的轴距将三个轮对驱动装置摆放好，并且对车轮进行止动保护，防止落车过程中轮对溜滑。在轮对轴箱下部及电机下部位置，利用撑杆对轴箱及电机进行支撑，确保转向架构架落成后的状态能满足后续装配要求。
（2）将装配完附件的转向架构架与轮对驱动装置落车。在落车过程中，须将盘形制动器的夹钳开口距离调至最大，防止构架下落时与车轮干涉。在构架落至弹簧正上方时，须微调轴箱体倾斜角度，便于构架弹簧导向筒准确地进入弹簧。
（3）电机悬挂装置组装。先将电机悬挂座与电机连接;然后将电机悬挂座与构架连接;最后将电机悬挂横梁通过长吊杆与构架连接。
根据电机悬挂装置的组装工艺过程，须在天车的协助下至少使用三次天车才能将轮对驱动装置与构架连接。并且电机悬挂座自重较大，无法通过人力完成与电机的组装，且存在较大安全隐患。
为此，根据天车的起吊位置及电机悬挂座尺寸，设计了一套组合吊具，在天车协助下，一次性可以完成电机悬挂座与电机的组装，并且可以继续完成驱动装置的电机悬挂座与构架的连接。
在完成电机悬挂座与构架连接后，须再次使用天车起吊驱动单元上的电机悬挂横梁，通过长吊杆与转向架构架连接。
（4）将一系悬挂装置中的轴箱拉杆连接轴箱体与构架，安装轴箱起吊装置后，转向架落成。
4.结束语
通过对ZED160-Co型转向架组装工艺进行分析，以及针对上述工艺难点所采取的措施，有效地保证了转向架的设计性能要求，该转向架的研制将为我国在大功率客运电力机车转向架制造工艺、质量控制方面积累经验。
参考文献：
[1]陈国胜，李正光等.HXD1D型大功率交流传动快速客运机车转向架研制.电力机车与城轨车辆，2014年第3期.
[2]HXD1D型电力机车转向架检修手册.南车株洲电力机车有限公司，2014年4月.
[3]严隽耄，成建民.车辆工程[M].北京：中国铁道出版社，1992.
[4]刘霞.转K4型转向架组装工艺分析.铁道机车车辆，2004年6月，第24卷第3期.
关键词：客运机车;转向架;组装;工艺难点
1.前言
HXD1D型大功率交流传动快速客运机车是南车株洲电力机车有限公司自主研制，并具有国际先进水平的新一代六轴大功率交流传动客运电力机车。该机车转向架结构紧凑，互换性好，总功率分为7200kW，最高运行速度能达到160km/h。
2.转向架结构特点及主要技术参数
2.1转向架结构特点介绍
ZED160-Co型转向架采用Co-Co轴式，轮对驱动单元的牵引电机的布置采用顺置方式。HXD1D型大功率交流传动快速客运机车转向架主要由如下部分组成（见图1）。
1—牵引装置;2—脚蹬装置;3—轮缘润滑装置;4—轮对驱动装置;5—一系悬挂装置;6—基础制动装置;7—二系悬挂装置;8—构架;9—电机悬挂装置;10—附属装置;
图1 ZED160-Co型转向架结构总图
2.2转向架主要技术参数
表1 ZED160-Co型转向架主要技术参数
机车轴式 Co—Co
轨距/mm 1435
轴重/t 21
轴距/mm 2150+2000
机车最高运营速度/（km·h-1） 160
通过最小曲线半径/m 125（ν≤5km/h）
转向架总质量/t 28
牵引电机功率/kW 1224
轮径/mm 1250（新） 3.转向架组装工艺分析、工艺难点及采取的措施
3.1转向架组装工艺分析
根据改型转向架结构特点，其组装工艺主要由三部分构成：构架附件组装、驱动悬挂组装、转向架落车收尾。
在工艺方案制定过程中，需着重考虑部件结构特点和性能保障，另外装配过程中的干涉及重大部件的紧固件过扭都是工艺方案分析及制定的重要因素。
3.2转向架组装工艺难点及采取的措施
3.2.1 转向架牵引装置的组装
ZED160-Co型转向架的牵引装置采用推挽式低位单牵引杆（见图3），通过构架牵引横梁与车体连接。
牵引杆两端装有圆橡胶套筒关节，有效传递牵引力和制动力，并承受一定的冲击力。在转向架部分牵引装置的安装仅为转向架牵引座组装与构架的安装，但牵引座组装中的牵引外筒、牵引橡胶筒及牵引内筒的压装是装配工艺的难点之一。
