SS7E型电力机车设计论文[1]01.doc
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1、二系悬挂检修工艺SS7E 目 录第一章 概 述2第一节 简 介 2第二节 SS7E型电力机车特性 5第二章 SS7E型电力机车车体及走行部 8第一节 概 述 8第二节 SS7E型电力机车车体结构 9第三节 车钩及缓冲装置14第三章 SS7E型电力机车整备、操纵与检查 15第一节 SS7E型电力机车的整备15第二节 机车正常运行准备与操纵21第三节 机车正常运行操纵23第四节 机车正常运行检查30第四章 设备布置50 第一节 简 介 50第二节 设备布置52第三节 司机室设备布置53第四节 辅助室设备布置55第五章 SS7E型电力机车风源系统 54第一节 概述54第二节 风源系统管路55第三节
2、通风系统57摘要:韶山7E型电力机车既是我国铁路客货运干线上的主要运力车型之一,也是我国铁路提速的主力车型之一,因此,对其性能和运营状况进行分析研究就显得尤其重要了。本文就是针对韶山7E型电力机车而进行的,主要对其结构参数、特点、转向架、风源系统应用和车体结构等方面进行了阐述,另外还对其操作、检查和整备等方面进行了较详细的介绍。不仅如此,面对高铁时代,本文还对CRH1型动车组的总体结构进行了简单的介绍。关键词:电力机车、车体结构、整备、操纵第一章 概 述第一节 简 介一、SS7E型电力机车的发展及特点韶山7E型电力机车是根据我国客运提速的要求和铁道部铁科技函【2002】24号下达的韶山7E型客
3、运电力机车设计任务书的通知要求,在中国北方机车车辆工业集团公司统一组织下,由集团电力牵引研发中心牵头,大同机车厂、大连机车车辆厂和株洲电力机车研究所共同努力、分工协作联合开发出的新型持续功率4800KW,最高速度170km/h干线客运电力机车。韶山7E型电力机车共分为7个室,以最重之设备主变压器为中心,分室向两端布置。两端是宽大的司机室;双边走廊;设备斜对称布置。电气设备成套、屏柜化、单元化。平波电抗器、供电电抗器及辅助电抗器、高压电流互感器全部装在变压器内组成为组合式变压器。中央端子板分设在两端司机室后墙内,门开向司机室,以便于布线、查线、处理故障。韶山7E客运电力机车的主要特点:1、 主电
4、路采用三段不等分桥相控整流、复励电路、无级调速和无级磁场削弱。2、 采用恒流起动及准恒速运行的特性控制方式。3、 采用微机控制及LCU逻辑控制单元。4、 采用电机架承式全悬挂、轮对空心轴六连杆传动。5、 采用独立通风系统。6、 采用2C0转向架,单侧制动。7、 辅助系统采用辅助变流器供电模式。8、 设有向列车供电及空调供电电源。9、 采用双管制供风。10、 为满足轴重21t的要求,总体、车体、转向架、变压器等各主要部件均做了轻量化设计。11、 耐低温设计,机车可以在高寒地区运用。12、 机车头型进行流线化设计,司机室内结构按规范化设计,充分应用了人机工程学原理。全新的室内装修并配以用先进的操作
5、控制设备,提高了整体的美观性以及舒适性。二、韶山7E型电力机车主要技术参数 电流制 交流单相工频 电传动方式 交-直传动 工作电压 额定值 25kV 最高值 29kV 最低值 19kV 机车功率(持续制) 4800kW 机车额定牵引力(持续制、轮辋半磨耗) 171kN 机车起动牵引力 245kN 机车额定速度(持续制,半磨耗) 96km/h 最高速度 170km/h 恒功率速度范围(牵引工况) 96160km/h 机车电制动 制动方式 加馈电阻制动 轮周电制动持续功率 4000kW 电制动力(速度为1096km/h) 150kN 恒功率速度范围(制动工况) 96160km/h 制动机 DK-1
6、型电空制动机三、SS7E机车主要结构参数 轴式 C0C0机车前、后车钩中心距离 22016 mm机车车体长度 20800 mm机车车体宽度 3105 mm机车在落弓状态滑板顶面距轨面高度 新轮 (4700630)mm车钩中心线距轨面高度 (880610)mm受电弓滑板距轨面工作高度 52006500 mm传动齿轮箱底面距轨面高度 /120 mm 机车前、后端转向架中心距 11570 mm机车整备质量 126(1)t轴重 21t机车传动方式 轮对空心轴六连杆传动传动比 75/32=3.343 75动轮直径(新轮) 1250 mm (半磨耗) 1200 mm 表1-1 牵引电动机主要参数符 号名
