石 強(qiáng)，呂士勇，封全保，劉 輝

（1 大同電力機(jī)車有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，山西大同037038；2 北京二七軌道交通裝備有限責(zé)任公司，北京100072）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸需求日益增長(zhǎng)，基于我國(guó)有限的鐵路運(yùn)輸資源，發(fā)展重載貨運(yùn)刻不容緩。HXD2C機(jī)車轉(zhuǎn)向架就是由大同電力機(jī)車有限責(zé)任公司基于法國(guó)PRIMA貨運(yùn)機(jī)車轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)上，經(jīng)過消化吸收和再創(chuàng)新而開發(fā)的軸功率為1 200kW、速度為120km／h、軸重為25t的Co轉(zhuǎn)向架。

該轉(zhuǎn)向架具有輪軌動(dòng)作用力小，有良好的平穩(wěn)性、穩(wěn)定性和曲線通過性能，較高的黏著利用率，可靠的牽引、制動(dòng)性能，滿足模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，簡(jiǎn)統(tǒng)化的要求，2010年在鄭州鐵路局管內(nèi)進(jìn)行了第一次動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)性能良好。

1 主要技術(shù)特點(diǎn)

（1）HXD2C轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修性好。設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)全面，主要以UIC和EN標(biāo)準(zhǔn)為主，主要部件都有標(biāo)準(zhǔn)可依，針對(duì)重載貨運(yùn)的技術(shù)，采用了一系“軟”二系＂硬＂的懸掛方式；

（2）主動(dòng)齒輪采用簡(jiǎn)支梁安裝方式，這種結(jié)構(gòu)不同于既有機(jī)車的懸臂式結(jié)構(gòu)，它改善了主動(dòng)齒輪及電機(jī)軸承的工作條件，也改善了齒輪的嚙合性能和齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，延長(zhǎng)了齒輪的使用壽命；

（3）齒端抱軸箱軸承和電機(jī)齒端軸承通過齒輪油進(jìn)行潤(rùn)滑，不同于既有直流機(jī)車的脂潤(rùn)滑；

（4）材料要求高：主要受力部件材料滿足在－40℃時(shí)的沖擊要求，提高了產(chǎn)品的可靠性，安全性；

齒輪箱、抱軸箱采用球墨鑄鐵材料，金相組織性能好，強(qiáng)度高；構(gòu)架鋼板采用細(xì)晶粒高強(qiáng)度的S500MC鋼板材料；

（5）車輪采用了適合于踏面制動(dòng)的R7T材料，提高了抗剝離性能；

（6）牽引裝置采用了推挽式水平短牽引桿技術(shù)，有效減少了軸重轉(zhuǎn)移，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠；

（7）采用了600A大額定電流的接地裝置，保證機(jī)車在滿功率運(yùn)行工況下，避免軸承被電蝕，提高了軸承可靠性，保證了機(jī)車安全運(yùn)行；

（8）輪緣潤(rùn)滑采用已在國(guó)外高速機(jī)車應(yīng)用的油氣混合式輪緣潤(rùn)滑技術(shù)，大大減少了車輪輪緣磨損；

（9）轉(zhuǎn)向架落成后進(jìn)行稱重試驗(yàn)，使轉(zhuǎn)向架具備了可互換性。

2 主要技術(shù)參數(shù)

主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)

3 主要部件

轉(zhuǎn)向架主要由輪軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、構(gòu)架、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置、牽引裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置和附屬裝置等組成，轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖1。

圖1 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3.1 輪軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

輪軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)軸組裝、驅(qū)動(dòng)單元組裝兩部分組成，HXD2C機(jī)車有6組輪軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

驅(qū)動(dòng)軸組裝由車軸、車輪、抱軸箱裝配、軸箱裝配、從動(dòng)齒輪等組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖2。