根据工艺分析，牵引座组装的装配须先将牵引外筒与牵引橡胶筒装配，再将装配组件与牵引内筒装配形成牵引筒组件，最后将牵引筒组件与牵引座装配形成牵引座组件。
因牵引外筒与牵引橡胶筒装配、牵引内筒与牵引橡胶筒装配均为过盈配合，故须设计相应的辅助压装工装实现牵引外筒、牵引橡胶筒及牵引内筒的装配。
为此，我们根据牵引外筒、牵引内筒、牵引橡胶筒的相关尺寸，分别设了计牵引内筒及橡胶筒的压装、导向工装，利用油压机提供的垂直压力完成牵引座组件的装配。压装前，需彻底清洁零部件的接触面;在压装过程中，需对三个零部件的接触面涂抹润滑油，确保压装过程顺利进行。
在牵引内筒与牵引外筒、橡胶筒组件的压装过程中，根据技术要求，须保证牵引内筒底部任意一个M12螺孔与牵引外筒底部中线上的2个M20螺孔位于同一直线上。为此，我们根据牵引外筒的结构尺寸，设计制作了辅助定位工装，在压装前，按牵引内筒及牵引外筒的相对位置摆放正确，对牵引外筒加以固定、夹紧，防止在压装过程中发生相对位移，确保压装后牵引内筒、外筒的相对位置正确。
3.2.2 转向架落车
驱动系统装置（如图7）采用弹性架悬方式，是ZED160-Co型转向架的主要技术特点之一。
有别于传统的刚性架悬结构，在牵引电机一侧设置电机悬挂臂，通过橡胶关节安装在构架横梁上;另一侧通过悬挂梁和齿轮箱体上分别安装的带有橡胶关节的长吊杆悬挂于构架端梁（横梁）。长吊杆的存在，使得整个驱动单元相对于构架可以横向运动。为衰减驱动单元相对于构架的横向振动，在悬挂梁和构架间设置耦合减振器。
由于该转向架驱动装置采用弹性全架悬方式，电机悬挂座及长吊杆（电机摆杆）必须在转向架落成后方可与构架连接，导致转向架落车工序是整个转向架组装中过程最为复杂，难度最大的工序。
落车工艺过程：
（1）转向架落车前，须按照三位轮对驱动装置之间的轴距将三个轮对驱动装置摆放好，并且对车轮进行止动保护，防止落车过程中轮对溜滑。在轮对轴箱下部及电机下部位置，利用撑杆对轴箱及电机进行支撑，确保转向架构架落成后的状态能满足后续装配要求。
（2）将装配完附件的转向架构架与轮对驱动装置落车。在落车过程中，须将盘形制动器的夹钳开口距离调至最大，防止构架下落时与车轮干涉。在构架落至弹簧正上方时，须微调轴箱体倾斜角度，便于构架弹簧导向筒准确地进入弹簧。
（3）电机悬挂装置组装。先将电机悬挂座与电机连接;然后将电机悬挂座与构架连接;最后将电机悬挂横梁通过长吊杆与构架连接。
根据电机悬挂装置的组装工艺过程，须在天车的协助下至少使用三次天车才能将轮对驱动装置与构架连接。并且电机悬挂座自重较大，无法通过人力完成与电机的组装，且存在较大安全隐患。
为此，根据天车的起吊位置及电机悬挂座尺寸，设计了一套组合吊具，在天车协助下，一次性可以完成电机悬挂座与电机的组装，并且可以继续完成驱动装置的电机悬挂座与构架的连接。
在完成电机悬挂座与构架连接后，须再次使用天车起吊驱动单元上的电机悬挂横梁，通过长吊杆与转向架构架连接。
（4）将一系悬挂装置中的轴箱拉杆连接轴箱体与构架，安装轴箱起吊装置后，转向架落成。
4.结束语
通过对ZED160-Co型转向架组装工艺进行分析，以及针对上述工艺难点所采取的措施，有效地保证了转向架的设计性能要求，该转向架的研制将为我国在大功率客运电力机车转向架制造工艺、质量控制方面积累经验。
参考文献：
[1]陈国胜，李正光等.HXD1D型大功率交流传动快速客运机车转向架研制.电力机车与城轨车辆，2014年第3期.
[2]HXD1D型电力机车转向架检修手册.南车株洲电力机车有限公司，2014年4月.
[3]严隽耄，成建民.车辆工程[M].北京：中国铁道出版社，1992.
[4]刘霞.转K4型转向架组装工艺分析.铁道机车车辆，2004年6月，第24卷第3期.