【正文】 韶山4型電力機車總體改造及設(shè)計研究畢業(yè)論文目 錄第一章 緒 論 1 內(nèi)容 1 …………………………………………………2 本章小結(jié) 3第二章 韶山4型小號改造車重量分配分析 4 概述 4 軸重總要求 4　機車在全按備狀態(tài)下 4 SS4小號改造車單節(jié)車重理論整各重量為92t 4 SS4小號改造車總重情況 4 5 5 5 結(jié)論 7第三章 機車告訴轉(zhuǎn)向架速度性能分析 8第四章 SS4小號機車總體改造方案 11 11 11 11 12 技術(shù)條件 13 13 13 15 15 20第五章 SS4小號機車設(shè)備布置大修改造設(shè)計 21 21 21 22 30第六章SS4小號機車車體大修改造設(shè)計 31 車體概述 31 車體大修改造原則及工作項目 31 32 36第七章SS4小號機車變壓器大修改造設(shè)計 37 37 37 37 39結(jié)束語 40參考文獻 42第一章 緒論1．1論文題目的提出與意義 內(nèi)容SS4小號機車大修加改造價格為450萬元左右，1999年底SS4小號機車到大修期，因此，2000年初SS4小號機車開始大修并逐漸形成批量。SS4小號機車大修改造還會帶動牽引電機、主變壓器、各電氣柜等大部件開發(fā)，為工廠帶來客觀的經(jīng)濟效益和社會效益。SS4小號機車向SS4G機車簡統(tǒng)改造涉及到機車設(shè)備布置、車體、變壓器等部分，可謂“二次再造”，它的開發(fā)設(shè)計將為本廠開發(fā)韶山系列機車積累更多的經(jīng)驗，也會使本廠技術(shù)人員、工人的業(yè)務(wù)素質(zhì)得到大幅度提升。同時，大修加改造SS4小號機車既為今后檢修SS4G機車打下堅實的基礎(chǔ)，又進一步鞏固了工廠電力機車檢修領(lǐng)先地位。SS4小號機車大修改造的主要研究內(nèi)容：1．機車重量分配分析及軸重稱重驗證2．機車高速轉(zhuǎn)向架速度性能分析3．機車設(shè)備布置(1)司機室設(shè)備布置改造；(2) I、II端輔助室設(shè)備布置改造；(3) I、Ⅱ端高壓室設(shè)備布置改造；(4) 采用頂置式制冷空調(diào)和新型空調(diào)電源改造方案；(5) 主變壓器冷卻系統(tǒng)改造；(6)主風(fēng)缸、蓄電池框安裝筒統(tǒng)改造方案；(7)加裝網(wǎng)側(cè)電壓互感器、高壓隔離開關(guān)后車頂設(shè)備布置改造。4．車體(1)司機室設(shè)備骨架、后墻柜、隔墻改造；(2)為滿足各室設(shè)備布置改造需要，臺架、各室骨架與門、天花板改造方案；(3)加裝頂置式空調(diào)裝置，對司機室頂改造方案；(4)為滿足各室設(shè)備布置、車頂設(shè)備布置需要，對各室頂蓋改造方案；(5)主風(fēng)缸、蓄電池柜安裝簡統(tǒng)改造，對底架改造方案。5．主變壓器大修改造(1)冷卻系統(tǒng)改造，對下油箱改造方案。1．2韶山4型電力機車的現(xiàn)狀韶山4型電力機車是按照鐵道部科技政策“重載、高速”而研制的機車。其發(fā)展歷程包含SS4小號機車和韶山4型改進型機車(簡稱SS4G機車)兩個階段。在SS4小號機車開發(fā)、運用階段中，機車設(shè)計制造中采用大量新技術(shù)，在2(B。B。)軸列、B。轉(zhuǎn)向架、低位牽引裝置以及相控調(diào)壓、加饋電阻制動、800kW牽引電機等方面填補了國內(nèi)空白，為第三代機車的開創(chuàng)和完善起到了先行作用。