車軸材料為A1N，；車輪采用進(jìn)口整體輾鋼車輪，材料牌號(hào)R7T，輪徑為φ1 250。車輪與車軸配合過盈量為0.31～0.37mm，齒輪與車軸配合過盈量為0.35～0.41mm，采用冷壓裝，輪對(duì)壓裝執(zhí)行UIC 813要求，在輪轂和大齒輪轂側(cè)面設(shè)有注油孔，以方便退輪。

軸箱采用無導(dǎo)框獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)，由軸箱體、軸承、軸圈、軸端壓蓋、前蓋和后端蓋等組成。一、三位輪對(duì)軸箱軸承采用整體式圓錐滾子軸承，中間位輪對(duì)軸箱軸承采用整體式圓柱滾子軸承。中間位輪對(duì)軸承自由橫動(dòng)量±18mm，軸承在正常工作條件下溫升≤55℃，所允許的最高溫度≤120℃，軸承型號(hào)見表2，使用的潤(rùn)滑油脂牌號(hào)見表3。

表2 軸承型號(hào)

表3 潤(rùn)滑油脂牌號(hào)

抱軸箱裝配由抱軸箱體、兩組不同的圓錐滾子軸承、軸承座、密封蓋、密封環(huán)、調(diào)整墊、隔環(huán)、擋油板、橡膠密封圈等組成，組裝后橫動(dòng)量為0.15～0.25mm，齒側(cè)抱軸箱軸承的潤(rùn)滑采用齒輪油進(jìn)行潤(rùn)滑，非齒側(cè)抱軸箱軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂為殼牌Shell 2760B，機(jī)車每運(yùn)行15萬km需補(bǔ)充注入200±10g潤(rùn)滑脂，軸承在正常工作條件下溫升≤55℃，所允許的最高溫度≤120℃，抱軸箱軸承型號(hào)見表4。

表4 抱軸箱軸承型號(hào)

驅(qū)動(dòng)單元組裝由齒輪箱、主動(dòng)齒輪、密封元件及電機(jī)懸掛和防落系統(tǒng)組成，驅(qū)動(dòng)單元采用彈性半懸掛方式，一側(cè)通過抱軸箱和兩套圓錐滾子軸承與車軸聯(lián)結(jié)，另一側(cè)采用一個(gè)電機(jī)吊桿懸掛于構(gòu)架上，電機(jī)吊座上安裝有橡膠套，可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)單元與構(gòu)架之間相對(duì)位移。為了防止電機(jī)懸掛系統(tǒng)失效后造成事故，每套驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)有一套電機(jī)防落系統(tǒng)，以確保電機(jī)懸掛系統(tǒng)的可靠性，齒輪油采用BP－Energear SHX－LS 75W－90或Shell Spirax ASX 75W－90潤(rùn)滑油，注油量約為18dm3。新驅(qū)動(dòng)單元跑合期2萬km換齒輪潤(rùn)滑油，以后正常換油周期：每20萬km或1年換油（以先到者為限）。齒輪箱中還設(shè)計(jì)有磁性螺堵，以凈化潤(rùn)滑油中的磁性雜質(zhì)，保持齒輪油清潔，驅(qū)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖3。

圖2 輪軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

圖3 驅(qū)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)

3.2 構(gòu)架

構(gòu)架為“目”字型焊接結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)側(cè)梁、一個(gè)牽引梁、一個(gè)橫梁和兩個(gè)端梁組成，除前端梁為鋼管結(jié)構(gòu)外，其余各梁均采用箱形焊接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖4。

圖4 構(gòu)架結(jié)構(gòu)

3.3 懸掛裝置

一系懸掛裝置由兩組彈簧、兩組軸箱拉桿、一個(gè)油壓減振器組成，彈簧剛度為579.2N／mm，在每組彈簧的上方裝有絕緣墊和絕緣環(huán)，以隔斷構(gòu)架與驅(qū)動(dòng)軸組裝之間的電流傳導(dǎo)，避免電流通過軸承產(chǎn)生電蝕；軸箱拉桿橡膠關(guān)節(jié)可滿足徑向、垂向、橫向3個(gè)方向的剛度要求，機(jī)車運(yùn)行時(shí)，軸箱拉桿可傳遞牽引力、制動(dòng)力，以適應(yīng)一系懸掛裝置的垂向、橫向位移；軸箱與構(gòu)架之間設(shè)有垂向、橫向止擋，垂向止擋間隙為29mm，軸箱上的起吊環(huán)可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)軸組裝與構(gòu)架的整體起吊，一系懸掛裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖5。

