HXD2C型電力機車轉向架

石 強，呂士勇，封全保，劉 輝

（1 大同電力機車有限責任公司 技術中心，山西大同037038；2 北京二七軌道交通裝備有限責任公司，北京100072）

隨著我國經濟的快速發展，鐵路運輸需求日益增長，基于我國有限的鐵路運輸資源，發展重載貨運刻不容緩。HXD2C機車轉向架就是由大同電力機車有限責任公司基于法國PRIMA貨運機車轉向架的基礎上，經過消化吸收和再創新而開發的軸功率為1 200kW、速度為120km／h、軸重為25t的Co轉向架。

該轉向架具有輪軌動作用力小，有良好的平穩性、穩定性和曲線通過性能，較高的黏著利用率，可靠的牽引、制動性能，滿足模塊化、標準化，簡統化的要求，2010年在鄭州鐵路局管內進行了第一次動力學性能試驗，試驗性能良好。

1 主要技術特點

（1）HXD2C轉向架結構簡單，維修性好。設計采用的標準全面，主要以UIC和EN標準為主，主要部件都有標準可依，針對重載貨運的技術，采用了一系“軟”二系＂硬＂的懸掛方式；

（2）主動齒輪采用簡支梁安裝方式，這種結構不同于既有機車的懸臂式結構，它改善了主動齒輪及電機軸承的工作條件，也改善了齒輪的嚙合性能和齒輪傳動的平穩性，延長了齒輪的使用壽命；

（3）齒端抱軸箱軸承和電機齒端軸承通過齒輪油進行潤滑，不同于既有直流機車的脂潤滑；

（4）材料要求高：主要受力部件材料滿足在－40℃時的沖擊要求，提高了產品的可靠性，安全性；

齒輪箱、抱軸箱采用球墨鑄鐵材料，金相組織性能好，強度高；構架鋼板采用細晶粒高強度的S500MC鋼板材料；

（5）車輪采用了適合于踏面制動的R7T材料，提高了抗剝離性能；

（6）牽引裝置采用了推挽式水平短牽引桿技術，有效減少了軸重轉移，且結構簡單，工作可靠；

（7）采用了600A大額定電流的接地裝置，保證機車在滿功率運行工況下，避免軸承被電蝕，提高了軸承可靠性，保證了機車安全運行；

（8）輪緣潤滑采用已在國外高速機車應用的油氣混合式輪緣潤滑技術，大大減少了車輪輪緣磨損；

（9）轉向架落成后進行稱重試驗，使轉向架具備了可互換性。

2 主要技術參數

主要技術參數見表1。

表1 轉向架主要技術參數

3 主要部件

轉向架主要由輪軸驅動系統、構架、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置、牽引裝置、基礎制動裝置和附屬裝置等組成，轉向架結構簡圖見圖1。

圖1 轉向架結構簡圖

3.1 輪軸驅動系統

輪軸驅動系統由驅動軸組裝、驅動單元組裝兩部分組成，HXD2C機車有6組輪軸驅動系統。

驅動軸組裝由車軸、車輪、抱軸箱裝配、軸箱裝配、從動齒輪等組成，結構簡圖見圖2。

車軸材料為A1N，；車輪采用進口整體輾鋼車輪，材料牌號R7T，輪徑為φ1 250。車輪與車軸配合過盈量為0.31～0.37mm，齒輪與車軸配合過盈量為0.35～0.41mm，采用冷壓裝，輪對壓裝執行UIC 813要求，在輪轂和大齒輪轂側面設有注油孔，以方便退輪。

軸箱采用無導框獨立懸掛結構，由軸箱體、軸承、軸圈、軸端壓蓋、前蓋和后端蓋等組成。一、三位輪對軸箱軸承采用整體式圓錐滾子軸承，中間位輪對軸箱軸承采用整體式圓柱滾子軸承。中間位輪對軸承自由橫動量±18mm，軸承在正常工作條件下溫升≤55℃，所允許的最高溫度≤120℃，軸承型號見表2，使用的潤滑油脂牌號見表3。

表2 軸承型號

表3 潤滑油脂牌號

抱軸箱裝配由抱軸箱體、兩組不同的圓錐滾子軸承、軸承座、密封蓋、密封環、調整墊、隔環、擋油板、橡膠密封圈等組成，組裝后橫動量為0.15～0.25mm，齒側抱軸箱軸承的潤滑采用齒輪油進行潤滑，非齒側抱軸箱軸承采用潤滑脂潤滑，潤滑脂為殼牌Shell 2760B，機車每運行15萬km需補充注入200±10g潤滑脂，軸承在正常工作條件下溫升≤55℃，所允許的最高溫度≤120℃，抱軸箱軸承型號見表4。

