大功率機車輪軸驅(qū)動系統(tǒng)試驗臺研究

林新海 溫士明 李興榮 李光輝

(中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213011)

隨著我國鐵路的快速發(fā)展，鐵路車輛的數(shù)量、載重量不斷增加，同時也凸顯了列車運行的壽命和安全性問題，輪軸驅(qū)動系統(tǒng)是機車可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此需要設(shè)計一款輪軸驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)加載試驗臺，通過模擬實際運行環(huán)境測試其性能與可靠性。

1 機車輪軸驅(qū)動系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)及特點

1.1 主要結(jié)構(gòu)形式

受機車車輛的速度、功率和軸重的影響，輪軸驅(qū)動系統(tǒng)采用不同的懸掛方式，目前主要分為抱軸式半懸掛和全懸掛(見圖1)。抱軸式半懸掛也稱為軸懸式，是輪軸驅(qū)動系統(tǒng)最經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)形式，用于120 km/h以下的機車，其牽引電機一側(cè)借助抱軸軸承直接支撐在車軸上，另一側(cè)通過吊桿懸掛在轉(zhuǎn)向架橫梁上[1]。當(dāng)機車速度提高到140 km/h以上時，機車牽引電機及鋼軌都難以繼續(xù)承受持續(xù)增加的振動沖擊，其安裝方式也由車軸半支撐發(fā)展到構(gòu)架全支撐，為了適應(yīng)架懸電機軸與車軸之間更大尺度的垂向及橫向位移，牽引大齒輪的轉(zhuǎn)矩輸出也由直接到車軸改成通過齒輪腹板連接彈性連桿空心萬向軸的傳動方式[2]。

圖1 輪軸驅(qū)動系統(tǒng)

1.2 輪軸驅(qū)動系統(tǒng)運用中的動力學(xué)環(huán)境

輪軸驅(qū)動系統(tǒng)都布置于轉(zhuǎn)向架中，受到鋼軌及轉(zhuǎn)向架構(gòu)架約束，在輸出動力的同時，將承受輪軌和構(gòu)架的振動沖擊，工作條件惡劣。其主要承受的載荷包括：①軸重(機車上所有的重量都將直接作用到車軸上)；……