电力机车总体及走行部
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电力机车总体及走行部(ML制作)第一章概论1电力机车有电气部分、机械部分和空气管路系统3大部分组成。
2机械部分包括车体、转向架、车体与转向架连接装置和牵引缓冲装置。
3转向架包括①构架②轮对③轴箱④弹簧悬挂装置⑤齿轮传动装置⑥牵引电机⑦基础制动装置。
4机车轴列式:2(B0—B0),两台机车,每车两台两轴转向架,动轴为单独驱动。
5国产电力机车参数车型项目SS3B SS4G SS8 SS9 轴列式C0—C0 2(B0—B0) B0—B0 C0—C0 轴重(T)23 23 22 21中心线高度880±10880±10 880±10 880±10 牵引点高度460 235 460车轮直径1250 1250 1250 1250 机车速度100 170 170 170传动方式双侧刚性斜齿传动双侧刚性斜齿传动单边直齿六连杆空心轴弹性传动单边直齿传动六连杆空心轴传动电机悬挂抱轴式半悬挂抱轴式半悬挂全悬挂全悬挂牵引方式牵引杆中间斜拉杆推挽式中间推挽式牵引拉杆双侧低位平拉杆6高速列车一系弹簧挠度小。
第二章电力机车车体和设备布置1车体的功能:⑴安装电器、机械设备,从而保护车内设备不受外界风沙、雨雪侵蚀。
⑵机车乘务人员操纵、保养和维修机车的场所。
⑶传递垂向力。
车体各部分重量经车体和支承传给转向架。
⑷传递纵向力。
转向架传来的牵引力、制动力经车体传给车钩和缓冲器。
⑸传递横向力。
机车运行中车体承受如离心力、风力等横向作用力。
2对车体的要求:⑴有足够的刚度和强度。
⑵为了提高机车运行速度,车体必须减轻自重,还要在各方向重量分配匀称、重心低。
⑶车体结构设计必须保证设备安装、检查、保养以及检修更换的便利,还应改善乘务人员多方面工作条件。
⑷车体机构尺寸须纳入国家规定的机车车辆限界尺寸中。
⑸满足车体基本功能和空气动力学车体外形基础上,应使车体外观设计美观、大方,富有时代气息。
3车体的类型(承载结构)1底架承载式2侧墙和底架共同承载式、3整体承载式(SS4、SS8、SS9)4Q345与16Mn为同种材料,属于不同国标。
工作过程为导向的《电力机车总体及走行部》课程改革电力机车总体及走行部是电气化铁路牵引装备的核心组成部分,其性能和质量对于保障高速铁路的安全、稳定、快速运行具有重要意义。
为了适应电力机车技术的快速发展和产业的需求,适时进行课程改革,是高校教育体系中必不可少的一环。
在改革过程中,我们以工作过程为导向,着力提高学生的实际操作能力和综合素质。
我们采用模块化课程体系,按照电力机车总体和走行部的各个部分和功能,设计了多个独立的实践模块,每个模块看似相互独立,但实际上又不失为一个整体系统的组成部分。
我们首先重视学生的操作能力和实践操作技能,为此,我们在课程设计上对实践环节进行了大量的安排。
通过布置课后作业、实验练习与操作演示等一系列综合性实践活动,激发了学生自主探究和自主思考的能力。
同时,我们为学生提供了先进的实验设备和仿真器,为学生创造了一个真实的操作环境和实践共同体。
其次,为了培养学生的创新意识和能力,我们在课程设计中引入了创新性实践环节,采用项目式学习的思想,鼓励学生自主发掘实践中的问题,提出有针对性的解决方案。
这不仅有助于学生的创新思维能力的提升,也能深化学生对所学知识的理解与掌握。
同时,我们还积极鼓励学生参与创新性项目,通过实践探索,培养学生的敢于挑战的精神和团队协作精神,让学生在实践中深化对课程的理解与实际应用能力。
最后,我们在课程内容和教学方法上,注重与行业的紧密联系,运用案例分析和探究式学习等方式,让学生更好地了解电力机车行业的现状和发展动态,以及相关技术领域的前沿进展,从而更好地融入产业实践,并把所学知识转化为实际应用能力。