圖5 一系懸掛裝置

二系懸掛裝置由6個(gè)橡膠堆、兩個(gè)橫向減振器、兩組垂向止擋、兩組橫向和4組搖頭止擋組成。二系橡膠堆剛度為6kN／mm，二系垂向止擋間隙為20mm；橫向止擋自由間隙為20mm，彈性間隙為40mm；搖頭止擋間隙為107mm，二系懸掛裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖6。

3.4 牽引裝置

牽引桿裝置采用水平推挽式結(jié)構(gòu)，由牽引桿、橡膠關(guān)節(jié)和防落銷組成。牽引桿通過彈性橡膠關(guān)節(jié)連接于轉(zhuǎn)向架和車體之間。牽引點(diǎn)位于輪軸的縱向中心線上。

牽引橡膠關(guān)節(jié)參數(shù)見表5，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖7。

圖6 二系懸掛裝置

表5 牽引橡膠關(guān)節(jié)參數(shù)

圖7 牽引橡膠關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)圖

3.5 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

基礎(chǔ)制動(dòng)為踏面制動(dòng)，每組轉(zhuǎn)向架裝有6組單元制動(dòng)器，其中3組為常用制動(dòng)器，3組為儲(chǔ)能制動(dòng)器，儲(chǔ)能制動(dòng)器安裝在轉(zhuǎn)向架的驅(qū)動(dòng)端。

基礎(chǔ)制動(dòng)的主要性能參數(shù)見表6。

表6 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

3.6 附屬裝置

附屬裝置主要有輪緣潤(rùn)滑裝置、接地裝置、軸端速度傳感器、排石器和撒沙裝配、轉(zhuǎn)向架起吊裝置等組成。

輪緣潤(rùn)滑采用油氣潤(rùn)滑技術(shù)，每個(gè)轉(zhuǎn)向架在1位、3位各配有一組輪緣潤(rùn)滑器，輪緣潤(rùn)滑脂為L(zhǎng)－WFB000。

在1位、3位輪對(duì)的每個(gè)軸箱裝有接地裝置，每臺(tái)轉(zhuǎn)向架共4個(gè)，每個(gè)接地裝置額定電流為600A。

每個(gè)牽引電機(jī)非齒端有測(cè)速傳感器，2位齒端軸箱設(shè)有監(jiān)控速度傳感器。

轉(zhuǎn)向架的前端安裝有排石器以清掃軌面。轉(zhuǎn)向架排石器距軌面高度為30mm（可調(diào)）。

撒沙裝置在轉(zhuǎn)向架上只安裝有撒沙管，其余部分安裝在車體上。

4 結(jié)束語

HXD2C機(jī)車轉(zhuǎn)向架是在HXD2B機(jī)車轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)鐵路的具體情況，進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)而自主設(shè)計(jì)，經(jīng)過型式試驗(yàn)及運(yùn)營(yíng)考核，該轉(zhuǎn)向架能滿足我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)男枰?。和HXD2B轉(zhuǎn)向架相比，HXD2C轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)性能更加優(yōu)越，尤其適合在曲線較多、工況復(fù)雜的線路上運(yùn)行。

［1］孫竹生，鮑維纖 .內(nèi)燃機(jī)車總體與走行部［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，1995.

［2］張紅軍，孫永鵬.雙拉桿式機(jī)車轉(zhuǎn)向架軸箱定位剛度分析［J］.機(jī)車電傳動(dòng)，2004，（05）：5－7.