第10章转向架.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第10章转向架.精品文档.转向架10 10.1 概述10.1.1 转向架的作用现代机车一般都采用转向架的结构形式。转向架在机车上相当于人体的两条腿，所以又称它为机车的走行部。转向架是机车不可缺少的重要组成部分，它所承担的任务和应发挥的功能有以下几点： 牵引功能在给定的粘着重量下，机车转向架应能良好地把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车架、车钩，牵引其后面的车列前进。牵引功能是机车转向架最重要的功能，也是机车转向架与车辆转向架最主要的差异所在。 支承和传递功能转向架不单在垂直方向承受机车车架及以上部分的重量，并将它们均匀地传递给各轮对的车轮，还

2、要在纵向和横向承受各轮轨间产生的牵引力、制动力和横向力。 直线和曲线导向功能在轨道上行驶的机车，司机不能控制其运行方向上的变化，而是靠机车走行部本身所具有的自动导向的功能来适应运行方向的变化，所以就把机车走行部称为转向架。机车转向架要通过结构设计参数选择和合理匹配，才具有良好的直线和曲线运行的导向功能。 隔振和缓冲功能铁路线路总会存在一定的不平顺，必然会使行驶中的机车产生冲击和振动，机车转向架必须具有缓和冲击、衰减和隔离振动的功能，以保证机车具有较好的运行平稳性和稳定性。对于速度较高的机车，冲击和振动将会加剧，必须采取更多的技术措施来实现转向架的这一功能。 制动功能机车转向架一般都设有机车的基

3、础制动装置，它是一个由机车空气制动系统的压缩空气产生制动力的执行机构，以便实现机车在规定的制动距离内停车的功能。当机车速度提高、机车总的重量增大后，完成转向架制动功能的技术难度增大。10.1.2 转向架的组成机车转向架一般由下列主要部分组成。 构架构架是连接转向架各部件的骨架，它要承受和传递垂向力及水平力（纵向力和横向力）。 轮对机车最终是靠轮对的旋转来实现在钢轨上的运行的。因此，轮对直接向钢轨传递机车重量，还要承受和传递轮轨间粘着产生的牵引力和制动力。 轴箱轴箱是连接构架和轮对的活动关节，它的定位装置将保证轮对相对于构架处在设定的正常位置，还使轮对能适应线路和其它条件的变化，作相对于构架的上

4、、下、左、右和前后的活动。轴箱内设有轴承来保证轮对的旋转。现代机车转向架的轴箱轴承，一般都采用滚动轴承。 弹簧悬挂装置弹簧悬挂装置用来保证设定的轴重均匀分配，缓和和衰减线路不平顺对机车的冲击和振动。针对不同用途的机车，转向架弹簧悬挂装置可设计成一系悬挂（轴箱与构架之间）和二系悬挂（构架与车体之间），并应有适当的静挠度，以保证机车的平稳性和减小机车对线路的动作用力。 转向架与车体连接装置转向架与车体连接装置，用以传递车体与转向架间的垂向力和水平力（水平力包括牵引力或制动力这种纵向力，以及通过曲线时车体未平衡的离心力等横向力），并在机车通过曲线时使转向架能相对于车体回转。在较高速度的机车上，车体与

5、转向架应是呈横向弹性联结，以提高机车在水平方向的运行平稳性。转向架与车体的连接装置主要由转向架的牵引装置、横动装置、二系弹簧悬挂装置（也称为旁承）等组成。 驱动机构驱动机构将机车动力装置的功率最终传递给轮对，使机车运行并产生牵引力。作为电传动机车，转向架的驱动机构由牵引电动机及其吊挂装置、减速齿轮副（也称为牵引齿轮副）及齿轮箱（罩）和相应的驱动元件组成。由于牵引电动机吊挂结构的不同，可派生出许多不同结构型式的驱动机构。 基础制动装置转向架上的基础制动装置是机车整个制动系统的执行机构。由压缩空气经制动缸产生的力经放大后传给闸瓦（或闸片），使其压紧在车轮（或制动盘）上对机车进行制动，使机车在规定的

6、距离内停车。根据结构布置的不同，基础制动装置可分为杠杆式、独立单元制动式；根据摩擦副的不同，又可分为踏面制动、轮盘制动、轴盘制动等多种型式。10.1.3 HXN5型机车转向架概述HXN5型内燃机车转向架是在2006年从美国GE公司进口用于青藏铁路的NJ2型内燃机车转向架基础上改进的，为单独驱动的三根动轴、传统导框式轴箱定位、焊接构架、浮动中心销牵引的无摇枕转向架，其结构如图10.1、图10.2所示。图10.1 HXN5型机车转向架（3D）主要部件有构架、轴箱及其定位结构、弹簧悬挂及减振器、轮对电机驱动装置、牵引装置、基础制动装置、附件（轮缘润滑装置、排障器、清扫器、撒砂装置）等组成。HXN5型