但由于大量新技術(shù)是第一次應(yīng)用，加上經(jīng)驗不足和相關(guān)技術(shù)配套有差距．SS4小號機車在質(zhì)量、可靠性方面出現(xiàn)了多問題，嚴(yán)重影響機車正常運行。在韶山4型機車重大設(shè)計改進階段中，九十年代初通過制造廠、運用部門對該型機車進行攻關(guān)和驗證，使SS4機車性能和質(zhì)量得到了提高和穩(wěn)定。株洲廠在總結(jié)SS4機車質(zhì)量攻關(guān)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，并通過消化、吸收8K、8G等國外進口機車先進技術(shù)，對SS4159號開始的SS4型機車做了重大的設(shè)計改進，使其性能更完善，質(zhì)量更高，可靠性更好，這就是我們所稱的SS4G機車。隨著鐵路形勢的發(fā)展，“重載”已作為“九五”鐵路發(fā)展的重點，SS4G機車成為我國主要干線的主型貨運電力機車，在貨物鐵路運輸中發(fā)揮著重要作用。SS4小號機車的設(shè)計制造由于受到當(dāng)時技術(shù)條件限制，機車控制系統(tǒng)繁雜，故障率高，元器件可靠性差，硅整流冷風(fēng)機故障率高，質(zhì)量差，直接影響到機車工作穩(wěn)定性和可靠性，機車設(shè)備布局雜亂等等，給運用段使用和維修帶來諸多困難。對此，我廠針對鄭州局向鐵道部運輸局提出的“對SS4小號機車向SS4G機車進行簡統(tǒng)改造”的設(shè)想，完成SS4小號機車大修加總體改造方案設(shè)計，總體設(shè)計原則即對SS4小號機車以改造整體布局、改善通風(fēng)系統(tǒng)為重點進行改造，以提高SS4小號機車整體性能，方便機車使用和維修。1．3本章小結(jié)本章簡述了韶山4型機車的設(shè)計制造過程、質(zhì)量現(xiàn)狀、選題意義及SS4小號機車大修改造的主要研究內(nèi)容，完成以下工作：通過對SS4小號機車存在的技術(shù)質(zhì)量問題的分析，提出SS4小號機車大修加改造總體設(shè)想。扼要介紹SS4小號機車大修改造的主要研究內(nèi)容。第二章SS4小號改造車重量分配分析2．1概述在SS4小號機車向SS4G機車簡統(tǒng)改造中，機車設(shè)備布置的改造、車體結(jié)構(gòu)的改造必定造成機車重量分配的變化，影響到機車軸重分配以及粘著重量利用率、機車牽引力。在設(shè)計過程中，因無各借用部件的重心位置，不能進行詳細的機車軸重分配計算，只能參照SS4G機車設(shè)備布置方式進行重量分配類比分析，再通過軸重稱重進行驗證。2．2軸重總要求GB3314—82《電力機車通用技術(shù)條件》對電力機車軸重要求如下：：(1)機車總重的允差為+‰：(2)同一機車每個動軸重的實際軸重，與該機車實際平均軸重之差，不應(yīng)超過平均軸重177。2％：(3)每個車輪輪重與該軸兩輪平均輪重之差，不應(yīng)超過該軸兩輪平均輪重的177。4％： SS4小號改造車單節(jié)車重理論整各重量為92t；(1)實際單節(jié)車重應(yīng)控制在92+(2)實際單軸軸重應(yīng)控制在23+(3)實際單軸輪輪重應(yīng)控制在11．5177。1．84 t之間；2．3 SS4小號改造車總重情況SS4小號改造車、SS4型(1～158．)車，SS4G機車重量統(tǒng)計見表 SS4小號改造車單節(jié)車重為92．