表4 抱軸箱軸承型號

驅動單元組裝由齒輪箱、主動齒輪、密封元件及電機懸掛和防落系統組成，驅動單元采用彈性半懸掛方式，一側通過抱軸箱和兩套圓錐滾子軸承與車軸聯結，另一側采用一個電機吊桿懸掛于構架上，電機吊座上安裝有橡膠套，可實現驅動單元與構架之間相對位移。為了防止電機懸掛系統失效后造成事故，每套驅動單元設計有一套電機防落系統，以確保電機懸掛系統的可靠性，齒輪油采用BP－Energear SHX－LS 75W－90或Shell Spirax ASX 75W－90潤滑油，注油量約為18dm3。新驅動單元跑合期2萬km換齒輪潤滑油，以后正常換油周期：每20萬km或1年換油（以先到者為限）。齒輪箱中還設計有磁性螺堵，以凈化潤滑油中的磁性雜質，保持齒輪油清潔，驅動單元結構簡圖見圖3。

圖2 輪軸驅動系統

圖3 驅動單元結構

3.2 構架

構架為“目”字型焊接結構，由兩個側梁、一個牽引梁、一個橫梁和兩個端梁組成，除前端梁為鋼管結構外，其余各梁均采用箱形焊接結構，結構簡圖見圖4。

圖4 構架結構

3.3 懸掛裝置

一系懸掛裝置由兩組彈簧、兩組軸箱拉桿、一個油壓減振器組成，彈簧剛度為579.2N／mm，在每組彈簧的上方裝有絕緣墊和絕緣環，以隔斷構架與驅動軸組裝之間的電流傳導，避免電流通過軸承產生電蝕；軸箱拉桿橡膠關節可滿足徑向、垂向、橫向3個方向的剛度要求，機車運行時，軸箱拉桿可傳遞牽引力、制動力，以適應一系懸掛裝置的垂向、橫向位移；軸箱與構架之間設有垂向、橫向止擋，垂向止擋間隙為29mm，軸箱上的起吊環可實現驅動軸組裝與構架的整體起吊，一系懸掛裝置結構簡圖見圖5。

圖5 一系懸掛裝置

二系懸掛裝置由6個橡膠堆、兩個橫向減振器、兩組垂向止擋、兩組橫向和4組搖頭止擋組成。二系橡膠堆剛度為6kN／mm，二系垂向止擋間隙為20mm；橫向止擋自由間隙為20mm，彈性間隙為40mm；搖頭止擋間隙為107mm，二系懸掛裝置結構簡圖見圖6。

3.4 牽引裝置

牽引桿裝置采用水平推挽式結構，由牽引桿、橡膠關節和防落銷組成。牽引桿通過彈性橡膠關節連接于轉向架和車體之間。牽引點位于輪軸的縱向中心線上。

牽引橡膠關節參數見表5，結構簡圖見圖7。

圖6 二系懸掛裝置

表5 牽引橡膠關節參數

圖7 牽引橡膠關節結構圖

3.5 基礎制動裝置

基礎制動為踏面制動，每組轉向架裝有6組單元制動器，其中3組為常用制動器，3組為儲能制動器，儲能制動器安裝在轉向架的驅動端。

基礎制動的主要性能參數見表6。

表6 基礎制動裝置

3.6 附屬裝置

附屬裝置主要有輪緣潤滑裝置、接地裝置、軸端速度傳感器、排石器和撒沙裝配、轉向架起吊裝置等組成。

輪緣潤滑采用油氣潤滑技術，每個轉向架在1位、3位各配有一組輪緣潤滑器，輪緣潤滑脂為L－WFB000。

在1位、3位輪對的每個軸箱裝有接地裝置，每臺轉向架共4個，每個接地裝置額定電流為600A。

每個牽引電機非齒端有測速傳感器，2位齒端軸箱設有監控速度傳感器。

轉向架的前端安裝有排石器以清掃軌面。轉向架排石器距軌面高度為30mm（可調）。

撒沙裝置在轉向架上只安裝有撒沙管，其余部分安裝在車體上。

4 結束語

HXD2C機車轉向架是在HXD2B機車轉向架的基礎上，結合中國鐵路的具體情況，進行了適應性改進而自主設計，經過型式試驗及運營考核，該轉向架能滿足我國鐵路運輸的需要。和HXD2B轉向架相比，HXD2C轉向架動力學性能更加優越，尤其適合在曲線較多、工況復雜的線路上運行。

［1］孫竹生，鮑維纖 .內燃機車總體與走行部［M］.北京：中國鐵道出版社，1995.

［2］張紅軍，孫永鵬.雙拉桿式機車轉向架軸箱定位剛度分析［J］.機車電傳動，2004，（05）：5－7.