7、内燃机车转向架的特点有： 转向架的设计满足在环境温度-40C+45C下的运用要求。 采用两台25t轴重三轴高粘着转向架。 轴箱定位方式：导框式轴箱定位结构。 轮对由牵引电动机驱动。牵引电动机顺置排列。 牵引电动机悬挂方式：滚动轴承抱轴悬挂。图10.2 转向架（2D） 采用中心销牵引方式。 三个橡胶堆式旁承承受着垂向负荷并允许转向架与车体之间可以相对自由横向运动和摇头运动。在转向架构架顶面与车体底部用一个横向液压减振器来衰减两者之间的相对横向振动。 六个空气驱动的单元制动器，制动时通过闸瓦作用在车轮踏面上，分别对转向架六个车轮提供制动。单元制动器具有闸瓦间隙自动调整功能，以补偿闸瓦的磨耗。 每台

8、转向架有两只单元制动器具有停放制动功能。 每台转向架的中间轴位有一只轴箱上（非齿侧）装有机车速度传感器。 在转向架构架的两端装有一个高度可调的支架，支架上装有撒砂喷嘴。支架高度可以提升以补偿车轮磨耗。 转向架具备整体起吊功能。10.1.4 力的传递机车在运行时，转向架承受三个方向的载荷，即垂向载荷、横向载荷和纵向载荷。垂向载荷是由机车上部重量所产生的静载荷和垂向振动引起的附加载荷所组成。横向载荷主要是由机车通过曲线时产生的导向力及轨道横向不平顺引起的附加横向载荷所组成。纵向载荷主要是当机车发挥牵引功能或制动功能时所产生的牵引力和制动力。HXN5型机车转向架所受各种力的传递路线如下：1. 垂向力

9、车体及其上设备的重力传递路线：车体旁承构架轴箱弹簧轴箱及轴承车轴轴颈车轮钢轨。钢轨不平顺导致的作用于车轮的垂向冲击力与上述重力的传递方向相反，经弹簧及减振器缓冲后再传递到车体。2. 横向力横向轮轨力传递路线：钢轨轮对轴箱轴承导框构架牵引销车体。3. 纵向力牵引力和制动力牵引力或制动力传递路线：钢轨轮对轴箱轴承导框构架牵引销车体。10.1.5 主要技术参数表10.1 主要技术参数项 目规格或性能轨距1435 mm限界GB146.11983标准轨距机车车辆限界(车限1A，车限1B)轴式oo轮径（新）1050 mm轴距21850 mm轴重25 t两转向架中心距12879 mm转向架自重21.8 t每

10、轴簧下重量4.35 t牵引齿轮传动比85/16一系悬挂垂向刚度（每个弹簧）（43020）N/mm二系悬挂垂向刚度侧承载垫（每只）（1630）kN/mm中间承载垫（每只）（2130）kN/mm牵引点距轨面高度600 mm通过最小曲线半径145 m机车最大速度120 km/h(动轮全磨耗)机车持续速度（AAR标准条件下）25 km/h (动轮半磨耗)机车牵引力最大起动牵引力（按计算轮径）620 kNAAR标准条件下的持续牵引力565 kN制动缸压力440460 kPa制动倍率3.45制动效率0.95710.2 构架10.2.1 作用构架（图10.3）是连接转向架各组成部分的骨架。它不仅承受机车上部

11、所有装备的重量，而且承受和传递机车在运行中由于线路不平顺引起的各向冲击载荷。因此构架是一个受力复杂的结构部件。为了保证轮对、轴箱、牵引电动机悬挂装置、牵引装置及基础制动装置等部件可靠的工作，要求构架不仅有足够的强度和刚度，同时应具有足够的相互尺寸精度要求。10.2.2 组成构架采用低温综合性能良好的钢板及铸钢件（只有导框为铸钢件）焊接结构。主要受力结构的钢板材料符合澳大利亚标准“AS 3678 400L5”要求，其关键特性之一是，在-45下的“V”形冲击功不低于27J。铸钢材料符合“AS 2074 - L1A”要求，其关键特性之一是，在-40下的“V”形冲击功不低于25J。构架由左右两根对称布

12、置的侧梁、牵引梁、横梁、后端梁及各支座组成。侧梁底面焊有导框、制动座、轮缘润滑装置安装座；外侧面焊有一系垂向减振器座；顶面焊有抗蛇行减振器座和纵向止挡座。牵引梁、横梁和后端梁上均有电机吊座。牵引梁上有牵引装置安装接口。左、右两侧梁和横梁上各有一个承载垫（也称为“旁承”）安装面。另外，构架上还焊有撒砂装置等转向架附件的安装支座。构架自重约3.42t。图10.3 构架1-侧梁；2-牵引梁；3-纵向止挡；4-牵引装置安装接口；5-横梁；6-承载垫安装面；7-后端梁；8-电机吊座；9-撒砂管安装座（封闭端）；10-导框；11-一系垂向减振器座；12-抗蛇行减振器座；13-横向减振器座；14-制动座；1