7、称数 值D机车动轮(半磨耗)直径1200 mmi机车齿轮传动比75/32hz机车齿轮传动效率0.975Un牵引电动机额定电压910VIn牵引电动机额定电流940AUmax牵引电动机最高恒功电压1030VImin牵引电动机最高恒功电流830AP极对数3a电枢绕组并联支路数3N电机绕组总有效导体数744SR电机总串联电阻0.03433ha电机额定效率0.935第二节 SS7E型电力机车特性 电力机车特性是指在一定电压下,机车速度、牵引力与电枢电流之间关系及机车牵引力与速度、机车制动力与速度之间的关系。一、机车速度特性 机车速度特性是描述机车运行速度(代表符号v)与牵引电动机电枢电流(代表符号Ia)
8、之间的关系v=f(Ia)。韶山7E型电力机车速度特性计算的基本条件是:电网电压25kV,牵引电动机由晶闸管调压供电既电机电压由整流电压确定,机车动轮直径半磨耗D=1200mm。(一)、机车工作在各种限制范围内时由特性控制的机车速度特性,按下列函数控制 100N Ia = 900N - 90v (A) (1-1)1320 式中 N - 牵引级位,N = 018级; v - 机车速度,km/h。 Ia取三项中最小值,如机车手柄在5级位时(N =5)启动,则(1-1)式函数控制如下: 100X5=500 (1) Ia = 900X5-90v (2) (1-2) 1320 (3)此时Ia由500A起动
9、,随着速度增加(2)式中Ia随之变化,当v/44.4km/h时(准恒速初值),Ia500A,式(1)=(2)机车进入准恒速区。当v=50km/h时,Ia=0。即司机控制器手柄在5级位起动机车,机车最高速度50km/h(准恒速终值)。44.450km/h区为准恒速区。他励电流按下式控制: 32 It = (A) (1-3) 0.2234Ia二、机车牵引力特性 机车牵引力特性是描述机车轮周牵引力(代表符号F)与牵引电动机电枢电流Ia之间关系的特性曲线F=f(Ia),计算中F的单位kN(千牛),Ia单位A(安)。韶山7E型电力机车牵引力特性是按特性控制运行。(一)、机车工作在各种限制范围内时的特性控
10、制在一定的级位下电机电枢电流Ia按本级位起动电流恒流运行,此时机车牵引力恒定。当机车速度达到准恒速点后,机车功率达本级位最大值,机车牵引力随着电流下降线性下降直到零。如司机控制器在5级起动,则Ia按500A恒流起动,相对应的机车牵引力不变,当机车速度达到44.4km/h时,机车牵引力开始线性下降。三、机车电阻制动特性机车电阻制动特性是描述机车轮周制动力(代表符号B)与机车速度的关系B=f(v)。(一)、机车电阻制动工作范围受下列限制:1、最大励磁电流限制,韶山7E型电力机车最大励磁电流限制在250A2、最大制动电流限制,韶山7E型电力机车最大制动电流限制在760A。当电机励磁电流及制动电流均达
11、到最大时,为达到扩大低速制动力范围,韶山7E型电力机车采用加馈电阻制动方式。3、电机功率限制4、粘着限制5、换向限制,机车在高速下,以大制动力制动时,电机转速高、电流大,电机电抗电势有可能超出允许限度,特别在励磁电流较小的情况下,会发生火花。6、机车最高速度限制(二)、纯电阻制动机车进入电制动时,牵引电动机转为发电机状态,电机在车轮带动下旋转。当电机励磁绕组由另一可调电源供电时,发电机通过制动电阻产生电流,获得制动力。在一定速度下,机车制动电流Iz越大,制动力B越大,反之机车制动力B越小。在机车低速下由于电机制动电流和励磁电流都有限制,机车制动力仍较低。为产生较大的制动力,机车采用加馈电阻制动
12、。1、 电阻加馈制动 当机车速度降低时,制动力减小,要保持大的制动力。在制动电路中串入一段可控桥,其原理如下:(1) 电动机状态:在外电压U作用下,电机内通过电流,如设电机顺时针方向旋转并产生反电势,电机电流方向与电机反电势方向相反,见图1-1(a)所示。 (a) (b) (c) 图1-1 电机运行状态原理(2) 发电机状态:在外力带动下,电机作为发电机运行,产生电磁反力矩,抵消外力能量。机车上电机由电动机转为发电机状态时,电机必须保持原顺时针旋转。因此电路上必须改变励磁电流方向或改变电枢电流方向。韶山7E型电力机车采用后者方式。此时发电机电势和电流方向相同,见图1-1(b)。(3) 加馈状态
13、:当发电机转速下降时,电流下降,电磁反力矩减小,为增大反力矩,在电路中串入可控桥,补充制动电流。见图1-1(c)特别注意的是:当发电机转速下降到零时,发电机电势等于零。电机仅由可控桥供电,电机由发电机转为电动机运行,电机将改变旋转方向,使机车反向。 第二章 SS7E型电力机车车体及走行部第一节 概 述 电力机车车体是机车主要承载部件之一,在机车运行中,承受着垂直载荷、水平冲击载荷和侧向力的作用,并向车钩传递牵引力和制动力,所以车体结构必须具有足够的强度和刚度,以保证机车运行的安全性和稳定性;不仅如此,车体还为车内设备提供足够的安装空间,以保证机车正常运转,还为司机操纵提供了良好的工作环境。 韶
