电力机车转向架组装台车动力改造设计方案

卫英峰，牛 森

（中车大同电力机车有限公司，山西 大同 037038）

1 引言

转向架车间建设转向架组装精益生产示范线的过程中，需将转向架组装台车（图1）从驱动单元摆放工位发运至转向架落成工位，以及转向架落成后发送下工位，提出了转向架组装台车动力的需求，将现有转向架组装台车通过增加电机、齿轮、蓄电池等部件达到可自动移动的功能。

图1 转向架组装台车

2 改造方案总体设计

2.1 改造内容

改造方案为：增加电机、减速器、主动链轮、从动链轮等部件，使用链传动，采用蓄电池供电，工装更改具体如图2、图3 所示。

图2 转向架组装台车动力改造方案

图3 转向架组装台车动力改造方案模型图

2.2 改造指标

通过现场调研及计算，确定改造的各项指标：①转向架组装台车的行进速度：0.2m/s；②转向架组装台车的牵引力：500kg（通过拉力计测量为270kg）；③动力轮安置在中间轴右侧位置；④蓄电池尽量安置在车架内部，避免安全隐患，容量至少满足使用两周（使用时间：2min/次×2.5 次/天×14 天=72min（1.2h））；⑤电机应该带有制动功能，同时在不供电的情况下，电机可以自由旋转，不得应外部旋转损伤电机。

2.3 计算说明

2.3.1 电机参数计算（表1）

表1 电机参数

指标：转向架组装台车行进所需牵引力500kg。

根据组装台车前进的需求，可计算所需电机的功率[1]：

2.3.2 减速机及链轮计算（表2）

表2 减速机参数

指标：①电机转速：1500 转/min；②组装台车行进速度：0.2m/s；③组装台车主动轮直径：300mm。

可算得传动比

采用两级减速，一级有减速器完成，一级有链轮传动完成。

根据机械设计手册链轮传动设计计算推荐选择主动链轮齿数Z1=17、从动链轮齿数Z2=34、传动比i=2、链号选择16A，链轮中心距350mm、链条节数54、链条排数1 排。

进行链轮安全校核。已知16A 链号极限拉伸载荷Qmin=55.6kN、节距P=25.4mm、电机效率η=0.8。

计算链条拉力[1]

由于链速V＜0.6m/s 是低速链传动，其主要失效形式是链条的静拉断，故安全系数应S≥[S]=3～6

结果满足要求，链条能够安全使用。

主动链轮与减速机用M12×40 螺栓紧固；从动链轮与车轮用M12×60 螺栓紧固。

2.3.3 蓄电池计算（表3）

表3 蓄电池参数

指标：①电机电压48V；②至少能够使用两周（使用时间：2min/次×2.5 次/天×14 天=72min（1.2h））。

电池组的理论电瓶容量为1500W×1.2h=1800W·h=1800VAh

表4 充电器参数

电池组的理论额定电量为1800VAh/48V=37.5Ah

电池组的实际额定电量为37.5Ah×1.5=56.5Ah

2.3.4 动力部分接线（表5）

表5 电路系统接线

指标：电路系统布线位置以及方法应符合安全管理要求（图4）。

图4 转向架组装台车电力系统设计方案

2.3.5 制动

指标：转向架组装台车应有制动系统。

制动装置（图5）安置在转向架组装台车一、三轴左右两侧位置。

图5 转向架组装台车制动装置

3 结束语

综上所述，经改造后转向架组装台车（图6）满足不同工位之间的自动移动功能，与改造前的组装台车相比，节约了大量的时间和劳动力，极大提高了生产效率，且工装在原有基础上进行改造，节约了制造成本，为企业创造了较大的经济效益。

图6 组装台车动力系统改造后实例