第五节 弹簧装置

二、油压减振器
减振器为衰减振动而设。它将振动冲击能量通 过各种阻尼形式变成热量散发掉，从而使振动衰减， 达到平稳的目的。机车应用的减振器主要有两大类： 具有摩擦阻尼的摩擦减振器和具有黏滞阻尼的油压 减振器。
1、工作原理
油压减振器实质上是一个密封的充满油液的油 缸。油缸内有一把活塞，把油缸分为A、B上下两个 腔活塞上有小孔，称为节流孔。油缸外套有一储油 筒，储油筒与油缸B腔有进油孔相通，将活塞和储油 筒分别固定在产生相对位移的两部件上（如构架和 轴箱上），两部件产生相对运动时，活塞和油缸产 生相对位移。
2、弹簧附属部件
附属部件由上下压盖、上座、定位 销等组成。弹簧组靠上下压盖、弹 簧座定位组装在一起。
3、垂向液压减振器
SS4改型电力机车转向架轴箱采用独立悬挂方式，因 单纯采用螺旋弹簧时，振动太大，会加速机车各零 件的磨损和疲劳破坏。所以，每个轴箱悬挂配一个 垂向油压减振器，以达到既能衰减振动，又能保持 弹簧装置正常工作的目的。
2、垂向油压减振器
SS9型电力机车轴箱悬挂装置采用KONI型铁路油压减振 器，设置在构架和轮对轴箱之间（2、5位轮对轴箱不装 设），一端固定在构架的减振器上，另一端固定在减振器 下座上，减振器下座通过4个M20螺栓与轴箱体相连。
五、HXD3改型电力机车轴箱悬挂装置
轴箱采用独立悬挂，轴箱相对构架的上、下和横向移 动，靠弹簧、橡胶元件的弹性变形来获得。轴箱悬挂装置 由一系弹簧和橡胶减振垫等组成。
3、橡胶弹簧
随着现代橡胶工业和橡胶金属粘结工艺的发展， 橡胶弹簧在机车上的应用已经普遍。在一系悬挂中， 有些国家采用橡胶制成的轴箱弹簧（八字形橡胶堆 轴箱弹簧）；在二系悬挂中，橡胶堆旁承应用很广。
①橡胶弹簧的优点：有良好的减振性能， 吸收高频振动的能力强；灵敏性好；质 量轻；形体小；不会突然折损，运行中 无需经常检查。 ②橡胶弹簧的缺点：橡胶的强度小；制 造工艺复杂；性能误差大；性能受温度 的影响大，橡胶弹簧的刚度随温度变化， 高温时易老化，低温时易变脆。
减振器的上、下两端是连接部，上 端通过减振器座与构架连接，下端 直接与轴箱连接。在减振器两端与 座相连接处各装有一个橡胶垫，起 弹性关节作用。 减振器所用的油液对减振阻力和使 用耐久性都有重要的作用。通常采 用变压器油和透平油各占50%的混 合油，也可用仪表油。
三、SS4改型电力机车轴箱悬挂装置
当活塞上移时，A腔容积缩小，B腔 容积加大。由于油缸是密封的，所 以A腔油压升高，B腔油压降低，A 腔的油压通过活塞的节流孔流入B 腔，油压得以均衡，当油液流过细 小的节流孔时必然因黏滞产生阻尼。 当活塞下移时，情况与上述相反， 油液由B腔流入A腔，产生阻尼。
2、性能特点
①活塞运动速度：速度越大，阻力 越大；速度越小，阻力越小。 ②节流孔大小：孔径越大，阻力越 小；孔径越小，阻力越大。 ③油液粘度：油的粘度越大，阻力 越大；油的粘度越小，阻力越小。
对于速度较低的机车（Vm ≤100Km/h),要求具有良好的黏着 性能，其悬挂特点是：一系软， 二系硬。 对于速度较高的机车，机车振 动加剧，悬挂装置的特点是： 一系硬、二系软。
一、各种弹簧原件的性能特点
机车上常用的弹性元件有板弹簧、 圆弹簧和橡胶弹簧三种。不论采用何种 弹簧元件，他们的共同作用原理是：利 用弹性元件受附加载荷时产生弹性变形， 将震动冲击能量转化为元件变形的位能， 然后将位能释放出来，形成元件及簧上 部分的振动，在振动过程中，冲击能量 转化为热量散发掉，使振动加速度和动 作用力大大降低。
六、弹簧调整
1、弹簧调整的目的 弹簧调整（包括一系、二系悬挂）的 主要目的，是要调整机车的轴重。通过 调整车体支承质量的分配和转向架弹簧 的受力情况，使车体、转向架保持水平 状态，各种轴重符合规定要求，以保证 机车安全运行并发挥最大牵引力。

