快速货运电力机车转向架技术探讨 王铁钧

发表时间:2020/6/11   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:王铁钧
[导读] 摘要:随着我国科学技术的不断发展,人们的生活水平也在不断提高,大数据时代下的电子商务发展迅速,不论是农副产品、生鲜产品还是家具家电、精密仪器,都开始了全国性范围下的配送服务,与此同时也推动了我国快速货运电力机车相关技术的不断发展。
        中车大连机车车辆有限公司  辽宁大连  116000
        摘要:随着我国科学技术的不断发展,人们的生活水平也在不断提高,大数据时代下的电子商务发展迅速,不论是农副产品、生鲜产品还是家具家电、精密仪器,都开始了全国性范围下的配送服务,与此同时也推动了我国快速货运电力机车相关技术的不断发展。文章将会对我国快速货运电力机车转向架技术的现状进行分析,就其技术特点和未来发展做出探讨。
        关键词:快速;货运;电力机车;转向架;技术
        在我国目前担任主要货运牵引动力的基本都是较大功率的电力机车,其特点为轴重在23吨以上,最高速度在120km/h以内,牵引电机抱轴悬挂、悬挂系统主要以钢弹簧为主,轴功率在1200以上。开展当前快速货运电力机车转向架技术的探讨,可以有助于提升我国铁路的货运速度,为我国快速货运电力机车的发展有现实意义。
        一、我国快速货运电力机车对于转向架的现状
        我国快速货运电力机车目前需要提升的方面为运行速度,进而对货运电力机车的运输效率进行整体的加强。为了加强与其他物流行业的竞争实力,需要从快速货运电力机车的运行速度方面做出改革,而快速货运电力机车的转向架就是为了满足快捷速货运需求配置的,因此在相关轴重参数的设定上需要同时考虑运输重点和运输速度,在为客户降低成本的同时还能使运输过程中获得的效益达到最大。
        根据数据结果显示,快速货运电力机车轴重在21吨左右是比较合理的,跟客运机车相比轴重较大可以增大运输量,跟普通的货运机车相比轴重较小,速度的提升上有较大优势。我国交流电传动技术在经济的推动下获得了发展的机会,因此与之相关联的大功率交流传动电机在应用技术上也得到了较好的发展。交流传动牵引电机与直流传动牵引电机相比,有着牵引功率和体积上的优势,而且随着我国科学技术的不断发展,新型材料和工艺技术的使用都将为机车转向架设计提供多样化的选择,不论是电机的功率还是安装过程中的空间控制都能得到优化。由此可见,快速货运电力机车在传动上的选择应当是大功率的交流方式,这不仅可以提高快速货运电力机车的舒适性和安全性,还能在质量较轻时使用全悬挂的结构,满足其对于效率的需求。
        二、我国快速货运电力机车对于转向架的特点
        为了提高快速货运电力机车的速度,科学的降低簧下质量能够为其提供有效的动能支持,在电机配置的选择上应当采取全悬挂模式,而目前我国快速货运电力机车使用的牵引电机大部分是使用刚性全悬挂的模式,还有一种不常见的全悬挂方式为弹性悬架。弹性悬架是在将电机悬挂臂设置在牵引电机的一侧,同具备弹性的橡胶关节安装在横梁上,悬架的另一半分别在悬梁和齿轮箱上设置连接橡胶关节长吊杆,而长吊杆的作用在于可以让驱动朝着横向进行运动。为了降低弹性悬架驱动单元的横向运动趋势,需要在构架之间设置耦合减震器。


        我国的快速货运电力机车转向架的传动结构一般是采取齿轮空心的轴心连杆组成,为了提高机车的速度,转向架的传动轴承需要进行润滑,润滑油随着齿轮的转动流入到轴承内部,使轴承的工作范围可以更大,不仅能够承受较高的温度,还能对地理环境和气候因素有一定的适应能力。一般情况下,快速货运电力机车的构架会采取目字形的焊接形式,由一定数量的横梁、侧梁和端梁组成,每一条梁都是用较为轻质的板焊接而成。侧梁一般是采取直梁的结构模式,并且要附加安装减震和挡座等配件。在转向架的构成中,构架是其安装各种部件的基础,还要承担各部件在传动过程中造成的负荷,因此强化构架是在设计转向架过程中的重点,尽量将强度和刚度的设计进行平衡,保障构件在运行过程种处于受力均匀的状态下,在保障构架本身承重、刚度和强度的基础上,尽可能的降低构架本身的重量。
        快速货运电力机车使用的车辆应当符合EN标准,采用的材质为钢制,外观直径为1250mm,在磨损下最高限度直径为1150mm。为了提高快速货运电力机车制动盘的安全空间使用效率,车轮两侧一般都会设计凹塌一部分,以减轻车轮本身的重量,在对车轮的重点和结构进行优化之后,还可以采取有限元疲劳的计算方式对车轮的动应力进行评估,使其可以满足车轮在使用过程中的承受能力。车轴的设计部分也可以参与到减重的优化上,很多厂家会使用空心车轴,不仅可以满足降低机车簧下重量的目的,还能通过EN标准的核验。车辆齿轮传动系统的主要构成部分由三个,分别是承载式齿轮箱、轴承和齿轮,轴承可以根据轴承座的位置固定在齿轮箱上,并且可以承载整个齿轮结构的负荷重量。为了降低重量提高运行速度,一部分厂家的齿轮箱会使用铝制的铸造结构,并且在使用前对齿轮的称重强度进行具体计算和分析。
        根据调查结果显示,国内外的交流传动电力机车基础制动情况为速度不低于120km/h,很多厂家也会采取轮盘的方式改善制动模式,在不影响质量的情况下快速货运电力机车基础制动方式应当将散热当做重点部分,同时采取对车轮踏面无损伤的轮盘制动技术,确保快速货运电力机车在规定的坡道上安全停放。转向架拟采用当前和谐系列交流传动机车及内燃机车成熟应用的6A在线监控诊断系统,其子系统—走行部安全监测系统,对轴箱轴承、齿轮箱传动轴承、电机轴承的温度、温升及冲击,车轮踏面、齿轮冲击进行在线故障诊断、检测和预警功能,充分保证机车的运行安全可靠。
        结束语
        综上所述,大功率交流传动快速客运电力机车近年来在我国已得到了快速发展,技术已趋成熟,其转向架主要部件可借鉴快速客运电力机车转向架,以达到简统化的目的。相关企业应当根据实际情况对快速货运电力机车转向架进行技术革新,确保安全的情况下,使其在运行中的速度和承重得到进一步提升。
        参考文献
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        [3]陈喜红,陈又专,黄勇明,陈国胜,陈清明.国内货运电力机车转向架的发展历程和最新技术展望[J].电力机车与城轨车辆,2010,33(05):1-6.
        [4]陈清明,陈喜红,钟源.我国货运电力机车转向架轮对驱动系统[J].电力机车与城轨车辆,2010,33(03):1-4.
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