13、5-轮轨润滑安装座； 16-撒砂管安装座（开口端）。10.2.3 检修10.2.3.1 几何形状检查几何形状检查的目的是确认构架没有产生严重的变形，即，六组导框相对位置没有显著的变化。按下列程序对构架进行检查和修复。 用吊车把转向架构架上下颠倒放在测量平台上。 参考图10.4，测量各组对角线的长度。其中， “1”和“2”、“3”和“4”对角线长度相差不超过3mm（短对角线）；“5”和“6” 对角线长度相差不超过5mm（长对角线）。 如果某对对角线长度超差，应找出不对中的导框并分别在横向（T方向）和纵向（L方向）重新定位。图10.4 几何形状检查图10.5 关键探伤区域10.2.3.2 结构完好

14、性检查对构架进行目测检查和磁粉探伤检查，确保构架钢板、各支座及各焊缝无缺陷。导框及其与构架的联接焊缝、电机吊座、牵引装置接口区域等部位（如图10.5所示），由于载荷较大，应加强这些部位的探伤。10.2.3.3 构架的焊修构架焊补之前，须彻底消除裂纹以及关键区域的缺陷。焊补须由具有资格的专业人员来完成。构架修理后应进行尺寸检查，以确认符合相关文件要求。10.2.4 构架强度试验规范10.2.4.1 试验依据UIC 615-4动力转向架构架结构强度试验10.2.4.2 试验项目1超常载荷试验根据UIC 615-4第3章，超常载荷试验工况列于表10.2。表10.2 超常载荷试验工况组成工 况载荷大小

15、计算垂向按UIC 615-4第3章垂向横向按UIC 615-4第3章垂向一个车轮100卸载按UIC 615-4第3章2. 主要运营载荷试验根据UIC 615-4第4章，主要运营载荷试验共由13种工况组成，各工况的载荷大小列于表10.3。表中，F1R、F1L、F2、FY、FTWIST 分别表示右侧承载垫垂向载荷、左侧承载垫垂向载荷、中间承载垫垂向载荷、转向架横向载荷、轨道5扭曲载荷。表10.3 主要运营载荷工况组成及载荷大小单位：kN工况F1RF1LF2FYFTWIST1149.40 149.40 243.62 0.00 02136.47 102.57 194.90 0.00 03136.47

16、102.57 194.90 189.26 04196.24 162.33 292.35 0.00 05196.24 162.33 292.35 189.26 06102.57 136.47 194.90 0.00 07102.57 136.47 194.90 -189.26 08162.33 196.24 292.35 0.00 09162.33 196.24 292.35 -189.26 010136.47 102.57 194.90 189.26 14.03 11196.24 162.33 292.35 189.26 14.03 12102.57 136.47 194.90 -189.26

17、 14.03 13162.33 196.24 292.35 -189.26 14.03 3. 特殊载荷试验参考UIC 615-4，考虑的特殊载荷种类及计算方法与评定标准列于表10.4。表10.4 特殊载荷工况组成及评定标准项 目载荷大小计算方法评定标准车轮纵向蠕滑力按UIC 615-4第5.1.6部份疲劳强度牵引/制动纵向力按UIC 615-4第5章屈服强度牵引电动机安装座载荷335.20kN屈服强度减振器座载荷按UIC 615-4第5.1.4部份屈服强度踏面制动载荷紧急制动，过载系数1.3屈服强度4. 疲劳试验根据UIC 615-4第6章的规定，疲劳试验分3个阶段。各阶段在主要运营载荷名义值

18、（见表10.3工况1）的基础上叠加的各种载荷变化范围及循环次数列于表10.5。表10.5 疲劳试验各阶段载荷振范围及循环次数模 式载荷表示阶段1阶段2阶段3振幅/kN循环(千次)振幅/kN循环(千次)振幅/kN循环(千次)浮沉3侧承载垫59.64600071.93200083.922000中间承载垫97.086000116.502000135.912000侧滚3侧承载垫33.9015040.685047.4650横向4高频振幅“+”94.63 6000113.562000132.482000振幅“-”94.63 6000113.562000132.482000横向4低频振幅“+”94.63 1

