关于SS4改型电力机车转向架故障的分析与探讨

关于SS4改型电力机车转向架故障的分析与探讨

郭强

中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特机务段

摘要：所谓转向架，是指可以相对车体转动的装置。它是电力机车的运行部分，承载着车体的全部重量，也是保证列车能够顺利通过弯道的重要部件。

关键词：电力机车；转向架；故障；

SS4改型电力机车作为我国自主研发的第一代重型货运机车，它启动平稳、加速快、工作可靠、设计载重500吨。SS4改电力机车在运行过程中主要容易发生故障的机械金属部分主要是受电弓、主断路器、两位转换开关以及劈相机等部件。

一、SS4改型电力机车介绍

SS4改进型电力机车是在SS4、SS5和SS6型电力机车的基础上，吸收了8K机车一些先进技术设计的。SS4改进型电力机车是由各自独立的又互相联系的两节车组成，每一节车均为一完整的系统。它的电路采用三段不等分半控调压整流电路。采用转向架独立供电方式，且每台转向架有相应独立的相控式主整流器，可提高粘着利用。电制动采用加馈制动，每台车四台牵引电机主极绕组串联，由一台励磁半桥式整流器供电。机车设有防空转防滑装置。SS4改电力机车辅助电路基本相同，都采用传统劈相机及电容分相起动通风机后备的双馈单—三相变流系统。每节车只设一台劈相机，当该机因故障切除后，可用电容对第一台牵引风机电动机直接分相起动，然后该电机兼作劈相机，在网压22Kv以上时，可逐一起动其他辅助机组，避免机破事故。辅助电机的保护形式有两种，一部分SS4型机车采用三相自动开关，具有过载、短路复合脱扣保护功能，并可直接切除故障电路；另一部分机车采用了电子保护，具有、过载与短路保护功能，其缺点是不能直接切除故障电路而需借助于机车辅机接触器切除或主断路器保护性断电。机车具有四台两轴转向架，悬挂系统与韶山3型电力机车通用，一系为圆簧，二系为橡胶叠层簧，参数亦相同。牵引装置SS4改型机车采用低位斜牵引杆以充分利用粘着重量，SS4型机车采用平行牵引杆，其粘着重量利用系数为0.9且不便于维修。SS4改型机车采用推挽式中间单斜杆结构，结构简单，且粘着重量系数可达0.925。传动装置SS4改型与SS4型相同，为传统双边斜齿传动、抱轴瓦式电机悬挂。基础制动采用基本通用的单缸制动器，为减轻转向架重量，均采用单侧形式，闸瓦为低倍率高磨合成闸瓦。

二、SS4改型电力机车各转向架的组成、作用及要求

１．组成。SS4改型转向架主要由轮对轴箱装置、构架、弹性悬挂装置、牵引制动系统和辅助装置等组成，是一个集基础、支撑、牵引、制动于一体的列车重要构件。

2.作用。

2.1承载。支撑车体，并传递从车体到轮对之间或轮轨到车体之间的各种载荷或作用力，使轴重均匀分配。

2.2运输。采用转向架增加了车厢的容积，在提高列车运行速度的同时增强了安全性能。

2.3运动形式转换。保证在正常运行条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上，通过轴承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路平动。

2.4运行稳定性与安全性。保证车辆安全运行，能灵活地沿直线线路运行并顺利通过曲线。

3.要求。

3.1平稳性和安全性。转向架的结构要便于减震装置的安装，使之具有良好的减震特性，以缓和车辆和线路之间的振动和冲击，减少动应力，提高车辆的平稳性和安全性。

3.2牵引和制动。充分利用轮轨之间的黏着力来传动牵引力和制动力，使车间具有良好的制动效果，保证列车在规定的时间内，在规定的距离内停车。

3.3检修和保养。转向架是车辆的独立部件，要求转向架和车体之间尽量减少联结件，要求结构简单，装拆方便，以便于转向架的检修。

三、原因分析

1.产生裂纹的主要原因。

1.1架构弯角处断面尺寸随转弯的变化，易产生应力集中而出现裂纹。

1.2职工在日常的焊接过程中由于焊接工艺的不良和机车本身的原因使转向架产生内应力进而出现裂纹。

1.3有焊接缺陷，如气孔、砂眼、加渣等，减弱了断面强度，产生局部应力过大而产生裂纹，加之焊修前、后热处理不当，在焊修处易发生脆裂。

2.产生磨耗的主要原因。架构的磨耗主要发生在制动梁吊座耳孔、支杆吊座耳孔处、侧梁导槽的接触面等处，主要原因为日常维护的不及时。

３．产生弯曲变形的主要原因。架构弯曲变形有垂直弯曲变形和水平弯曲变形两种形式。架构垂直弯曲的原因多是由于架构受水平冲击使侧梁变形引起；水平弯曲则是架构受到较大的垂直载荷或由于焊接时产生的内应力随着时间的推移而引起永久性变形所致。

四、 防范措施和技术研究

对待转向架裂纹就像对待“病人”一样，勤检查、早发现，科学合理的处理，再加上定期的检修（大修、中修、小修、辅修），才能彻底遏制住裂纹的扩张。结合检修中的实际情况具体实施的方法如下：

1.必须对“日”字形箱形结构进行整体加工，对牵引梁和侧梁对接焊缝用超声波探伤，发现问题及时检修。

2.要求对构架侧、横梁及各安装座进行目测及探伤，确保构架侧、横梁及各安装座无变形、裂纹和开焊。开焊时及时焊修。

3.加大对驱动系统各件、橡胶关节、所有连接螺栓、销、止动垫、轮对的检查，发现裂纹、磕碰和磨损及时检修。

4.机车在出库和启动前检查弹簧停车制动器、齿轮箱油位、制动器闸瓦，及时维护更换。

5.在检修时，用高压水冲洗机对构架表面、内腔进行冲洗，清除干净粘附的杂物、污垢。

6.清理时注意：用抛丸除锈设备，去除构架表面的油漆，氧化皮呈现出金属本色，构件局部仍不能去除的锈垢、油漆等用风动工具、刮刀、钢丝刷清理，清洁度要达到３级。转向架作为机车的重要部件之一，也是机车最高运行速度的限制性部件，它对于确保机车的运行安全、改善运行品质、提高舒适程度、减少环境污染等有着极其重要的作用。因此保证转向架的稳固是发展动力机车的关键所在。

总之，转向架就是列车的基础，直接决定了与转向架连接的各部件的安全性，同时提高了车辆操纵时的平稳性、安全性、舒适性和寿命。

参考文献：

［１］吴驹．机车转向架技术．2018.

［２］刘学明．关于SS4改型电力机车转向架故障的分析与研究.2020.