電力機車轉向架組裝臺車動力改造設計方案

衛英峰，牛 森

（中車大同電力機車有限公司，山西 大同 037038）

1 引言

轉向架車間建設轉向架組裝精益生產示范線的過程中，需將轉向架組裝臺車（圖1）從驅動單元擺放工位發運至轉向架落成工位，以及轉向架落成后發送下工位，提出了轉向架組裝臺車動力的需求，將現有轉向架組裝臺車通過增加電機、齒輪、蓄電池等部件達到可自動移動的功能。

圖1 轉向架組裝臺車

2 改造方案總體設計

2.1 改造內容

改造方案為：增加電機、減速器、主動鏈輪、從動鏈輪等部件，使用鏈傳動，采用蓄電池供電，工裝更改具體如圖2、圖3 所示。

圖2 轉向架組裝臺車動力改造方案

圖3 轉向架組裝臺車動力改造方案模型圖

2.2 改造指標

通過現場調研及計算，確定改造的各項指標：①轉向架組裝臺車的行進速度：0.2m/s；②轉向架組裝臺車的牽引力：500kg（通過拉力計測量為270kg）；③動力輪安置在中間軸右側位置；④蓄電池盡量安置在車架內部，避免安全隱患，容量至少滿足使用兩周（使用時間：2min/次×2.5 次/天×14 天=72min（1.2h））；⑤電機應該帶有制動功能，同時在不供電的情況下，電機可以自由旋轉，不得應外部旋轉損傷電機。

2.3 計算說明

2.3.1 電機參數計算（表1）

表1 電機參數

指標：轉向架組裝臺車行進所需牽引力500kg。

根據組裝臺車前進的需求，可計算所需電機的功率[1]：

2.3.2 減速機及鏈輪計算（表2）

表2 減速機參數

指標：①電機轉速：1500 轉/min；②組裝臺車行進速度：0.2m/s；③組裝臺車主動輪直徑：300mm。

可算得傳動比

采用兩級減速，一級有減速器完成，一級有鏈輪傳動完成。

根據機械設計手冊鏈輪傳動設計計算推薦選擇主動鏈輪齒數Z1=17、從動鏈輪齒數Z2=34、傳動比i=2、鏈號選擇16A，鏈輪中心距350mm、鏈條節數54、鏈條排數1 排。

進行鏈輪安全校核。已知16A 鏈號極限拉伸載荷Qmin=55.6kN、節距P=25.4mm、電機效率η=0.8。

計算鏈條拉力[1]

由于鏈速V＜0.6m/s 是低速鏈傳動，其主要失效形式是鏈條的靜拉斷，故安全系數應S≥[S]=3～6

結果滿足要求，鏈條能夠安全使用。

主動鏈輪與減速機用M12×40 螺栓緊固；從動鏈輪與車輪用M12×60 螺栓緊固。

2.3.3 蓄電池計算（表3）

表3 蓄電池參數

指標：①電機電壓48V；②至少能夠使用兩周（使用時間：2min/次×2.5 次/天×14 天=72min（1.2h））。

電池組的理論電瓶容量為1500W×1.2h=1800W·h=1800VAh

表4 充電器參數

電池組的理論額定電量為1800VAh/48V=37.5Ah

電池組的實際額定電量為37.5Ah×1.5=56.5Ah

2.3.4 動力部分接線（表5）

表5 電路系統接線

指標：電路系統布線位置以及方法應符合安全管理要求（圖4）。

圖4 轉向架組裝臺車電力系統設計方案

2.3.5 制動

指標：轉向架組裝臺車應有制動系統。

制動裝置（圖5）安置在轉向架組裝臺車一、三軸左右兩側位置。

圖5 轉向架組裝臺車制動裝置

3 結束語

綜上所述，經改造后轉向架組裝臺車（圖6）滿足不同工位之間的自動移動功能，與改造前的組裝臺車相比，節約了大量的時間和勞動力，極大提高了生產效率，且工裝在原有基礎上進行改造，節約了制造成本，為企業創造了較大的經濟效益。

圖6 組裝臺車動力系統改造后實例