八轴货运电力机车钩缓装置的设计

[摘 要]针对八轴电力机车重载牵引的实用性和安全性问题，设计了具有自动回复和防脱功能的车钩缓冲装置。

[关键词]重载 钩缓 自动回复 防脱功能

中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0021-01

1.前言

交流传动9600kW八轴干线货运电力机车以HXD3B、HXD3C、160km/h电力机车技术平台为基础，移植部分和谐机车上成熟可靠的技术，在充分考虑我国铁路交通实际运用情况的基础上进行研制。

八轴机车的车钩缓冲装置设计着重考虑重载机车牵引的适用性和安全性，选用了102型钩缓装置及Z-5型压溃装置，拥有自动回复、联挂防脱及车体保护功能。

2.国内现有机车钩缓装置

机车按牵引动力可以分为内燃机车与电力机车两大类。我国货运内燃机车主要有ND5、DF4、DF8、HXN3等，货运电力机车主要有SS3、SS4、HXD1、HXD2、HXD3等。其中内燃机车ND5、HXN3、HXN5主要采用102钩缓装置，电力机车HXD3、HXD3B、HXD3C均采用13A型电钩缓装置。

2.1 13A型电钩缓装置

13A型内电钩缓装置结构如图1所示。当其承受纵向压力时，钩缓系统力的传递顺序为：车钩头-车钩尾圆弧面-前从板圆弧面-缓冲器-后从板-底架。钩尾框基本不承力。当前从板在压力作用下与车钩一同产生纵向位移时，扁销会带动钩尾框一起移动。此时扁销和尾框承力均很小，车钩纵向力主要通过从板传递。

2.2 102钩缓装置

当其承受纵向压力时，钩缓系统力的传递顺序为：车钩前从板缓冲器压溃（保护）装置车体。在缓冲器缓冲吸能、压溃装置变形吸能后，如车钩继续有向后位移，此时车钩钩肩将与底架前端部的冲击座碰撞，冲击座变形减缓冲击保护车体。

由于压溃装置的加入，本车车钩缓冲装置既能实现自动回复、联挂防脱等有利于重载机车安全性的功能，又能有效保护车体。

3.八轴机车牵引缓冲系统的设计

八轴货运电力机车钩缓装置的设计着重考虑重载机车牵引的适用性和安全性。因此，该钩缓装置选用了具有自动回复和防脱功能的102型车钩、102（NC390）型缓冲装置和Z-5型压溃装置作为主要部件。图2显示了该钩缓装置的主要结构。

3.1 八轴货运电力机车钩缓装置的特点

所设计的钩缓装置具有如下特点：

1、102型车钩具有联挂防脱功能；

2、车钩和缓冲装置配合，具有自动复位功能；

3、整个系统安装后，钩尾框只能前后运动，不能转动。因此，车钩的转动角度即是整个钩缓系统的转动角度（自由转角8°，极限转角19°）；

4、缓冲装置阻抗峰值大，可以达到4445kN；

5、在后从板后边设置了压溃装置，以缓解来自车钩的冲击，抵消缓冲装置阻抗大对车体的不利影响；

6、车钩、钩尾框结构尺寸增大，使得钩尾框结构强度提高；

7、缓冲体（前从板、后从板、橡胶片、复原块）与钩尾框合成在一起，如图3所示。

传统的TB1594车钩缓冲系统则不能完全具备这些功能。以HXD3B、HXD3C机车的钩缓系统为例，尽管其带有压溃装置的，加强了车体保护功能，但不具备防脱功能和自动复位功能。

3.2 八轴机车端部牵引缓冲梁设计

尽管八轴干线货运电力机车是以HXD3B、HXD3C等电力机车技术平台为基础，但是由于八轴机车的车钩缓冲装置选用了102型钩缓装置及Z-5型压溃装置，有别于其他参考电力货运机车车型，所以八轴机车的端部牵引缓冲梁设计也与HXD3B、HXD3C等电力机车有所区别。

根据102型车钩要求的安装方式，八轴机车取消了其他电力机车所采用的均衡梁、车钩吊杆等装置，新设计的冲击座在结构上有很大改变。102型车钩设计极限转角19°，自由转角8°。车钩钩尾凸肩与缓冲装置复原块之间留有间隙，以使车钩能在一定范围内自由转动，保证机车在曲线上能进行摘挂作业。为保证以上工作状态，冲击座内侧新加装左右挡板。

102型缓冲器的缓冲材质与各项性能都与QKX100型胶泥缓冲器或摩擦式缓冲器差异较大。根据两种缓冲器的安装方式不同，本车前后从板的形态有很大改变。较其他电力机车前冲击座、前从板、后从板、有很大改变，其中前从板采用Q345E材质的30厚板，后从板采用Q345E材质的36厚板。

4.结论

我国现有SS3、SS3B、SS4、SS4G、HXD1、HXD2等等多种型号的八轴机车，也开发了很多大功率六轴机车，因其牵引缓冲装置均是沿袭传统配置，所以不能同时拥有自动回复、联挂防脱及车体保护功能，或者，在某些方面还存在不足，因此，不能完美配合重载货运牵引机车的实际需要，而本车的钩缓系统针对重载货运牵引机车的运用要求而设计，最大限度的满足了这种要求，更适合重载货运牵引机车。