C0C0轴式大功率货运电力机车牵引装置技术难点分析及对策

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李冠军?ｃ旷Ｃ０轴式大功率货运电力机车牵引装置技术难点分析及对策?２００９年第５期

２．１对机车的黏着利用率提出了更高要求

对于现代Ｃ旷Ｃ。轴式机车，为了使机车有更好的动力学性能，一般采用弹性二系悬挂结构，于是要使机车具有最高的黏着利用率就要求转向架牵引点高度尽量低，最好为零。由于牵引点与轨面间存在高度差，轮轨间作用力将对转向架产生附加力矩，使机车出现轴重转移；在小雨冰雪天气或轨面不清洁时，还将造成机车动轮空转，严重时甚至将造成坡停或动轮擦伤。于是Ｃ旷Ｃ。轴式大功率货运电力机车要求牵引装置具有较低的牵引点，较高的黏着利用率。理论上讲，Ｃ旷Ｃ。轴式电力机车利用机械方法能得到的最大黏着利用率可达９４％～９５％。实践当中，我们认为Ｃ旷Ｃ。轴式大功率货运电力机车的实测黏着利用率应不低于９０％。

２．２不应对机车的运行安全性造成影响

牵引装置连接车体和转向架，机车通过曲线时，转向架要相对车体发生转动和横移，这时牵引装置将与转向架纵向中心线产生一定的夹角，牵引杆传递的牵引或制动力将产生一个横向分力，并作用于转向架牵引座上。牵引杆越短，产生的夹角越大，作用于转向架上的横向分力也越大。这个横向分力将影响到机车的脱轨安全性。对于大功率的ｃｏ－ｃ。轴式的货运电力机车，由于牵引列车的重量大，牵引和制动时产生的冲击力很大，如果牵引杆长度短，那么这个冲击力导致的横向力也会很大，所以要求机车通过曲线时，牵引杆与转向架的纵向中心线的夹角要小，这就要求牵引杆具有足够的长度。

端部拉压杆方式由于受结构空闻的影响，端部拉压杆不能设计得太长。同时，由于端部拉压杆直接与构架端梁连接，牵引制动及冲击力产生的横向分力直接作用在构架端梁上，这给机车的运行安全性带来一定的负面影响。另外，当转向架相对车体旋转时，构架端梁中点处扫过的位移比中间梁中点扫过的位移要大得多，由此引起的牵引杆转角也要比牵引杆布置在中间梁上要大得多，进而由牵引杆引起的横向力也要大得多。所以除非端部拉压杆能设计得足够长，否则一般不建议大功率货运电力机车采用端部拉压杆牵引方式。

２．３要求结构简单、便于维护

Ｃ旷Ｃ。轴式大功率货运电力机车是我国今后的主型货运电力机车，批量非常之大，这要求牵引装置结构要简单，维护要方便。Ｚ字型低位斜拉杆式牵引装置，当车轮踏面磨耗后需要对其牵引点高度进行调整，检修维护工作量大，不能满足此要求。结构简单，一方面体现在牵引装置本身，另一方面也体现在不要给与之相连的结构件的结构设计带来太大的麻烦。端部拉压杆牵引方式，由于端梁要承受很大的牵引力，故对端梁以及构架的结构设计带来难度。２．４对牵引装置的强度和刚度提出了更高要求Ｃ旷Ｃ。轴式大功率货运电力机车，其牵引力大，每个转向架启动牵引力为２８５ｋＮ，持续牵引力也有２１０ｋＮ。另外，Ｃ旷Ｃ。轴式大功率货运电力机车每个转向架的质量也较大，一般在３０ｔ以上。根据ＵＩＣ６１５一Ｉ标准的要求，牵引装置应能承受转向架重量的３倍冲击而不屈服，承受转向架重量的５倍冲击而不断裂。而且牵引装置还必须满足承受转向架重量的５倍冲击力而不失稳，承受启动牵引力而不产生疲劳。显然这给牵引装置的强度和刚度提出了更高的要求。

２．５机车下部限界要求给牵引装置的设计带来了困难ｃ旷ｃ。轴式大功率货运电力机车牵引电机的功率大，其体积相应也比一般的电机体积大得多，牵引电机下方的空间小。向上应考虑与牵引电机底部留有足够的间隙，确保机车运行过程中平牵引杆与牵引电机不发生干涉；向下应考虑车轮磨耗到限时．平牵引杆满足ＧＢｌ４６．１—８３《际准轨距铁路机车车辆限界》规定的下部限界的要求（牵引装置为转向架上的弹簧承载部分，当车轮磨耗到限时与轨面间隙不小于７０ｍｌｎ）。另外，横向应确保机车通过最小曲线半径时不与齿轮箱发生干涉。为了满足两个方向问隙的要求，牵引装置截面尺寸必然受到限制。

３解决方案

根据以上难点分析，结合ＨＸＭＢ型机车，我们提出了一种适合ｃ旷ｃ。轴式大功率货运电力机车的牵引装置方案。该牵引装置采用中央推挽式结构，如图１所示，主要由斜牵引杆、平牵引杆、摆杆、牵引销、滑环、滑套以及牵引橡胶关节等组成。斜牵引杆与平牵引杆通过牵引销相连，牵引销与平牵引杆为过盈配合，斜牵引杆与牵引销之间则为间隙配合，斜牵引杆町绕牵引销上下旋转。该牵引装置具有以下一些特点。

１—斜牵引杆；２—摆杆；３—平牵引杆；碑引橡胶关节；５一滑环；扣滑套；Ｈ引销。

图１

ｃ旷Ｃ０轴式大功率货运电力机车牵引装置

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