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1、第31卷第1期电力机车与城轨车辆Vol.31No.12008年1月20日ElectricLocomotives&MassTransitVehiclesJan.20th,2008◆研究开发◆HXD1型机车转向架轮对驱动系统周建斌,陈国胜,晋军辉,易兴利,申长宏(南车株洲电力机车有限公司,湖南株洲412001)摘要:详细介绍了HXD1型大功率交流传动机车转向架轮对驱动系统的结构、技术特点及性能,对机车车辆转向架驱动装置的开发设计提供较好的借鉴。关键词:HXD1型机车;转向架;驱动系统;结构;技术特点;性能中图分类号:U
2、260.331+1文献标识码:A文章编号:1672-1187(2008)01-0009-05WheelsetdrivesystemofbogieontypeHXD1locomotiveZHOUJian-bin,CHENGuo-sheng,JINJun-hui,YIXing-li,SHENChang-hong(CSRZhuzhouElectricLocomotiveCo.,Ltd.,Zhuzhou412001,China)Abstract:Thestructure,technologycharacteristican
3、dperformanceofwheelsetdrivesystemofbogieontypeHXD1high-powerACdrivelocomotivearepresenteddetailedly.Ithasstronglybenefitsfordesignofdriveunitesonotherlocomotivesandvehicles.Keywords:typeHXD1locomotive;bogie;drivesystem;structure;technologycharacteristic;perfor
4、manceHXD1型机车是南车株洲电力机车有限公司引进德国齿轮螺旋角(/°)4西门子公司技术制造的,供中国干线铁路快速重载运输齿轮模数/mm9的交流传动货运机车。该机车采用双机重联模式,构造速大小齿轮中心距/mm555度为135km/h,实际运用速度可达120km/h。齿轮材料17CrNiMo6(DIN17210)该型机车转向架轮对驱动系统采用直径为1250mm轮齿质量(精度)等级DIN3990六级的大轮径整体辗钢车轮,交流牵引电机抱轴式半悬挂,单2各部件的结构、性能、特点边小螺旋角斜齿轮刚性传动,轴重达25t,适
5、用于标准轨距干线货运。HXD1型机车转向架的轮对驱动系统主要由轮对、驱动单元(含交流牵引电机、齿轮、齿轮箱、抱轴箱及其附1主要技术参数件)、轴箱等组成,如图1所示。轴式2(B0-B0)2.1轮对轨距/mm14352.1.1车轮轴重/t25采用进口整体辗钢车轮,车轮材料采用ER8(符合轮径/mm1250(新轮)/1150(磨耗)EN13262标准),与钢轨具有较好的匹配性能,具有较好单轴簧下质量/kg约5160的重载适应性能,其机械性能见表1。电机悬挂方式抱轴式半悬挂交流牵引电机功率/kW1225表1车轮轮辋和辐板机
6、械性能轮辋辐板最大启动牵引力/kN(每轴)95材料屈服强度/抗拉强度/最小布氏抗拉强度减延伸率最大运营速度/km·h-1120延伸率/%*MPaMPa硬度值小值/MPa/%传动方式单边斜齿轮、滚动抱轴式ER8≥540860~980≥13245≥120≥16齿轮传动比106/17=6.235*注:同一车轮上相对于轮辋抗拉强度的减小值。收稿日期:2007-08-23作者简介:周建斌,高级工程师,1993年毕业于兰州铁道学院铁道车辆专业,现从事机车转向架的研发工作。-9-电力机车与城轨车辆·2008年第1期况下的最大应力
7、和最小应力值,求出其平均应力σm和应力幅σa,即:σa=σmax-σmin及σm=σmax+σmin,进而根据车轮22本身的相关特性系数值σ-1、Ca、KσD、ψa等可以计算出安全系数n值。部分结果如表3所示。计算得知,车轮毂孔边缘的安全系数相对最低,车轮轮幅靠近轮毂部位处的安全系数次之,安全系数的相对偏低,与轮轴过盈配合的取值及其他取值偏向极限有相当关系;车轮内外侧相同部位安全系数不同,可能与轮毂与轮辋在纵向面上的不对称有关;由于没有考虑辐板上制动盘安装螺栓孔,该部位安全系数相对较高,计算该部位及其他部位的安全系
8、数都超过了2。可见,车轮的疲劳强度能够满足运用的需要。图1轮对驱动系统表3车轮部分部位的疲劳计算值位置σa/MPaσm/MPaσmax/MPaσmin/MPan通过有限元对车轮进行了强度分析,分别按直线运车轮外侧毂孔边缘102.268.0170.2-34.21.51行工况、曲线运行工况及道岔通过工况等3种载荷工况轮毂外侧边缘73.971.3145.2-2.6