19、50113.5650132.4850振幅“-”94.63 150113.5650132.4850扭曲1作用于对角车轮14.03 60016.8420019.64200注：1）载荷作用于车轮2）载荷作用于轴箱3）载荷作用于二系承载垫（旁承）4）载荷作用于中心销10.2.4.3 评定标准1超常载荷试验结果评定试验后不应有任何一点超出材料屈服极限（对构架材料AS3678 400L5，屈服强度取350MPa），或者卸载后有永久变形。2. 主要运营载荷试验结果评定应力限值根据GOODMAN图的限值（如图10.6所示）来确定。然而，允许有限数量的局部应力超出限值最多20%，只要这些部位在疲劳试验中能够得到

20、监测并给予它们更多的注意。图10.6 材料AS3678 400L5 GOODMAN曲线3. 特殊载荷试验结果评定所有特殊载荷条件均为静态载荷。然而，它们代表验证载荷还是疲劳载荷，取决于载荷的性质及其数值的大小。对于验证载荷与疲劳载荷，分别适用不同的判定标准。表10.4针对每一载荷条件均分别给出了判定标准。对于相当于疲劳工况所推导出的特殊载荷，试验得到的应力应低于材料的疲劳强度限值。对于相当于超常载荷的特殊载荷，试验得到的应力应低于材料的屈服强度。4. 疲劳试验结果评定疲劳试验进行到8,000,000次循环时，对转向架构架结构及其零部件进行检查，不应有任何裂纹出现。在通过8,000,000次循环

21、以后再出现的在使用中不需要立即维修的小裂纹是可以接受的。对于裂纹的检测，应结合实际待测部位，综合使用磁粉探伤和超声波探伤。10.3 轴箱及其定位结构10.3.1 作用轴箱是联系轮对与构架的活动关节，起传递载荷、固定轴距的作用；当机车运行时，还起到传递牵引力、制动力以及垂向载荷和横向载荷的作用。轴箱与构架的连接方式通常称为轴箱定位方式。轴箱定位既要保证轮对在转向架上的相对位置，又要允许轴箱在机车运行时能相对于构架有适当的上下浮动。在机车通过曲线时，轴箱还要能够相对于构架有少量横动。HXN5型机车转向架仍采用导框式定位结构。它由构架导框和轴箱体相互配合组成导框定位。它与NJ2型及ND5型机车转向架

22、的导框定位结构基本相同。与国内广泛推广采用的轴箱拉杆配轴箱弹簧的无导框轴箱定位方式相比，导框式轴箱定位方式由于有摩擦磨损，需定期进行检测并更换摩擦副组件。10.3.2 组成HXN5型机车轮对每个轴端安装有一个轴箱。轴箱（图10.7）由轴箱体、轴箱轴承、轴箱弹簧、导框衬垫、磨耗板、轮对托座、轴承保持座、上弹簧座、下弹簧座、调整垫、橡胶垫等组成。端轴轴箱与构架间配置有一系垂向减振器。每台转向架非齿侧的中间轴位轴箱装有机车速度传感器。图10.7 轴箱1轴箱体；2轴箱弹簧；3导框衬垫；4主磨耗板；5轮对托座；6轴承保持座；7调整垫；8下弹簧座；9橡胶垫；10隔板；11上弹簧座；12轴箱轴承；13顶面磨

23、耗板。图10.8 轴箱体与磨耗板装配1轴箱体；2导框衬垫；3主磨耗板；4顶面磨耗板。轴箱体为铸钢件，材料符合“AS 2074 - L1A”要求，其结构如图10.8所示。为了避免构架导框及轴箱体的磨损，并方便维修时更换，在轴箱体与构架导框之间配有主磨耗板和导框衬垫。主磨耗板焊装在轴箱体上。导框衬垫设计为槽形截面，用它将构架导框工作面包裹住，从而实现对构架导框的保护。导框衬垫安放在主磨耗板与构架导框之间；在上下方向，构架导框的止挡面与轮对托座的顶面，共同维持导框衬垫在合适的高度位置。轴箱体的顶面还焊有顶面磨耗板。为了给轴箱弹簧的上、下两端定位，轴箱上设置有上、下弹簧座。上弹簧座通过两个定位销和两根

24、螺栓安装在构架上。下弹簧座直接安放在轴箱体两侧的弹簧座面上。下弹簧座与轴箱弹簧之间，设置有橡胶垫，用来衰减线路不平顺产生的高频振动。橡胶垫还有隔音的效果。下弹簧座与轴箱体的弹簧座面之间，可以根据需要添加调整垫。设置调整垫的目的，是为了调整轴箱弹簧的负荷，使各轴箱的轴箱弹簧负荷相对均匀。但是，不应该通过加减调整垫的方法来校正由于车轮踏面磨损产生的轮径偏差。调整垫为剖分式结构，这样，用两个千斤同时顶起轴箱两侧的下弹簧座，即可进行加减调整垫的作业。轴承保持座安装好后，无论机车运行中轮对相对于构架的上下浮动幅度有多大，都能保持轴箱轴承始终呆在轴箱体的轴承腔内。轮对托座有三个方面的作用，一是限制构架相对

