GK1C转向架解读

第一节转向架的作用及组成一、转向架的作用现代机车一般都采用转向架结构形式的走行部。转向架在机车上的功能相当于人的两条腿，故又称其为机车的走形部。由于转向架结构的走行部适应于高速，大功率，各种驱动方式和轴式，以及适合各种要求的弹性悬挂方式和基础制动方式。所以，现代机车走形部基本上采用转向架的结构形式。转向架的作用1.承受车体上部的全部重量，包括车体、车架、动力装置以及各种辅助装置和电机电器设施等。2.保证必要的轮轨间的粘着，使轮轨接触处产生圆周牵引力，以达到牵引列车。3.缓和线路不平顺及钢轨接缝处对机车的冲击，保证机车具有较好的运行平稳性。4.保证机车顺利通过曲线。5.产生必要的制动力，以便机车在规定的制动距离内停车。二、转向架的组成转向架主要由构架、弹簧装置、连接装置、轮对和轴箱、驱动装置、基础制动装置等部件组成。1.构架—转向架的骨架，承受和传递垂直力与水平力。2.弹簧装置—保证车轴载荷均匀分配，缓和线路不平顺对机车的冲击，保证机车的垂向运行平稳性。3.机车底架与转向架的连接装置—传递纵向力（如牵引力或制动力）和水平力（如机车通过曲线时车体产生的离心力等）。当机车通过曲线时，能实现转向架相对于车体的回转运动。4.轮对和轴箱—机车重量经轴箱、轮对直接传递给钢轨。在机车动力装置或制动装置作用下，通过轮对的回转使机车在钢轨上运行。轴箱是联系构架与轮对的活动关节，除保证轮对回转运动外，还能使轮对适应线路条件的变化，相对于构架在上下、左右和前后方向上活动。5.驱动装置—将机车动力装置的牵引功率传递给轮对。对于电传动机车，驱动装置是减速齿轮箱；对于液力传动机车，驱动装置是万向轴和车轴齿轮箱。6.基础制动装置—用压缩空气作用于制动缸鞲鞴产生制动力，经杠杆系统放大若干倍后传递给闸瓦，使其压紧车轮对机车进行制动。构架车轴齿轮箱拉臂座轮对轴箱旁承(二系弹簧)基础制动装置砂箱装置连接装置油压减振器(一系弹簧)圆弹簧(一系弹簧)构架车轴齿轮箱拉臂座轮对轴箱旁承(二系弹簧)基础制动装置砂箱装置连接装置油压减振器(一系弹簧)圆弹簧(一系弹簧)三、机车转向架的分类1.按轴数分类有两轴转向架、三轴转向架。GK型液力传动内燃机车采用两轴转向架；东风4B、东风4D等电传动内燃机车采用三轴转向架。2.按机车运行速度分类有高速转向架，速度在200km/h以上；准高速转向架，速度在160~200km/h之间；普通转向架,速度120km/h以下。3.按弹簧装置形式分类有一系和二系悬挂转向架之分。前者适用于低速机车，后者适用于中高速机车。4.按车体与转向架连接装置的型式分类有心盘转向架和无心盘转向架两种。第二节GK1C型内燃机车转向架一、概述GK1C型内燃机车是资阳机车厂生产的液力传动内燃机车，适用于包括冶金、矿山、石化、码头等企业的调车和小运转作业。该车转向架主要由构架、轮对轴箱、旁承、牵引装置、手制动装置、砂箱装置和轮轨润滑装置等组成。转向架构架采用钢板组焊成的箱形结构，以减轻重量。机车上部结构的重量，经四个旁承传给转向架。在构架几何中心处的中心销式的牵引装置连接构架与车体，以传递机车的牵引力、制动力等。转向架各轴采用单独驱动，即每一轮对由一台车轴齿轮箱驱动。轴箱采用拉杆定位，即轴箱借助两根拉杆与构架连接，以传递纵向力和横向力。为了使机车具有较好的动力性能，转向架采用了二系悬挂。一系悬挂由圆柱螺旋弹簧和油压减振器并联组合，可以较好地缓和冲击，消除机车在常用速度范围内的共振；二系悬挂由四个旁承上的橡胶垫组成，能够较好地吸收机车高速运行时产生的高频振动。每个车轮上设有一套单侧单闸瓦带闸瓦间隙自动调节器的基础制动装置，通过机车上的JZ—7型制动机控制制动缸充风、排风，使机车处于制动或缓解状态。基础制动装置在构架下面且杆件少，空间大，乘务人员可以方便的在转向架外侧更换闸瓦和调整闸瓦间隙。每个转向架的四角上均安装有砂箱装置，由车上的电磁撒砂阀控制前进位或后退位的撒砂。