3、弹簧调整的基本方法
①在弹簧下面加减垫圈，是弹簧调整的 有效方法。 ②对于个别过硬或过软的弹簧、损坏的 弹簧，必须更换
SS4改型电力机车每台转向架有四组完全相同的轴箱独 立悬挂装置。每个悬挂装置由两组完全相同的弹簧组、 上下压盖及一个上座和一个垂向液压减振器等组成。
1、弹簧
每个轴箱设置两个弹簧组，每个弹簧组内设 有内外三个弹簧，除中间弹簧左旋外其余内 外两个弹簧均为右旋弹簧。 为了内、中、外弹簧组合后受力均匀，应对 其选配，使他们在各自工作负荷下内、中、 外单个弹簧高度差不大于3mm，然后配成弹 簧组，并对配成组的弹簧组进行工作负荷下 的工作高度测定，做好标记，以便机车调簧 之用。

油压减振器有良好的减振性能，当 振动强烈时减振性能相应增强；当振动 微弱时减振能力相应减弱。这样既保持 了机车低速运行时，弹簧装置的灵敏度， 又能在高速运行时发挥充分的减振作用。
3、SFK1型油压减振器构造
SFK1型油压减振器由活塞部（包括心阀）、进油 阀部、密封部、缸端和连接部组成。
减振器的活塞部是产生阻尼的主要部分。它由活塞、 心阀、心阀弹簧、阀座和套阀组成。 心阀两侧开有节流孔，组装后，节流孔的下部露出 阀套。节流孔的露出部分成为初始节流孔，减振器 的阻尼主要决定于初始节流孔的大小。
四、SS9型电力机车轴箱悬挂装置
SS9型电力机车每台转向架有6组基本相同的轴箱装置 （2、5位轮对轴箱不装设油压减震器）。每一轴箱悬 挂装置由2组完全相同的圆弹簧、橡胶垫、上下压盖、 弹簧座和垂向液压减振器组成。
1、圆弹簧
圆弹簧材料为60Si2CrA,旋向为右旋。 一系悬挂装置组装时应对圆弹簧进行选配，保证同一转向 架各个圆弹簧的工作高相差不超过1mm。圆弹簧靠上下压 盖、上座、定位销定位组装在一起。
在缸体的下端是进油阀部。它由阀体、阀瓣和 锁环等组成。 进油阀部的主要作用：减振器工作时，从此处 压出或补充工作油，其开关决定于活塞下油腔 液压力的变化。
缸筒的上部是密封件，作用是对活塞杆的上下移 动作导向，并防止工作油泄露和进入尘土。当减 振器工作时，内部油压最高可达250KPa，所以密 封是一个很重要的问题。密封部的结构包括缸端、 油封圈、密封弹簧、托垫和密封圈。 活塞与导向套的间隙越小，密封性能越好，但间 隙过小容易造成磨损。导向套安设在活塞杆与缸 端之间，由锡青铜制成，可以减轻活塞的磨损。 密封圈的作用是把少量的漏泄油液从活塞杆上刮 下来，经缸端上的回油端流到储油缸。
2、圆弹簧
圆弹簧又名螺旋弹簧，由于弹簧钢条（一般为圆形 断面）加热卷绕而成，外形有圆柱形，圆锥形等。机车 上应用的一般都是圆柱形弹簧。为了增大弹簧的刚度， 常常将不同外径的弹簧套在一起，组成实质上是并联的 双圈或三圈弹簧组。
①圆弹簧的优点：结构简单， 质量轻，体型小，制造修理比 较容易，成本低，工作灵敏性 好，静挠度一般较大。 ②圆弹簧的缺点：几乎无吸振 能力，振动衰减慢。因此，机 车上用圆弹簧组成悬挂系统时， 一般要和减振器配合使用。
第五节 弹簧装置
机车1537班 周建
2017/11/4
弹簧装置也称悬挂装置，包括弹性元件及减振器。 机车动力学性能的好坏，与悬挂装置的结构形式及 参数选择密切相关。 现代电力机车都采用两系悬挂装置，一系悬挂，又 称主悬挂，设置在机车转向架构架与轴箱体之间； 二系悬挂，又称次悬挂称为叠板弹簧或弓形弹簧，是用一片片预 先弯成一定弧形的弹簧钢片叠装而成，中间用簧箍固紧。 最上面的簧片，也就是最大的簧片称为主板，其余各簧 片叫副板。

①板弹簧的优点：不仅具有一般弹簧应 起的缓冲作用，而且还因片间摩擦，具 有良好的衰减振动性能，即吸振性好。 ②板弹簧的缺点：质量大，体积大，比 其他弹簧重;制造工艺复杂;对高频振动很 不敏感，往往直接传递，所以灵敏性差； 另外，由于强度的限制，板弹簧变形范 围较小，进一步增大挠度有困难。 现代电力机车很少采用。