总体而言,工作过程为导向的课程改革,不仅在课程设计上重视实践操作和创新性实践的开展,更注重教学内容与产业的深度融合,为学生的职业能力培养提供了有效的途径和路径。
第章 机车总体在世纪年代,我国继世界主要发达国家之后开始进行铁路牵引动力的改革,逐步向牵引动力现代化过渡,估计至即是以内燃机车或电力机车取代蒸汽机车,但究竟应以内燃牵引为主,还是以电力牵引为主,则需要考虑到具体国情和技术条件。
内燃牵引具有机动、灵活、一次性投资少、见效快的优点,在世界范围内发展迅速,但内燃机车自身要装备柴油机来提供牵引动力,因而机车功率受柴油机的限制,而电力机车的功率只受牵引电机的限制。
同样重量的机车,内燃机车的功率不如电力机车大。
因此,在牵引高速、准高速旅客列车和重载货物列车时,内燃机车就不及电力机车了。
当然,内燃机车双机或多机牵引也可达到电力机车的水平,但往往是不经济的。
内燃机车的机动灵活性特别适用于调车机车,这是电力机车望尘莫及的,而调车机车在机车总数中占有不小的比重。
,其余为内燃及蒸汽牵引。
内燃机车的总台数约为电力机车的在我国,内燃机车的发展比电力机车快得多。
到目前为止,铁路电气化里程约为全部运营里程的倍。
年发布的《铁路主要技术政策》(铁科技【铁道部号)规定:“积极进行牵引动力改革。
大力发展电力牵引,合理发展内燃牵引,提高电力牵引承担换算周转量的比重。
管好用好蒸汽机车。
”应采用电力牵引,其当前及今后相当长的一段时期内,我国铁路运输的主要问题是运输能力不足。
从各方面着手,提高铁路运能是今后长期的重要任务。
要大力发展电力牵引是因为电力牵引有其特有的优点:机车功率大,有利于提高铁路运能,而且更适合牵引高速和特快旅客列车。
因此,在主要繁忙干线、高速铁路、运煤专线及长大坡道、长隧道等线路上,他线路宜采用内燃牵引。
我国蒸汽牵引正在逐年减少,内燃机车的发展仍会是很快的,内燃机车与电力机车台数的比例,将在较长的一段时间内保持现状。
国内外内燃机车的发展我国内燃机车发展概况我国内燃机车制造工业始于年,先后曾有三种机型投入批量生产,这就是大连机型调车机车及四方机车车辆工厂车车辆工厂的型货运机车,戚墅堰机车车辆工厂的概述我国铁路牵引动力的概况世纪初将完成这一改革过程。
绪论铁路诞生以来,轨道运输技术不断发展与之相适应的牵引动力,出现了蒸汽机车、内燃机车、电力机车、动车组及城市轨道用车,它们广泛用于干线铁路运输、城市交通及工矿运输。
它们都依赖于车轮与钢轨的互相作用,钢轨依然限制了机车车辆的运动范围,自由度小,但其运量大、速度快、能耗省、运费低、占地少、污染小的特点,因而成为世界各国主要的运输手段。
第一章 列车牵引理论第一节 动轮与钢轨间粘着电传动的机车由牵引电动机通过传动机构(齿轮)将电机的转矩传递给轮对,这种传递能量的车轮称为轮对。
机车以速度V 在平直线路上运行时一个动轮的受力情况(忽略内部各种摩擦阻力)如图i F '——作用于O 点(轮轴心)的力i R ——动轮半径在i G 的作用下,车轮和钢轨的接触部分压紧在一起。
切向力i F 使车轮上O '具有向左运动的趋势,因i G 及接触处摩擦的作用,车轮与钢轨间产生静摩擦力i f 。
钢轨作用于车轮的力i f ,其反作用力i f '为车轮作用于钢轨的力,显然i f '=i f ,将i f 称轮周牵引力。
当车轮与钢轨未产生滑动时,车轮上O '点受到两个相反方向的力i F 、i f ,且i F=i f ',此时O '点保持相对静止,轮轨之间无相对滑动,在力i F '的作用下,动轮对绕O '点作纯滚动运动。
动轮与钢轨接触处由于正压力而出现的保持轮轨接触处相对静止而不相对滑动的现象称之为“粘着”。
粘着状态下的静止摩擦力i f 又称为粘着力。
当驱动转矩i M 增大时,产生的切向力i F 也增大,粘着力i f 亦随之增大,并保持与i F 相等。
当切向力i F 增大到某一数值时,粘着力i f 达到最大值。