转向架结构简图见下页构架车轴齿轮箱拉臂座轮对轴箱旁承(二系弹簧)基础制动装置砂箱装置连接装置油压减振器(一系弹簧)圆弹簧(一系弹簧)构架车轴齿轮箱拉臂座轮对轴箱旁承(二系弹簧)基础制动装置砂箱装置连接装置油压减振器(一系弹簧)圆弹簧(一系弹簧)转向架的作用除了转向以外，主要用来传递力，这些力按立体坐标的三个方向分为垂直力、纵向力和横向力。垂直力包括车体设备重量产生的静载荷和垂直振动引起的动载荷。其传递路线为：车体→旁承→构架（侧梁）→轴箱弹簧→轴箱→轮对→钢轨。纵向力主要指机车牵引力和制动力。其传递路线为：钢轨→轮对→轴箱→轴箱拉杆→构架→牵引销→车体→车钩。横向力是机车通过曲线时引起的横向作用力，以及机车在直线轨道上蛇形运动而导致的横向振动使轮轨间产生的横向作用力。其传递路线为：车体→牵引销→构架→轴箱拉杆→轴箱→车轴→车轮轮缘→钢轨。序号项目单位1轴式B-B2轨距mm14353轴距mm24004最大速度km/h75（机车无火回送时允许速度100）5通过最小曲线半径m70（小于50km/h速度通过）6轴重T23（25）7轮径mm10508轴箱轴承型号NJ2232WB，NUHJ2232WB9弹簧装置及减振方式一系：圆柱螺旋弹簧+油压减振器二系：油浴滑动摩擦滚柱式旁承10牵引装置型式中心销11牵引中心距轨面高度mm83512制动型式单、双侧闸瓦制动13制动缸直径mm203GK1C型机车转向架主要技术参数二、构架1.构架的作用构架是转向架的主体，是连接转向架各组成部分的骨架。构架除承受机车上部的重量外，还要承受和传递机车在运行中产生的经常变化的动力，同时通过它将转向架的各个组成部分（如：轴箱、轮对、旁承、牵引装置等）连接起来，并保证它们之间的相互位置关系。因此，为保证转向架各部件能正常可靠的工作和各部件的相互位置变动，除要求构架应具有足够的强度和刚度外，同时要求构架还应有足够的相互尺寸精度要求。2.构架的结构GK1C型机车的构架由两根侧梁、一根横梁、两根端梁组成的全焊接的“日”字形结构。构架的侧梁、横梁、端梁均为Q235-A钢板焊接的箱形结构。其中侧梁的上盖板厚16mm,下盖板厚18mm，立板厚14mm；横梁的上、下盖板厚16mm，立板厚14mm；端梁则为8mm厚的钢板压形槽钢和10mm厚的钢板焊接成的箱形结构。整台构架强度高、刚度好，且具有较高的相互尺寸的精度。构架结构简图见下页端梁横梁侧梁车轴齿轮箱拉臂座上拉杆座下拉杆座排障器制动座弹簧安装座减振器座砂箱安装板3.GK1C型机车构架的加工工艺特点构架采用二次焊接工艺。第一次焊接，将侧梁、横梁、端梁焊接成一个整体，然后进行整体退火处理（退火时加热温度为500℃~550℃，在炉内保温三个半小时，当温度降至200℃时，出炉自然冷却至室温，以消除焊接时产生的内应力，防止在加工和使用中变形），热处理后将各透气孔焊死并磨光，再进行喷丸处理，清除氧化皮，喷涂防锈底漆，加工旁承座面和弹簧座面；第二次焊接，组焊已经加工好的上下拉杆座、弹簧座、轴箱止挡、拉臂座、制动座、油压减振器座及排障器座等部件。4.使用维护构架是机车走行部中的一个关键受力部件。在运用中应经常检查构架各梁、各座、各焊缝处应无裂纹，各座的焊接处及周围情况应完好无损，如发现裂纹和损伤应及时处理。一般情况下，检查构架侧梁中心距（2100±2）、轴距（2400±2）、上下拉杆座的梯形槽口中心线间的间距（上拉杆3280±2，下拉杆1480±2）、四个旁承面的平面度（同一转向架四旁承板下平面高度差≤1mm，整车≤2mm）等几个构架的主要尺寸，可大体判断出构架有无严重变化。如构架状态出现异常时，应根据具体情况，进行修复或报废。构架维护时应注意，由于各梁均为封闭式的，以防止水气进入箱内腐蚀钢板，所以在厂修或段修中，如用碱水冲洗时，必须将构架上裸露在外的所有孔用橡皮塞塞好后再进行。四个旁承座孔，无论是在构架的整体组对还是加工时都是定位基准，所以在厂修或段修中，由于某种原因造成构架主要几何尺寸需要进行补焊加工修理时，需用四个旁承座孔作为定位基准。