HXD2C型电力机车转向架

石 强，吕士勇，封全保，刘 辉

（1 大同电力机车有限责任公司 技术中心，山西大同037038；2 北京二七轨道交通装备有限责任公司，北京100072）

随着我国经济的快速发展，铁路运输需求日益增长，基于我国有限的铁路运输资源，发展重载货运刻不容缓。HXD2C机车转向架就是由大同电力机车有限责任公司基于法国PRIMA货运机车转向架的基础上，经过消化吸收和再创新而开发的轴功率为1 200kW、速度为120km／h、轴重为25t的Co转向架。

该转向架具有轮轨动作用力小，有良好的平稳性、稳定性和曲线通过性能，较高的黏着利用率，可靠的牵引、制动性能，满足模块化、标准化，简统化的要求，2010年在郑州铁路局管内进行了第一次动力学性能试验，试验性能良好。

1 主要技术特点

（1）HXD2C转向架结构简单，维修性好。设计采用的标准全面，主要以UIC和EN标准为主，主要部件都有标准可依，针对重载货运的技术，采用了一系“软”二系＂硬＂的悬挂方式；

（2）主动齿轮采用简支梁安装方式，这种结构不同于既有机车的悬臂式结构，它改善了主动齿轮及电机轴承的工作条件，也改善了齿轮的啮合性能和齿轮传动的平稳性，延长了齿轮的使用寿命；

（3）齿端抱轴箱轴承和电机齿端轴承通过齿轮油进行润滑，不同于既有直流机车的脂润滑；

（4）材料要求高：主要受力部件材料满足在－40℃时的冲击要求，提高了产品的可靠性，安全性；

齿轮箱、抱轴箱采用球墨铸铁材料，金相组织性能好，强度高；构架钢板采用细晶粒高强度的S500MC钢板材料；

（5）车轮采用了适合于踏面制动的R7T材料，提高了抗剥离性能；

（6）牵引装置采用了推挽式水平短牵引杆技术，有效减少了轴重转移，且结构简单，工作可靠；

（7）采用了600A大额定电流的接地装置，保证机车在满功率运行工况下，避免轴承被电蚀，提高了轴承可靠性，保证了机车安全运行；

（8）轮缘润滑采用已在国外高速机车应用的油气混合式轮缘润滑技术，大大减少了车轮轮缘磨损；

（9）转向架落成后进行称重试验，使转向架具备了可互换性。

2 主要技术参数

主要技术参数见表1。

表1 转向架主要技术参数

3 主要部件

转向架主要由轮轴驱动系统、构架、一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置和附属装置等组成，转向架结构简图见图1。

图1 转向架结构简图

3.1 轮轴驱动系统

轮轴驱动系统由驱动轴组装、驱动单元组装两部分组成，HXD2C机车有6组轮轴驱动系统。

驱动轴组装由车轴、车轮、抱轴箱装配、轴箱装配、从动齿轮等组成，结构简图见图2。

车轴材料为A1N，；车轮采用进口整体辗钢车轮，材料牌号R7T，轮径为φ1 250。车轮与车轴配合过盈量为0.31～0.37mm，齿轮与车轴配合过盈量为0.35～0.41mm，采用冷压装，轮对压装执行UIC 813要求，在轮毂和大齿轮毂侧面设有注油孔，以方便退轮。

轴箱采用无导框独立悬挂结构，由轴箱体、轴承、轴圈、轴端压盖、前盖和后端盖等组成。一、三位轮对轴箱轴承采用整体式圆锥滚子轴承，中间位轮对轴箱轴承采用整体式圆柱滚子轴承。中间位轮对轴承自由横动量±18mm，轴承在正常工作条件下温升≤55℃，所允许的最高温度≤120℃，轴承型号见表2，使用的润滑油脂牌号见表3。

表2 轴承型号

表3 润滑油脂牌号

抱轴箱装配由抱轴箱体、两组不同的圆锥滚子轴承、轴承座、密封盖、密封环、调整垫、隔环、挡油板、橡胶密封圈等组成，组装后横动量为0.15～0.25mm，齿侧抱轴箱轴承的润滑采用齿轮油进行润滑，非齿侧抱轴箱轴承采用润滑脂润滑，润滑脂为壳牌Shell 2760B，机车每运行15万km需补充注入200±10g润滑脂，轴承在正常工作条件下温升≤55℃，所允许的最高温度≤120℃，抱轴箱轴承型号见表4。