14、山7E型电力机车是在韶山7D型电力机车的运用基础上,为满足铁路客运全面提速需要而开发的准高速干线客运电力机车,其车体充分采用了韶山7D型客运电力机车的成熟结构。外形结构美丽大方,全钢箱形壳体,框架式侧墙,立式密闭通风结构,双侧直通式走廊等,一、SS7E型电力机车结构特点1、司机室采用流线型外形,将尖点下移,各平面间采用大圆弧过渡,提高了整个车体的美观性。2、轻量化框架式整体承载式全钢箱行壳体结构,无中梁式底架,减轻了轴重。3、小顶盖,双侧直通式走廊。二、车体主要技术参数车体长度 21400 mm 车体宽度 3105 mm车体顶盖蒙皮最高点距轨面高度 4120 mm车体底架长度 20800 mm
15、车体底架宽度 3104 mm车体底架横梁上平面距轨面高度 1600 mm两车钩中心线间距离 22016 mm车钩中心线距轨面高度(新轮) (880610)mm排障器最低点距轨面高度(新轮) (110610)mm枕梁中心距 (1204066)mm车体牵引座间距离 10650 mm车体牵引座牵引中心距轨面高度 460 mm排障器总宽度 2940 mm 第二节 SS7E型电力机车车体结构 SS7E型机车车体结构以横向中心线对称布置,由底架、司机室、侧墙和顶盖装置等组成。底架位于车体下部,是车体的基础,也是主要承载结构。车体侧墙、两端司机室焊接在底架上。车体组装时,用4根连接横梁将两侧侧墙连接成箱形壳
16、体。在车体顶部有5个可拆卸的活动顶盖。车体内部设有司机室与车内设备的隔墙,及机车各种设备安装的台架。车体两侧墙的上部设有沿纵向排列的立式百叶窗,大气经过百叶窗进入侧墙上部的风道,再通过车内风道进入各机组,冷却各种设备,实现独立通风。 图 2-1 车体结构机车牵引缓冲装置设置在机车两端的标准高度上,机车通过牵引装置实现对机车的牵引。机车前端下部装有排障器,用来排除线路上的障碍物,以保证机车的运行安全。排障器上设有脚踏板,便于工作人员调车作业。一、底架车体底架全长20800mm,宽3104mm。采用Q345C高强度低合金结构钢钢板及钢板压制件、槽钢组焊接而成,底架采用两侧侧梁高、中间横梁低的“凹”
17、字形结构。侧梁、及横、纵梁上平面距轨面的高度尺寸为1600mm。底架主要由两端牵引梁、2根侧梁、2根牵引横梁、2根枕梁及一些小横梁、小纵梁等组成。(一)侧梁 侧梁位于底架两侧,是主要的承载和传力部件。它由轻型槽钢和钢板焊接而成的箱形结构形式,内部设有筋板,构成具有较高的抗弯扭强度的封闭截面轻型梁体。侧梁上焊有整体吊座,可将转向架与车体一同吊装。但由于这种方式会产生较高的应力,非必要时不宜采用这种整体起吊方法。(二)牵引梁 牵引梁位于底架两端,是承受和传递牵引力、制动力与冲击力的主要部件。 它由端梁、缓冲座安装梁、底架缓冲座3部分组成T字形外形,截面为空腹箱形结构。端梁由前立板、后立板、上下盖板
18、及加强筋板组成;缓冲座安装梁由上盖板、下隔板、腹板、托板、后盖板及筋板组成;缓冲座采用两块分体式铸件焊接在缓冲座安装梁上,前端靠在前立板上,后端靠在后盖板上,后盖板与牵引横梁相接,用来安装牵引缓冲装置。牵引梁前端焊有前凸的冲击座,冲击座由钢板组焊而成。(三)枕梁底架有两根枕梁,是承受机车垂直载荷的重要部件。枕梁由3根横梁和两个旁承座组成。两端横梁截面为250mmX200X10mm压型槽钢,中间横梁截面为250mmX100mmX10mm压型槽钢,内部设有筋板。二系弹簧支座高出上平面150mm,使走廊地板抬高为150mm。(四)牵引横梁牵引横梁作为底架牵引梁的缓冲梁,又作为司机室后墙的安装基础。它
19、由500mmX240mmX8mm的压制槽钢和10mm厚钢板组焊构成箱形结构,内部设有筋板。其他各小纵梁、小横梁除用以加强结构稳定性外,又分别作为台架、各室骨架及铁地板、车下设备等的基础构件。(五)牵引拉杆座牵引拉杆座共有4组,由前板、后板、侧板、底板组成为箱形结构,内部高有横、竖隔板,底部焊有牵引底座。二、侧墙结构侧墙结构为框架式承载结构,主要由侧墙蒙皮和顶横梁及各种纵梁、横梁、连接梁组焊构成,是车体钢结构的重要组成部件。侧墙上、中、下横梁和上、中、下连接梁组成的框格开有进风口,用来安装立式百叶窗和过滤器装置。在侧墙内部焊有风道,风道和顶横梁、下横梁及各室骨架横梁组成一个封闭式的结果。三、车顶
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