5405t，全車重為185．08lt，均在允許范圍內(nèi)。但比SS4G機車輕3．462t。2．4 SS4小號改造車軸重分配分析二系簧下設(shè)備布置即轉(zhuǎn)向架組裝，SS4小號改造車保留原SS4機車改造后的走行部；與SS4G機車走行部相比，二系簧距離相同，撓度相同，單節(jié)車兩轉(zhuǎn)向架中心距相同；雖然軸距、單節(jié)車全軸均相差100mm轉(zhuǎn)向架總重量相差O．39t；只因每個輪對裝置、構(gòu)架結(jié)構(gòu)呈對稱布置，所以二系簧下設(shè)備布置對軸重分配沒有影響。、二系簧上設(shè)備布置根據(jù)機車分配計算原理，二系簧上各設(shè)備的重量及重心在車上的位置決定機車軸重分配。出于SS4小號機車向SS4G機車簡統(tǒng)改造中，設(shè)備布簧采用斜對稱布置方式，主要設(shè)備重量及位置與SS4G機車相同或相近，如變流裝置、高低壓柜、2號端子柜、綜合柜、空氣管路柜、電源電子柜、牽引通風(fēng)機組、空壓機組、劈相機安裝、啟動電容柜、空氣干燥器、復(fù)軌器安裝、蓄電池安裝、主風(fēng)缸安裝、司機室設(shè)備布置、車頂設(shè)備布置、各室門及骨架、門聯(lián)鎖、走廊天花板、輔助設(shè)備安裝等，與SS4G機車設(shè)備相同，安裝位置相同；制動電阻柜結(jié)構(gòu)及安裝方式與SS4G機車相同，只是向車體縱向中心線移了70mm但是兩制動電阻柜是斜對稱布鬣，對軸重分配影響很小。與SS4G機車設(shè)備布置差異較大的部位，如：①主變壓器室設(shè)備布置主變壓器采用原SS4機車主變壓器，重量及安裝位景相同，散熱器與軸流風(fēng)機與SS4G機車方式相同，重量相近；差異較大的是主變壓器器身，兩者相差：1．635t，但由于這部分設(shè)備安裝處于每節(jié)機車中心附近，所以它對軸重分配影響很小。②SS4小號改造車無功補裝置，因此在I端、II端高壓室取消了PFc電容，在單節(jié)車中兩組PFc電容在SS4G機車上是斜對稱布置。因此，對單個軸重?zé)o影響。③車體結(jié)構(gòu)改造的影響SS4小號改造車車體設(shè)各骨架與SS4G機車相似，車體底架、側(cè)構(gòu)、司機室骨架、排障器等保留原SS4機車車體結(jié)構(gòu)，車體小頂蓋作了改進設(shè)計，因此．車體熏量也發(fā)生了變化。SS4小號改造車體比SS4G機車重1．594t，但這部分增加的重量基本上是均布的，對軸重影響不大。2．5結(jié)論通過以上分析，SS4小號改造車與SS4G機車設(shè)備布置相近或相似，SS4G機車軸重分配能達到要求，SS4小號改造車也能達到設(shè)計要求。SS40020機車大修改造竣工后，運至大同進行軸重稱重驗證，稱重結(jié)果符合要求，《稱重報告書》見附表6—2。第三章 機車高速轉(zhuǎn)向架速度性能分析轉(zhuǎn)向架動力學(xué)的基本性能主要由機車穩(wěn)定性 直線運行性能和曲線通過性能評價。非線性穩(wěn)定性計算時截取一段長度為50m 的AAR4級不平順時域譜作為激擾，機車以一定速度通過不平順后，在理想光滑直道上繼續(xù)運行到300m時，考察各剛體位移的極限環(huán)振幅來判斷其穩(wěn)定性。圖31為機車在惰性 牽引 制動條件下運行的極限環(huán)計算結(jié)果。由圖31可知機車的速度在接近500km/h時，因此理論上機車的非線性限制速度為480km/h。該轉(zhuǎn)向架具有高非線性穩(wěn)定性。