若使切向力i F 继续增大,i f 反而迅速减小。
因此粘着力i f 的最大值max i f 与动轮对的正压力i G 成正比。
即max i f =μi Gμ=ii G f m ax 称为粘着系数。
机车总体及走行部本文将着重介绍机车的总体结构和走行部分。
机车作为一种交通工具,应用范围较广,同时也涉及到了很多相关技术和知识点。
因此,本文尽可能的详细介绍,希望能对读者有所帮助。
一、机车总体结构机车是由车架、机器室、电气室、驾驶室、牵引室、制动室、缓冲装置和机车司控装置等部分组成的。
下面分别介绍这些部分的结构和作用。
1.车架:机车的车架是机车基本体系的支撑部分,它主要承载着机车的各个组件和零部件。
同时,车架还具有一定的弹性和稳定性,可以承受机车在行驶过程中的一些不稳定因素。
车架通常由两根长条形钢管,以及纵向拉杆和横向梁等部件组成。
2.机器室:机器室是机车内部的核心部分,它主要安装着机车的动力系统,如发电机组、空气压缩机、水泵、水箱、燃料箱等。
在机器室中,需要考虑动力系统的安全和可靠性,保证其正常工作。
3.电气室:电气室是机车的电气部分集中的地方。
主要由变压器、整流器、逆变器、电容器等组成。
电气室的作用是处理来自电源的电能,把电能转换成各种电压和频率的电力供给车上各种电器设备使用。
4.驾驶室:驾驶室是机车司机驾驶机车的工作区域,司机在这里掌控着机车所有的控制台,对机车进行操作。
驾驶室的主要设备有速度表、转速表、仪表盘、按键控制器、气制动手柄、机车司控器等。
5.牵引室:牵引室是机车上用于连接货车的设备之一,用于牵引货车。
牵引室通常配有牵引控制器、牵引力计、调速阀等设备,以及各种供电插头和连接器。
6.制动室:制动室是机车上用于停车或减速的设备之一,主要包括空气制动系统、机械制动系统、电制动系统等。
机车行驶过程中,司机必须熟练掌握制动室的各种设备,对制动进行合理掌控。
7.缓冲装置:缓冲装置通常设置在机车的前后两端,用于衔接机车和货车之间的连接器。
缓冲装置主要由包括吸能器、碰撞杆和机车和货车的连接器等。
8.机车司控装置:机车司控装置是司机对机车各项指令的输入和控制中心,司机通过这个设备对机车进行牵引、制动、调速等操作。
电力机车总体及走行部一、填空题1、电力机车由电气部分、机械部分和空气管路系统三大部分组成。
2、电力机车机械部分包括车体、转向架、车体与转向架的连接装置和牵引缓冲装置四大部分组成。
3、电力机车车体多采用底架承载式车体结构、整体承载车体结构、侧壁承载结构底架承载式车体结构由底架承担所有载荷,侧墙、车顶均不承载。
侧墙结构较为轻便。
由于底架需要承受车体的所有载荷,即要有足够的强度和刚度,所以底架结构比较笨重。
这种车体主要用于工业用电力机车车体以及客车车箱。
侧壁承载结构侧墙和底架共同承载,侧墙骨架较为坚固,外蒙钢板也较厚,与车体底架焊成一个牢固的整体。
侧墙骨架采用型钢材或压型钢板制成框架式或桁架式两种结构形式。
桁架式侧墙骨架有斜拉杆,强度、刚度高于框架式侧墙骨架,但开设门窗不便,多用于货车,电力机车车体以及客车车箱的骨架多采用框架式侧墙结构。
整体承载车体结构底架、侧墙、车顶组成一个坚固轻巧的承载结构,使整个车体的强度、刚度更大,而自重较小。
4、工矿用电力机车重量轻、车速低,故多采用工业电力机车车体结构。
5、SS4改电力机车车体采用16Mn低合金高强度钢板压型梁与钢板焊接整体承载结构。
6、每节SS4改型电力机车的压缩空气由一台VF3/9空压机供风,该空压机为四缸V形排列两级压缩活塞式压缩机。
7、电力机车主断最低工作风压为450KPa.8、电力机车转向架的作用有承重、传力、转向、缓冲功能。
9、机车转向架的车轴数越小在小半径曲线运行性能越高。
10、三轴转向架固定轴距大,仅适合在大半径曲线运行。
11、SS4改电力机车轴重23t总重为184t,故仅用于货运。
