HXD1B机车驱动单元组装台的结构设计

摘要：文章简单介绍了hxd1b机车驱动单元的结构及组装工艺，提出了组装工艺中所需的组装台的设计原理和结构。

关键词：HXD1B；驱动单元；

1.引言

HXD1B型机车是我国新一代六轴大功率交流传动货运干线电力机车，机车牵引功率高达9600kW，运行速度可达120km/h，机车采用目前国际最先进的驱动系统―齿轮箱电机一体化驱动系统，为我国铁路高速重载发展提供了可靠的牵引动力保证。

2.驱动单元结构介绍

HXD1B型机车驱动系统是一种新型转向架抱轴悬挂式齿轮箱电机驱动装置，有别于传统机车抱轴式电机齿轮箱驱动系统，结构新颖、合理紧凑。由牵引电机、大齿轮箱、小齿轮箱、大小齿轮、柔性联轴器、传动轴承、单侧抱轴箱等组成一个整体结构，如图1、图2 所示。

该驱动系统采用一级减速齿轮传动结构。齿轮箱为承载式齿轮箱，采用垂直分箱，分为小齿轮箱和大齿轮箱，通过螺栓联接分箱面。小齿轮箱体同时还起着电机输出端端盖的作用；牵引电机与小齿轮箱成一个整体，牵引电机传动端直接通过齿轮箱滚动轴承与车轴环抱，另一端（非传动端）则通过带深沟球轴承的单侧抱轴箱环抱在车轴上。

图1 齿轮箱电机一体化驱动系统 图2 齿轮箱电机一体化驱动系统外形图

3.工装设计的任务来源

从驱动单元的结构及装配要求来看，大小齿轮箱合箱面由2个定位销和34个螺栓连接，定位要求较高；抱轴箱座与电机抱轴箱采用凸台与凹槽过渡配合的连接方式，整个齿轮箱合箱和电机抱轴箱组装的配合精度较高。最为难点的是，大小齿轮箱在合箱过程中电机上的小齿轮箱端盖的安装螺栓与大齿轮箱的内侧端盖会相互干涉，电机只能通过边旋转边推进的方法才能使大小齿轮合箱，否则电机靠近不了大齿轮箱和抱轴箱座，整个组装过程也就无法完成。

目前HXD1型和SS4型等机车的齿轮箱、抱轴箱组装是将电机安放在组装台上，将带大齿轮、抱轴箱的车轴用天车吊起然后与电机进行连接，用这种组装方式是不能满足HXDIB的组装要求。因此，需要设计一个专用的组装台用来支撑电机、轮对及齿轮箱并实现电机、轮对、齿轮箱的组装。

4.驱动单元组装台的设计

4.1组装台功能结构介绍

该驱动单元组装台由底座、移动架、车轴定位架、齿轮箱支撑架等部分组成，其中移动架包括电机旋转支承座及十字移动座。电机旋转支承座上设有推力圆柱滚子轴承，电机可以在支承座上进行旋转；十字移动座上设有可以升降的螺杆，方便调整电机高度，十字移动座上设有两层直线导轨，可使电机沿着前后左右方向进行移动，从而使电机能顺利地靠近车轴，能方便驱动单元中的电机抱轴座与车轴抱轴承座和大小齿轮箱准确配合。车轴定位架是用于放置车轴，并可通过两端加减垫片来调节车轴的高度和水平度的。齿轮箱支撑架是用于支撑齿轮箱并可调节齿轮箱角度。组装台上的底座是整个工装的基础，上面用于安装移动架、车轴定位架、齿轮箱定位架等部件。驱动单元组装台的结构见下图3。

图3 驱动单元组装台

1车轴定位架 2 移动架（2.1 电机旋转支承座 2.2十字移动座） 3齿轮箱支撑架 4底座

4.2 组装台主要结构介绍

组装台底座是整个驱动单元组装台的工作平台，其它部分安装在底架上，该底座平板上设有两个直线导轨定位槽，用于通过直线导轨与移动架进行连接。

移动架由电机旋转支承座与十字移动座构成；电机旋转支承座包括三个立柱、上盖板、下盖板以及推力圆柱滚子轴承（81184）等组成（见下图4）；三个立柱设于上盖板上，用于对应支撑电机底座；上盖板下端设有环形凹槽，下盖板上端对应设有环形凹槽，推力圆柱滚子轴承的上下部分分别安装在上盖板和下盖板的凹槽内，并通过定位螺销穿过上下盖板的中心孔将下盖板与上盖板连接；下盖板底部焊接四个支座，可与移动座上的四根升降螺杆联接。通过这个设计可使得放置在支承座上的电机可以相对旋转，并通过止挡及调节螺杆来固定。

图4 电机支承座

1 立柱 2 推力圆柱滚子轴承 3 上盖板 4下盖板 5 支座 6 定位螺销

十字移动座的上座板上对应于电机支承座的四个支座设有四根升降螺杆，该四根升降螺杆的下端分别通过螺套与四个螺杆座联接，四个螺杆座固定于上座板上，螺套与螺杆座间分别设有推力圆柱滚子轴承（81110）；可以通过旋转螺套从而调节升降螺杆的高度（Z方向）。十字移动座的上座板底端通过两直线导轨与下座板顶部联接，通过旋转固定于下座板上的手轮，使传动螺杆带动上座板沿电机中心轴方向平行移动（Y方向）。下座板底端通过两直线导轨与驱动单元组装台的底座联接，可以使得整个移动架及电机能在底座平行移动（X方向）。十字移动座结构见下图5所示。

图5 十字移动座

1升降螺杆 2螺套 3推力圆柱滚子轴承 4螺杆座 5手轮传动螺杆机构 6上盖板

7直线导轨1 8 下座板 9直线导轨2

车轴定位架固设于底座左侧的两端，用于支撑车轴。在支撑车轴的部位设计成可拆卸的叉头，在叉头与定位架顶板间设有数个调整垫片，可以通过增减调整垫来调节车轴的水平度。

齿轮箱支撑架是用于支撑齿轮箱，齿轮箱支撑架包括长双向调节杆、短双向调节杆及支撑座板等组成；通过调节双向调节杆的高度来调节齿轮箱的安装角度，从而保证大小齿轮箱能顺利配合。

5.总结

通过对以上HXDIB机车驱动单元组装台的设计，使得该台位具备使电机的转动及三向（进退，左右，升降）移动功能，以便于驱动单元各安装部件间位置的调整。目前已使用该驱动单元组装台生产了一千多台机车的驱动单元。驱动单元组装台的实物见右图6所示。

在HXDIB机车驱动单元组装过程时，采用上述结构的组装台能有效的保证HXDIB机车驱动单元装配质量，保证了大小齿轮及齿轮箱能顺利配合，减少由于装配不当而引起齿轮箱漏油、异响等质量问题的发生；且通过该工装的使用，能较大的提高作业效率，避免在装配过程中使用起重机吊起电机在空中进行作业，减少了安全隐患。另外其它型号的机车驱动单元的组装也可使用该类似结构的驱动单元组装台。

参考文献：

[1] 周建斌，陈清明，王德新，晋军辉，高彬，熊霞，HXD1B 型机车转向架驱动系统

[2] 徐灏.《机械设计手册 第1卷》[M]，机械设计出版社，1991.