电机与轮对的传动方式.doc

电机与轮对的传动方式电机与轮对的传动方式电机与轮对的传动方式电机传动的方式有,直流—直流电传动(DC—DC)、交流—直流电传动(AC—DC)、交—直—交流电传动(AC—DC—AC)。DC—DC的直流电传动,需要直流电动机、直流输电,或者直流发电机。可是直流电太简单,电压和电流极易受到电阻的影响,能量在传送过程中,可能就大大地损耗造成浪费,为了减少电阻的损耗,直流电的电网又要使用粗大的电缆,就会消耗大量有色金属。所以,目前中国的电气化铁路是早已不再使用直流电网了,直流—直流的电传动,只有在短途的城市轨道运输中,一些地铁和轻轨的列车可能还在使用。AC—DC的交流—直流电传动,仍然是使用直流电动机,可是发电、输电都不用直流电了,而是使用交流电的发电机,通过交流电网进行输电,只是连接直流电动机之前,要使用整流设备,变速同样是通过改变直流电的电压和电流,对直流电动机进行操作。目前仍在使用的韶山系列电力机车,就全都是交流—直流电传动。AC—DC—AC的交—直—交电传动,就是先把单相的交流电整流得到直流电,再把直流电变成三相交流电,用来开动三相交流异步电机。他还是单相交流电的接触网,可是到了电力机车,就能够变成三相交流电,开动的三相异步电机,是相当理想的电动机,可是三相电机变速麻烦,这种电传动的应用也就相当晚。另外还有单相交流电的电传动,接触网是单相交流电,电动机也是单相异步电动机,变速就直接改变交流电的频率,可是单相电动机运行没有三相电动机稳定,这也是交流传动电力机车急需解决的问题。轮对传动方式轮对驱动系统是转向架的重要组成部件,其主要作用是把牵引电机输出的扭矩传递到轮对,货运电力机车由于运行速度较低(最大速度不大于120km/h),轮对驱动系统一般采用抱轴式悬挂方式,即牵引电机一侧通过抱轴箱及轴承悬挂在车轴上,另一侧通过弹性体悬挂在构架上,牵引电机通过一级齿轮减速传递牵引电机扭矩到轮对。抱轴式悬挂结构简单,经济实用,20世纪20年代就已运用在法国的大功率电力机车上了。随着现代科学技术的进步与发展,该悬挂结构也在不断地变化改进,其结构形式可分为双边传动、单边传动、带弹性联轴器的驱动系统。我国的SS1、SS3、SS4及原苏联引进的8G型货运电力机车转向架采用双边传动驱动系统,SS4B、SS6、SS6B、SS7及引进的6G、6K、8K、DJ1、HXD1、HXD2、HXD3型货运电力机车转向架采用单边传动驱动系统,HXD1B、HXD3B型货运电力机车转向架采用弹性联轴器的驱动系统。我国各型货运电力机车转向架驱动系统参数见表1。表1我国各型货运电力机车转向架驱动系统参数抱轴式悬挂结构的特点有:1)能够适应轮对与构架之间的各种运动与位移,与构架的弹性悬挂能够减少牵引电机的振动;2)结构简单,运用维护方便;3)机车簧下质量较大,产生较大的轮轨作用力,限制机车的允许运行速度。2双边传动驱动系统双边传动驱动系统结构见图1,是我国生产首台电力机车时引进原苏联电力机车的轮对驱动系统,牵引电机转轴两端装有齿轮,以传递牵引电机扭矩到轮对,大小齿轮采用斜齿,左右齿轮的旋向相反。牵引电机抱轴箱采用轴瓦轴承,通过轴瓦支撑在车轴上。该结构从SS1型机车开始直到现在生产的SS3、SS4型机车还在运用,是我国电力机车上应用最多的一种轮对驱动系统。图1双边传动驱动系统大齿轮由齿轮心与齿圈组成,齿圈过盈配合套装在齿轮心上。早期的轮对采用轮箍加轮心结构,大齿轮过盈配合套装在长毂轮心上。机车采用整体车轮后,大齿轮过盈配合套装在车轴上,齿圈材料采用中碳合金结构钢,齿面进行中频淬火;小齿轮采用低碳合金结构钢,齿面进行渗碳淬火,小齿轮内孔是1∶10的锥孔,过盈配合套装在牵引电机轴上。大、小齿轮采用螺旋角大的斜齿轮,以提高传动的运行平稳性,减少传动噪声。两边斜齿轮旋向相反,相互抵消了轴向力,电机轴承、抱轴承上不会增加轴向附加载荷。由于机车车辆限界()的限制,大齿轮的外径(齿轮箱下部限界影响)不能太大,齿轮中心距及牵引电机外径、功率均受到限制。由于牵引电机与车轴之间的间隙较小,抱轴瓦较滚动轴承的厚度尺寸较小,抱轴瓦的厚度只有15mm,为了使同样内径的滚动轴承厚度达到40mm以上,早期设计中选用抱轴瓦结构来满足大功率电机的外形要求。抱轴瓦由瓦背与轴衬组成,瓦背为铜铸件,轴衬为一层薄的合金材料,安装前要在抱轴瓦上刮出网状润滑油槽,以便在轴瓦与车轴结合面上形成润滑油膜。抱轴瓦使用黏度较小的稀油润滑,在运行时轴衬容易磨损加大了轴承与车轴的间隙,影响牵引齿轮的正常啮合。大齿轮安装在车轴上时,左右斜齿轮上的对应点在圆周方向上的角度差(即相位差)应相等,使得同一轴上的左右齿轮在转动时同步啮合受力。小齿轮套装到牵引电机轴上时,须使用工艺轮对,以保证两侧大小齿轮的准确啮合、齿侧隙相同,使两侧齿轮