12、SS9改电力机车轴重21t总重为126t,故仅用于客运。
13、机车转向架按制造工艺分类,可分为焊接构架和铸钢构架。
14、JM3型轮对踏面轮缘原始厚度为15、JM3型轮对踏面轮缘最小厚度为16、为减小磨损,齿轮传动比应选择无理数(无限不循环小数)或是无限不循环的无理数。
17、电力机车构架清洗,一般选用70~80c的碱水冲洗,然后漂净。
18、机车中修时,轴颈拉伤深度不得大于1mm。
19、轮毂过盈量不足加热时,其垫板厚度不得大于1.5mm。
20、轮毂过盈量不足加热时,其垫板厚度数不得大于4。
二、简答题1、空气管路中,启动电空阀有什么作用?答:在机车受电弓升起时,为保证与高压区的隔离,在升弓通路中设置了保护电空阀和门连锁阀,起到连锁保护作用,压缩空气由风缸经保护电空阀送到门联锁阀时,由于保护电空阀是一个闭式电空阀只要线圈有电就能使电空阀保持开启状态,保证供给门联锁阀压缩空气。
2、电力机车止回阀有什么作用?答:为了防止控制系统压缩空气逆流,同时替代换向阀实现风源转换而设置的。
3、电力机车压力控制器有什么作用?答:为保证安全和将具有稳定压力的压缩空气供给各个系统工作使用,必须使总风缸的压力空气保持在一个规定的范围之内。
风源系统由压力控制器来自动空气压缩机电动机电路的闭合和断开,通过控制空气压缩机的工作来调节总风缸内空气压力,使其保持在一定范围之内。
4、纵向油压减振器有什么作用?答:5、电力机车转向架各部分的组成及其作用?答:转向架一般包括构架、轮对、轴箱、轴箱悬挂装置、牵引电动机及悬挂、齿轮传动、基础制动装置等主要组成部分。
构架除承受垂向重力、纵向牵引力、制动力及横向离心力、轮轨侧压力外,还经受很严重的动作用力和冲击载荷。
轮对机车的全部静载荷都通过轮对传给钢轨;牵引电动机的转矩经过轮对作用于钢轨,产生牵引力,通过轮对的滚动使机车牵引列车前行。
轴箱设在车轴两端轴颈上,用来安设轴承,将全部簧上载荷,包括垂直方向的动载荷传给车轴,并将来自轮对的牵引或制动力传到转向架构架上去,它还传递轮对与构架间的横向作用力和纵向作用力。
6、电力机车设备的布置原则?答:(1)重量分配要均匀。
(2)满足设备的安装、拆卸、检查和检修方便的要求,尽可能屏柜化、模块化,特别是易损的设备要易于拆装。
(3)安全防护:对危及人身安全的电气设备,要有严格的防护措施和警示标牌等。
(4)应注意节约导线、电缆和压缩空气、冷却空气管路。
(5)舒适:司机室设备布置要求作业范围合适、操纵方便、视线合理,易于观察各种仪器、仪表和信号灯指示。
7、电力机车车体的功能有哪些?答:(1)车体用来安装各种电气、机械设备,从而保护车内设备不受外界风沙、雨雪的侵蚀。
(2)车体是机车乘务人员操纵、保养和维修机车的场所,内部设有司机室和各机器间。
(3)传递垂向力。
(4)传递纵向力。
(5)传递横向力。
8、对电力机车车体的要求有哪些?答:(1)有足够的强度和刚度。
(2)为了提高机车的运行速度,必须减轻车体自重,还要在各个方向上重量分配均匀、重心低。
(3)车体结构设计必须保证车内设备安装、检查、保养以及检修更换的便利,还应完善通风、采光、取暖、瞭望、隔热等措施,多方面改善乘务人员的工作条件。
(4)车体结构尺寸必须纳入国家规定的机车车辆限界尺寸中。
(5)在满足车体基本功能和空气动力学车体外形的基础上,盈使车体外形设计美观、大方,富有时代气息。
9、离心式通风机的组成与特点有哪些?答:组成:有蜗壳状的壳体,壳体内安装有叶轮,叶轮轴由电动机驱动。
特点:风力比较集中,出风体积大,风压较大,适应于远距离送风;但受叶轮形状和强度的影响,转速较低,常用于阻力大、管路较长的通风系统中。
10、轴流式通风机的组成与特点有哪些?答:组成:由叶轮、电动机以及圆筒形外壳组成。
特点:风压小,风力较分散,因此不适宜远距离送风;出风体积小,但转速高,效率较高。