25、于轮对最大的上浮量；二是固定导框衬垫在合适的高度位置；三是吊起转向架时，可以同时吊起轮对。轮对托座为铸铝件，材料符合“AS 1874 CC601级”的要求（相当于GB/T 1173-1995 ZL101A），经热处理后须达到“T6”条件。主要受力部位应进行着色探伤检查，不得有裂纹存在。10.3.3 检修运用中，定期检查轴箱体、磨耗板、导框衬垫有无裂损；焊缝有无开裂。按图10.9所示方法，定期检查导框衬垫与磨耗板之间的纵向和横向间隙。间隙值超出报废限度时，需进行更换。如仅更换导框衬垫，轴箱可不解体，只需拆下相应位置的轮对托座，换上新导框衬垫后，再重新装好轮对托座。不允许在装有轴承的轴箱体上进行焊

26、接作业。因此，如需更换磨耗板，需将轮对电机驱动装置及轴箱从转向架上拆下，并将轴箱解体。换上的磨耗板表面需平整。磨耗板与轴箱体的焊缝不得超出磨耗板的表面。10.3.4 轴箱轴承图10.10 轴箱轴承内部结构图10.9 轴箱纵向和横向间隙检查每根车轴的两端各装一个轴箱轴承，选用的轴承型号是Timken “AP” Class G（712英寸）。它是采用脂润滑的圆锥滚子轴承。轴承尺寸： 内径 177.8 mm、外径 276.2 mm。径向载荷： 68600 lbf/500 rpm。轴箱内部结构由轴承、轴箱体、轴端盖、轴承密封件等组成，如图10.10所示。Timken铁路圆锥滚子轴承必须采用压装方式安装

27、到车轴上。不允许为了易于安装而对轴承内圈组件加热。压装时，必须使用导向套筒，以保持内隔圈与内圈孔对中并将轴承组件引导到车轴上。轴承在车轴上的过盈量是由车轴和轴承组件的尺寸公差确定的。对于任何给定的合格品，无论轴承还是车轴，都不需要通过选配来实现过盈量配合。在轴承部件被分解、清洗、检测和修理后，允许用可以再用的旧部件和所需的新部件重新组装成轴承。不得采用其它工厂生产的轴承零部件与Timken轴承零部件混装在一个单元组件中。Timken轴承零部件是很容易识别的，除端盖螺栓、加油嘴和螺塞外，Timken轴承组件的每一个部件上均有“Timken”注册商标。Timken“AP”轴承在工厂已经进行预润滑。

28、当其安装到车轴轴颈上后无需添加额外的润滑剂。在正常的工作条件下，预计轴承工作温度会比环境温度高出38（100）。可以将手放在轴箱、连接座或轴承外圈底侧（哪个部位易于接近就放在哪个部位）上检查轴承的工作温度。如果手放在轴箱、连接座或轴承外圈上呆不了几秒钟，而且该轴承明显地比该车上的其它轴承热，则应当用一只温度指示笔或一台直读式高温计在轴箱或连接座的外表面检测其温度。如果该轴承温度超过94（200），则应拆下该轴承对其进行进一步的检查。如果发现某个轴承过热，除非该轴承已明显因过热受损，否则，只可施加美国铁路协会（AAR）滚柱轴承润滑脂，不可施加其它任何润滑剂。然后可以使用热轴箱冷却剂或其它合适的冷

29、却剂以维持机车运行至维修点。10.4 弹簧悬挂装置及减振器10.4.1 作用机车的弹簧悬挂装置由弹簧（圆弹簧、板弹簧及橡胶簧）和减振器组成。早期的结构还具有均衡梁和吊杆等。在低速机车上，只在转向架构架与轴箱之间设有弹簧悬挂装置（一系悬挂），如东风型内燃机车的弹簧悬挂装置。这种弹簧悬挂装置的静挠度较小。随着机车速度的提高，除构架与轴箱间的一系悬挂外，还在转向架构架与车体之间设置弹簧悬挂装置（称为二系悬挂）。采用两系悬挂，可增大悬挂系统总的静挠度，从而改善机车在垂直方向的运行平稳性，减小机车对线路的动作用力。现代机车大多采用两系悬挂系统。弹簧悬挂装置有两方面的作用：第一个作用是给机车各轴以一定的重