表4 抱轴箱轴承型号

驱动单元组装由齿轮箱、主动齿轮、密封元件及电机悬挂和防落系统组成，驱动单元采用弹性半悬挂方式，一侧通过抱轴箱和两套圆锥滚子轴承与车轴联结，另一侧采用一个电机吊杆悬挂于构架上，电机吊座上安装有橡胶套，可实现驱动单元与构架之间相对位移。为了防止电机悬挂系统失效后造成事故，每套驱动单元设计有一套电机防落系统，以确保电机悬挂系统的可靠性，齿轮油采用BP－Energear SHX－LS 75W－90或Shell Spirax ASX 75W－90润滑油，注油量约为18dm3。新驱动单元跑合期2万km换齿轮润滑油，以后正常换油周期：每20万km或1年换油（以先到者为限）。齿轮箱中还设计有磁性螺堵，以净化润滑油中的磁性杂质，保持齿轮油清洁，驱动单元结构简图见图3。

图2 轮轴驱动系统

图3 驱动单元结构

3.2 构架

构架为“目”字型焊接结构，由两个侧梁、一个牵引梁、一个横梁和两个端梁组成，除前端梁为钢管结构外，其余各梁均采用箱形焊接结构，结构简图见图4。

图4 构架结构

3.3 悬挂装置

一系悬挂装置由两组弹簧、两组轴箱拉杆、一个油压减振器组成，弹簧刚度为579.2N／mm，在每组弹簧的上方装有绝缘垫和绝缘环，以隔断构架与驱动轴组装之间的电流传导，避免电流通过轴承产生电蚀；轴箱拉杆橡胶关节可满足径向、垂向、横向3个方向的刚度要求，机车运行时，轴箱拉杆可传递牵引力、制动力，以适应一系悬挂装置的垂向、横向位移；轴箱与构架之间设有垂向、横向止挡，垂向止挡间隙为29mm，轴箱上的起吊环可实现驱动轴组装与构架的整体起吊，一系悬挂装置结构简图见图5。

图5 一系悬挂装置

二系悬挂装置由6个橡胶堆、两个横向减振器、两组垂向止挡、两组横向和4组摇头止挡组成。二系橡胶堆刚度为6kN／mm，二系垂向止挡间隙为20mm；横向止挡自由间隙为20mm，弹性间隙为40mm；摇头止挡间隙为107mm，二系悬挂装置结构简图见图6。

3.4 牵引装置

牵引杆装置采用水平推挽式结构，由牵引杆、橡胶关节和防落销组成。牵引杆通过弹性橡胶关节连接于转向架和车体之间。牵引点位于轮轴的纵向中心线上。

牵引橡胶关节参数见表5，结构简图见图7。

图6 二系悬挂装置

表5 牵引橡胶关节参数

图7 牵引橡胶关节结构图

3.5 基础制动装置

基础制动为踏面制动，每组转向架装有6组单元制动器，其中3组为常用制动器，3组为储能制动器，储能制动器安装在转向架的驱动端。

基础制动的主要性能参数见表6。

表6 基础制动装置

3.6 附属装置

附属装置主要有轮缘润滑装置、接地装置、轴端速度传感器、排石器和撒沙装配、转向架起吊装置等组成。

轮缘润滑采用油气润滑技术，每个转向架在1位、3位各配有一组轮缘润滑器，轮缘润滑脂为L－WFB000。

在1位、3位轮对的每个轴箱装有接地装置，每台转向架共4个，每个接地装置额定电流为600A。

每个牵引电机非齿端有测速传感器，2位齿端轴箱设有监控速度传感器。

转向架的前端安装有排石器以清扫轨面。转向架排石器距轨面高度为30mm（可调）。

撒沙装置在转向架上只安装有撒沙管，其余部分安装在车体上。

4 结束语

HXD2C机车转向架是在HXD2B机车转向架的基础上，结合中国铁路的具体情况，进行了适应性改进而自主设计，经过型式试验及运营考核，该转向架能满足我国铁路运输的需要。和HXD2B转向架相比，HXD2C转向架动力学性能更加优越，尤其适合在曲线较多、工况复杂的线路上运行。

［1］孙竹生，鲍维纤 .内燃机车总体与走行部［M］.北京：中国铁道出版社，1995.

［2］张红军，孙永鹏.双拉杆式机车转向架轴箱定位刚度分析［J］.机车电传动，2004，（05）：5－7.