适合于风量大、管道粗短、阻力较小的通风系统中。
11、对高速电力机车为什么多采用整体辗钢轮?答:(1)随着机车运行速度的大幅提高,车轮高速转动产生的离心力对轮毂产生的应力往往有坑内破坏轮毂的结合强度。
(2)随着塑料闸瓦的使用推广,闸瓦传热散热不良将引起制动时轮毂温升过高。
(3)对某些采用空心轴传动的电机全悬挂机车,在轮心辐板要开设穿入连杆轴销或空心轴拐臂的孔,辐板强度被消弱,难以保证轮毂于轮心的配合强度。
12、磨耗型踏面的主要特点有哪些?答:优点:(1)延长了旋轮里程,减小旋轮时的车削量;(2)在同样的轴重下,接触面积增大,接触力较小;在同样的接触应力下容许更大的轴重:(3)减少了曲线运行时的轮缘磨耗;(4)减少了踏面磨耗。
缺点:等效斜率较大,对机车运行稳定性不利。
13、采用轴箱导框式定位和拉杆定位各有什么特点?答:轴箱导框式定位存在摩擦面,增加了检修工作量和检修成本;运用中需经常加注油润滑,维修保养比较困难;磨耗松旷后产生打音;横向位移没有弹性,不利于降低轮轨之间的动作应力,动力曲线通过性能不好。
拉杆定位轴箱拉杆两端处装有橡胶套,销子两端有橡胶垫。
轴箱可以依靠橡胶环节的径向、轴向及扭转弹性变形,实现各方向的弹性位移,使轮对与构架的联系成为弹性联系。
适当选择它的横向刚度和纵向刚度,可以显著地改善机车运行的稳定性。
14、减少车轴疲劳破坏的措施有哪些?答:锻造车轴钢坯应进行人工时效或自然时效处理,待内应力消除后再进行机械加工;加工成型的车轴表面应有高的表面光洁度;不同直径的过度部分,要有尽可能大的过度圆弧,以减小应力集中,车轴正火热处理后,需进行式样检查;对车轴表面进行滚压强化处理,是表层金属材料更加密致,提高抗疲劳能力等。
15、简述板弹簧、圆弹簧、橡胶弹簧的工作特点?答:板弹簧优点:不仅具有一般弹簧应起的缓冲作用,而且还因片间摩擦,具有良好的衰减振动的性能,即吸振性好;缺点:质量大,体积大,比其他弹簧笨重;制造工艺复杂;对高频振动很不敏感,往往直接传递,所以灵敏性差;由于强度的限制,板弹簧变形范围较小,进一步增大挠度有困难。
圆弹簧优点:结构简单;质量轻;形体小;制造修理比较容易,成本低;工作灵敏性好;静挠度一般加大。
缺点:几乎无吸振能力,振动衰减慢。
橡胶弹簧优点:有良好的减振性能,吸收高频振动的能力强;灵敏性好;质量轻;形体小;不会突然折损,运行中无需经常检查。
缺点:强度较小;制造工艺复杂;性能误差大;性能受温度的影响大,橡胶弹簧的刚度随温度变化,高温时易老化,低温时易变脆。
16、采用弹性齿轮传动的特点有哪些?答:改善了沿齿宽方向的应力分布;缓和来自钢轨的冲击,啮合力的传递比较柔和;改善了牵引电动机的工作条件。
缺点:增加齿轮结构的复杂性,增加制造成本。
17、MX-1型车钩缓冲器的特点有哪些?答:优点:(1)容量大。
该型缓冲器的容量在34300J以上,比3号缓冲器大80%~100%。
(2)性能好。
能量吸收率高达90%,适用于各种不同的冲击能量,即:受到小的冲击时易于变形,对于大的变形则增加缓慢,抗阻能力显著增大,工作安全可靠。
(3)零件少,重量轻,成本低。
(4)制造方便,检修容易。
缺点:橡胶片的性能不稳定,箱体容易产生裂缝,有待于改造。
18、简述机车车钩的三态。
答:闭锁、开锁、全开三种作用,俗称为车钩的三态作用。
闭锁位置是车钩连挂好以后的状态。
钩舌尾部转入钩锁腔内,钩锁以自重下落,其后锁面和侧座锁面分别坐在钩舌推铁的锁座和钩舌尾部侧面的钩锁承台上,卡在钩舌尾部侧面及钩锁腔侧壁面之间,拦住钩舌不能张开。
当钩锁以自重落下后,下锁销沿钩锁腿部的下锁销轴孔下滑,使下锁销的防跳台处于下锁销孔中的防跳台下方,起防跳作用。
二次防跳尖端卡在下锁销孔的前沿二次防跳台下,再次限制钩锁的跳动。
开锁位置是一种开而不锁的状态。
钩舌虽未张开,。