第二章 转向架

第一节 转向架的功用与组成

DF4B型内燃机车是客、货运两用机车,要求转向架通用,因此在转向架的设计上应同时满足客运和货运的牵引要求。该转向架属于无心盘、无导框、无均衡梁、二系弹簧悬挂的三轴转向架。

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,经四个摩擦旁承传给转向架。用牵引杆装置连接在构架与车体之间,以传递牵引力和制动力。转向架各轴采用单独驱动,即一个轮对由一台牵引电动机驱动。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。

为了满足货运牵引要求,减小机车轴重转移,采用了牵引电动机顺置排列、较软的一系弹簧、较硬的二系弹簧及较大的旁承纵向间距。

为了满足客运牵引的要求,提高机车高速运行时的垂向和水平方向的动力性能,采用了两系弹簧悬挂装置,其总静挠度为139mm。其中一系悬挂静挠度为123mm,采用圆弹簧与液压减振器并联组合,这样可以较好地缓和冲击,消除机车在常用速度范围内的共振;二系悬挂静挠度为16mm,采用橡胶弹簧,能够较好地吸收机车高速运行时产生的高频振动。

转向架采用摩擦式旁承、轴箱拉杆、轴端橡胶缓冲支承等结构,有利于克服机车高速运行时的蛇行运动,减轻和缓和通过曲线时的横向冲击力。此外,牵引电动机采用了吊杆式悬挂,使电机通过橡胶座和橡胶圈与构架相连,有效地改善了机车的垂向动力性能。

转向架内每轴两端各设1个制动缸,并采用单侧制动;转向架四角上装有砂箱。

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,其传递过程为:车体→旁承→转向架构架→轴箱圆弹簧及橡胶垫→轴箱→轮对→钢轨。钢轨作用于轮对的冲击力与垂直力的传递顺序相反,经弹簧悬挂装置缓冲后传到车体。

纵向力主要指牵引力、制动力及运行中产生的纵向冲击力。由于轮轨间黏着作用而产生的轮周牵引力的传递过程为:钢轨(顶面)→轮对→轴箱→轴箱拉杆→转向架构架→牵引杆装置→车体→车钩。当机车制动时,制动力的传递顺序与牵引力相同,但作用方向相反。

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行运动而导致的横向振动使轮轨间产生的横向打击力。横向力的传递过程为:钢轨(侧面)→车轮轮缘→车轴→轴箱→轴箱拉杆→转向架构架→牵引杆装置和侧挡→车体。

转向架型式虽然很多,结构有所不同,但只要搞清力的传递过程,就可对转向架有一个总的认识。

一、DF4B型机车转向架的组成及功用

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等。

2.保证必要的轮轨黏着,是轮轨接触处产生轮周牵引力或制动力,以达到牵引列车运行或制动停车的目的。

3.缓和线路对机车的冲击,使机车在线路上运行时不论垂直方向或水平方向,均有较好的运行平稳性。

4.保证机车能顺利通过曲线或侧线。

5.机车在线路上运行时,使轮轨间在牵引力和制动力以及各种外力作用下,保证安全可靠。

转向架主要由构架、轮对、轴箱、弹性摩擦旁承、牵引杆装置、电机悬挂装置、基础制动装置及缓冲装置组成。

二、DF4B型机车构造速度、持续速度、启动牵引力及持续牵引力

构造速度:客运120km/h;货运100km/h。

持续速度:客运28.5km/h;货运21.6km/h。

启动牵引力:客运327.5kN;货运435kN。

持续牵引力:客运243kN;货运324kN。

三、DF4B型机车转向架中心距、全轴距及通过最小曲线半径

转向架中心距为12000mm,全轴距为15000mm,通过最小曲线半径为145m。