30、量分配，并使所分配的重量在车轮行经不平顺的线路时，不致发生显著的变化；第二个作用是当机车车轮行经线路不平顺处或因车轮不圆而发生冲击时，弹簧悬挂装置可缓和其对机车的冲击。HXN5型内燃机车转向架采用两系悬挂系统。一系悬挂主要由轴箱弹簧及垂向减振器组成；二系悬挂由两个侧承载垫和一个中间承载垫、一个横向减振器和两个抗蛇行减振器组成。10.4.2 一系悬挂HXN5型内燃机车转向架一系悬挂由轴箱弹簧、橡胶垫、垂向减振器组成，如图10.11所示。中间轴位的轴箱不设垂向减振器。图10.11 一系悬挂（端轴）1-轴箱弹簧； 2-垂向减振器； 3-橡胶垫。轴箱弹簧每个轴箱2个，每转向架12个。弹簧下面串联有橡胶

31、垫，用以吸收和衰减从轨道传至轴箱的高频振动。轴箱弹簧簧条直径36.6mm，有效圈数7.8，自由高512mm，内径(1381)mm；在52.4kN负荷下，静态高度(3901)mm；垂向刚度(43020)N/mm。垂向减振器设在端轴轴箱与转向架构架之间，它是一种双向作用液压减振器，用来衰减线路不平顺引起的垂向振动。垂向减振器阻尼系数为70kNs/m。运用中，目视检查轴箱弹簧是否有折断、裂纹、垂向磕碰、深刻痕、擦伤或其它弹簧损坏迹象。如有则应更换弹簧。10.4.3 二系悬挂HXN5型内燃机车转向架二系悬挂由三个橡胶钢板复合承载垫、一个横向减振器、两个抗蛇行减振器组成，其布置如图10.12所示。其中，

32、左、右两只侧承载垫横向跨距2400mm，纵向距中间轴中心线905mm；中间承载垫横向定位在转向架中心线上，纵向距中间轴中心线1105mm。需要注意的是，侧承载垫和中间承载垫无论接口及外形尺寸还是性能参数，都不相同。两者的外形和接口尺寸以及额定负荷下的工作高度要求分别见图10.13和图10.14。图10.12 二系悬挂的布置图10.13 侧承载垫外形及接口尺寸图10.14 中间承载垫外形及接口尺寸侧承载垫的垂向刚度为(1730%)kN/mm，剪切刚度为(0.1220%)kN/mm；中间承载垫的垂向刚度为(1830%)kN/mm，剪切刚度为(0.1120%)kN/mm。为了抑制机车运行时的横向振动

33、和蛇行振动，HXN5型机车转向架二系悬挂设置有一个横向减振器和两个抗蛇行减振器。横向减振器阻尼系数为180 kNs/m。抗蛇行减振器阻尼特性要求如图10.15所示：低速振动时，阻尼力呈线性增长，振动速度达到0.012m/s时，阻尼力为15kN；最大振动速度0.2m/s时，阻尼力为20kN。图10.15 抗蛇行减振器阻尼特性要求10.4.4 承载垫检修10.4.4.1 外观检查按如下程序检查承载垫是否损坏或橡胶层与钢板是否分离： 板的弯曲或裂纹：除顶板和底板外，其它板的弯曲是允许的。不允许顶板和底板弯曲大于1.0 mm或有裂纹。 粘接缺陷：允许有深度小于13 mm、单处延伸不超过50 mm 的橡

34、胶层和钢板的分离。 橡胶损坏：允许橡胶表面有损坏长度不超过50 mm，损坏深度不超过13 mm，且单层任一侧不多于两处的切断和开裂。 油脂污染：表面因受油、脂污染而发生一定程度的软化是允许的，但是如果肿胀引起橡胶层长度或宽度超过正常值6 mm，则该承载垫应予以更换。10.4.4.2 工作高检测对侧承载垫和中间承载垫进行额定负荷下的工作高检查。施加规定的负荷1分钟后，测得的工作高应分别满足图10.13和图10.14的要求。10.4.4.3 承载垫的更换同一转向架的3个承载垫，只要有一个外观检查不合格或工作高检查不合格，那么，该转向架上的3个承载垫须全部更换。10.4.5 液压减振器检修检查液压减

35、振器（每台转向架垂向减振器4 个、横向减振器1个、抗蛇行减振器2个，共7个）是否漏泄或橡胶安装套是否损坏。减振器体上有轻微的液压液体薄膜是正常的。如果减振器体上有明显的液体，或者安装套磨损、粘结、严重腐蚀或者丢失，则须更换。更换减振器时，同一轴位的两个垂向减振器须成组更换，即，若一个垂向减振器须更换，该轴位的另一个垂向减振器须同时更换。同一转向架的两个抗蛇行减振器须成组更换，即，若一个抗蛇行减振器损坏，该转向架的两个抗蛇行减振器须同时更换。10.5 牵引装置10.5.1 作用为了将转向架上产生的纵向力（牵引力或制动力）传递到车体上部，HXN5型机车转向架采用了中心销形式的牵引装置。作为转向架与