为保证运行安全，防止机车脱轨及颠覆，在前端梁上装有扫石器，可有效防止异物对转向架的运行阻碍。扫石器高度可调节，其下平面距轨面为40mm，踏面磨损后可上调扫石器高度。三、轮对轮对是走行部中最重要的部件之一。它的质量好坏可直接影响列车的行车安全。轮对承受较大的静载荷和动载荷（复杂的交变载荷，包括垂向力、纵向力、横向力及其动态附加力）。因此，不仅要求各组部件有足够的强度和安全裕度（安全系数）外，保持轮对的正确组装和良好工作状态也十分重要。1.结构组成轮对主要由车轴、轮芯、轮箍和螺堵组成。轮对结构简图见下页车轴螺堵轮芯轮箍车轴在机车运行时承受较大的交变复杂载荷，对其要求（如强度、抗疲劳性、耐磨性等）非常高，车轴材料为专用JZ车轴钢（碳素锻钢，相当于45号钢）。车轴在制造过程中必须按TB/T1027-91《机车车轴技术条件》执行，加工中应严格保证其尺寸精度、形状和位置精度及表面粗糙度要求，为提高车轴的疲劳强度，在轴颈和圆弧处均采用滚压加工。加工完成后，必须按TB/T1619-98《机车车辆车轴磁粉探伤》的规定进行探伤检查。轮芯材料为铸钢ZG230-450。轮箍材料采用0.6%~0.7%的硅锰钢锻制而成，经热处理后的机械性能为：抗拉强度不低于8.5MPa，延伸率不低于10%，硬度不低HBS241。2.轮对的装配轮芯与车轴的配合为过盈配合，过盈量0.22~0.28mm。采用热装工艺进行装配，装配时把轮芯加热至300℃，保温20~30min后热套在车轴上。轮芯热装后至少经过20小时后冷却至室温，然后在专用油压机上做反压实验（用1470kN~1570kN的压力进行反压，反压三次，每次保压10秒钟不得松动）。轮芯与车轴也可以用油注压装，其过盈量为0.18~0.26mm，带轮毂时压力为824~1236kN，反压三次不得松动。轮箍与轮芯的配合也为过盈配合，其过盈量为1.15~1.35mm。装配时将轮箍加热到250℃~300℃后热装在轮芯上（加热不均匀度不得超过15℃），要求轮箍挡内侧面与轮辋外侧面应紧密贴合，但允许存在局部间隙（局部间隙总长不大于1/6圈，间隙值不大于0.1mm）。组装后的轮对，在专用机床上仿形加工踏面。车轮轮缘踏面外形按TB1967-87的JM型轮缘踏面外形制造，要求同一转向架四个车轮滚动圆直径差不大于0.5mm，两台转向架车轮滚动圆直径差不大于1mm。轮对交验前应在车轴端面刻印上以下数据：轮芯与车轴、轮芯与轮箍、车轴与螺旋伞齿轮的实际过盈量，车轴熔炼炉号，轴号，工厂代号，材料代号，组装年月，以备在运用中查找。套装好的轮箍和轮芯应在规定处用黄油漆涂防缓标记（径向线），以备运用中检查轮箍是否松动。3.轮对的维护与检修在日常运用中，应严格检查轮对状态，要求踏面无剥离，轮缘无裂纹，防缓标记无错位现象。检查轮缘垂直磨耗不超过18mm，踏面擦伤深度不超过0.7mm，轮箍磨耗到限时需进行旋轮。轮对拆卸时，在压力机上用高压油泵将油从油孔压入轮芯与车轴的配合面，当压力加至120MPa以上的同时，再用压力机压出。拆卸时如轴与轮芯配合面拉伤，允许该处直径磨小1mm，但必须保证其与轮芯配合的过盈量（0.18~0.28）。四、轴箱1.轴箱的作用轴箱装在车轴两端的轴颈上，用来将簧上载荷（包括垂直方向的动载荷）传递给车轴，并将来自轮对的牵引力或制动力传给构架。同时，轴箱还传递轮对与构架间的横向力和纵向力。根据轴箱轴承种类的不同，轴箱有滚动轴承轴箱和滑动轴承轴箱两种。滚动轴承轴箱具有起动阻力小、维护方便、节油、节省有色金属等优点，所以目前机车上均采用滚动轴承轴箱。2.轴箱结构GK1C型机车采用无导框弹性拉杆定位的滚动轴承轴箱，轴箱体与转向架构架采用上下轴箱拉杆连接（定位）。轴箱拉杆两端都配有橡胶衬套和橡胶垫，通过橡胶元件的弹性变形可使轴箱相对于构架在垂向和横向获得弹性移动量。轴箱体的上下拉杆梯形槽，位于轴箱中心线的斜对称位置上，其目的是当轴箱受牵引力或制动力作用时，