36、车体间的一种连接装置，牵引装置在传递纵向力的同时，还要能允许转向架相对于车体有适当的横动和转动。10.5.2 组成HXN5型内燃机车转向架牵引装置（图10.16、图10.17）由中心销、尼龙衬套、牵引座、牵引缓冲垫、横向止挡、牵引箱盖、托架、支承架等组成。中心销为铸钢件，材质符合“AAR M-201 B+级”要求，重量约246kg。中心销焊装在车体架下部。图10.16 牵引装置（2D）1中心销；2尼龙衬套；3牵引座；4横向止挡；5托架；6支承架。图10.17 牵引装置（3D）图10.18 自润滑尼龙衬套中心销与牵引座之间配有自润滑尼龙衬套。尼龙衬套的内孔与中心销的装配为间隙配合，最小间隙0.8

37、mm；外圆与牵引座内孔为间隙配合，最小间隙0。尼龙衬套内孔在垂直方向挖有12道沟槽。为便于组装，尼龙衬套垂直方向剖开了一条宽12mm的豁口，如图10.18所示。组装时，事先用1块压板通过4只螺钉将尼龙衬套（法兰）压装在牵引座顶面上。牵引箱盖通过定位销和螺栓安装到构架牵引梁上，与构架牵引梁后侧中间区域相配合组成了框形的牵引箱结构。牵引箱与牵引座之间，在纵向（转向架前后方向），压装有两个牵引缓冲垫。由于橡胶元件不易承受拉伸载荷，因此，牵引缓冲垫被设计成具有较大的预压缩量，这样可保证无论是前进还是后退、承受机车最大的纵向力时，两个牵引缓冲垫均仍然处于压缩状态。另外，两个处于预压缩状态的牵引缓冲垫，还

38、能承受牵引座以及尼龙衬套的重量，保证牵引座不至于掉落下来。牵引缓冲垫主要参数见表10.6。表10.6 牵引缓冲垫主要技术参数项 目规格或性能名义轴向载荷（预压紧力）170 kN名义轴向载荷下工作高(1150.7) mm轴向载荷范围15325 kN（按机车最大起动牵引力620kN计）轴向刚度(2230%) kN/mm横向剪切刚度（长边方向）(0.520%) kN/mm垂向剪切刚度（短边方向）0.1 kN/mm在牵引箱与牵引座之间，牵引座两侧面（横向）各装有一个横向止挡。该止挡与牵引箱相配合，用来限制车体相对于转向架过大的横向位移。当中心销相对于牵引箱的横移量超过35mm时，横向止挡将起作用。横向

39、止挡为橡胶与钢板通过硫化粘接在一起的结构，它的外形如图10.19所示，特性为非线性，随着横移量的增加，刚度也随着增大。为防止牵引缓冲垫失效引起牵引座脱落到轨道上而扩大损失，在牵引座下方设有托架。托架用螺栓固定在中心销下端面处。该托架同时还是转向架与机车整体起吊的起吊设备之一。当转向架需从机车上解体时，须事先将托架从中心销上拆下来。图10.19 横向止挡外形和特性在托架下方设有支承架。在转向架与机车组装及解体过程中，它可以用作托架的临时支承。支承架用螺栓固定在牵引箱（构架牵引梁）上。结构设计上，托架与牵引座及支承架互相之间有足够的间隙，保证在正常情况下，机车运行时托架不会与牵引座或支承架相磕碰。

40、牵引装置（牵引缓冲垫）的中心高度距轨面600mm（新车轮时）。10.5.3 检修中心销的检修参见本书第11章“车体”部分。检查牵引箱盖应无裂纹。检查牵引缓冲垫应状态良好，无严重裂损；刚度变化不超过35%。检查横向止挡应状态良好，无严重裂损。检查尼龙衬套的磨损量。其与中心销之间的间隙若超过6mm（直径），则更换。转向架随机车整体吊运前，应确保托架状态良好，其与中心销联接状态良好。10.6 轮对电机驱动装置10.6.1 作用及工作原理轮对是走行部中直接关系到行车安全的重要部件，承受着巨大的静载荷和动载荷。一方面，机车全部的重量最终通过车轮支承在钢轨上。另一方面，机车全部的牵引力和制动力，最终也是来

41、源于钢轨与车轮踏面之间的摩擦力。再者，机车要始终沿着钢轨行进，必须要由车轮的轮缘来发挥它的导向与防护功能。电传动机车在运行中有两个主要的工况牵引工况和制动工况。机车处于牵引工况时，走行部的牵引电动机将电能转变为驱动扭矩，通过齿轮副驱动车轮在钢轨上行进，从而推动机车前进。关于制动功能，HXN5型内燃机车配备有空气踏面制动和电阻制动两种装置。空气踏面制动，又称为基础制动，有关它的细节参见本章“10.7 基础制动装置”部分。空气踏面制动可用于调速制动和停车制动。电阻制动，则是在机车依靠惯性行进时，将牵引电动机置于发电机工况，车轮的旋转驱动“发电机”发电，所产生的电能最终通过机车上部的电阻带的消耗转为

42、热能散发掉。这一过程将使机车减速。由于“发电机”本身的特性所限，电阻制动一般只用于调速制动，而不用于停车制动。根据牵引电动机和齿轮箱在转向架上的安装方式的不同，电机驱动装置主要有轴悬式、架悬式和体悬式三种形式。而轴悬式又根据牵引电动机安装用抱轴轴承的不同，分为滑动轴承抱轴和滚动轴承抱轴两种类型。HXN5型内燃机车电机驱动装置采用滚动轴承抱轴的轴悬结构形式。10.6.2 主要部件HXN5型内燃机车转向架有三组轮对电机驱动装置。其在转向架上的布置为内顺置布置，如图10.20所示。图10.20 轮对电机驱动装置的布置轮对电机驱动装置主要包括轴箱轴承、车轮、车轴、牵引齿轮副、抱轴箱、抱轴轴承、牵引电动

43、机、电机吊杆装配、齿轮箱、通风道等。10.6.2.1 车轮每组轮对电机驱动装置有两个结构相同的车轮，过盈压装在车轴两侧轮座处。车轮为整体结构，横截面如图10.21所示。车轮踏面采用我国铁路行业标准TB/T449-2003中的JM3外形。材料符合“AAR M-107 B级”要求。每只车轮重约474kg（新制成品）。在机车运行期间，车轮的踏面和轮缘会发生磨损。如果轮缘厚度、踏面磨耗或轮缘高度超过有关运用限度，或者踏面上的缺陷超过有关规定，该车轮必须重新镟轮或废弃。图10.21 车轴及其上的主要零部件2-车轴； 3-抱轴轴承；4-车轮；5-轴箱轴承；6-注油孔；7-从动齿轮。车轮轮径出现下列情形时，

44、不得继续投入运行： 同一车轴上两个车轮的直径差大于2.4 mm； 同一转向架上车轮的直径差大于13 mm(0.5英寸)； 同一机车上车轮的直径差大于13 mm(0.5英寸)。旋轮或换轮后，为保持最佳性能，轮径差不应大于： 同一车轴上0.5 mm； 同一转向架上2 mm； 同一机车上8 mm。重新加工的车轮轮缘表面光洁度不应超过6.35m（250 微英寸）。这很重要，因为车轮轮缘表面粗糙将导致爬轨。当轮辋上的车轮磨耗极限沟已被（或可能被）磨掉时，车轮不能再用。车轮不允许焊修。10.6.2.2 车轴车轴作为转向架最重要的结构件之一，其上压装有众多的力传递元件轴箱轴承、车轮、从动齿轮、抱轴轴承等，如

45、图10.21所示。在机车运行中，车轴承受着非常大的交变载荷，工况十分恶劣。车轴材料符合“AAR M-101 F级”要求，并经超声波探伤检查合格。每根成品车轴重约683kg。10.6.2.3 牵引齿轮副牵引电动机与车轴之间的扭矩依靠牵引齿轮副来传递。齿轮副由主动齿轮与从动齿轮组成。HXN5型机车转向架牵引齿轮副的“主动齿轮”直接在牵引电动机的枢轴上加工出来，即为齿轴结构件。它是牵引电动机的零件之一，有关细节参见本书第5章“牵引电传动系统”部分。从动齿轮过盈压装在车轴上。材料为真空脱气优质轴承钢ASTM A534。齿面淬硬HRC5862。齿数85，径向节距2.7373/英寸，齿宽131.83133.85mm，重约220kg。牵引齿轮副采用GE规范D50E32润滑油润滑。齿轮副的平滑运转，很大程度上依赖于轮齿的形状（轮廓）及状况。轮齿的过度磨损及损坏会导致破坏性的振动，这将最终导致牵引电动机的损坏或齿轮失效。在每次打开齿轮箱的时候，必须检查齿轮，以确保齿轮能够继续使用。鉴定主、从动齿轮是否能够继续使用，应清洗并检查轮齿的损伤和磨损。如果出现以下任何一种情况，则应更换故障齿轮： 轮齿断裂，有缺口，或者掉齿。 轮齿弯曲或塑性变形。 轮齿或齿根有裂痕。 齿轮曾经在没有润滑油的情况下运转。 齿轮经历过过热或烧伤的情况，这可以从它们蓝黑色或灼伤过的颜色