毕业论文-HXD1C型电力机车日常检修工艺设计汇.docx
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湖南铁路科技职业技术学院毕业（设计）论文计
HXD1C型电力机车日常检修工艺设
目 录
一、绪论 2
1、大功率交流电力机车的发展现状 2
2、国内外电力机车日常检修 2
3、本文的主要内容 3
二、HXD1C型电力机车简介 4
1、HXD1C型电力机车主要技术参数 4
2、HXD1C型电力机车主要特点 4
3、HXD1C型电力机车主要部件 5
三、HXD1C型电力机车日常检修工艺设计 10
1、HXD1C型电力机车日常检修周期与检修范围 10
2、高压电器的检修工艺 12
3、低压电器的检修工艺 16
4﹑车体检修工艺 20
5﹑走行部检修工艺 22
6、制动部分检修工艺 30
结论 35
参考文献：
36
致谢 37
HXD1C型电力机车日常检修工艺设计
摘要：
HXD1C型电力机车，运行稳定、可靠，能满足该型电力机车的运用要求，实现模块化，通用化，降低了机车运营和维护成本。
HXD1C型电力机车作为我国国产率最高的新型大功率机车，在现代化铁路运输起着无可替代的重要作用。
本文阐述了HXD1C型电力机车的特点、技术参数，分析了HXD1C型电力机车的结构组成。
设计了HXD1C型机车部分的检修工艺。
关键词：
HXD1C 电力机车 日常检修
第13页共37页
一、绪论
1、大功率交流电力机车的发展现状
随着近年中国经济持续增长，铁路货运需求随之大幅增加，铁道部有鉴于此，订购能单机牵引5,000吨的大功率机车，以应付货运需求。
大连机车于2001年起就开发大功率交流电传动货运电力机车进行研究，
2001年6月正式申报开发项目并获铁道部批准，最初定型为SSJ3，总体主管设计师是刘会岩。
由于当时中国缺乏制造IGBTVVVF牵引逆变器等技术，因此大连机车选择与日本东芝合作研制新型机车，并于2002年9月成立合资公司，由东芝提供机车牵引逆变器及控制系统。
这款机车是C0-C0六轴机车，采用了前后各一个三轴转向架、每轴装有一台1,200kW交流牵引电动机，整车输出功率为7,200kW。
首台原型车编号
SSJ3-0001，0001，于2003年年底完成，2004年4月26日由大连厂下线，并
先后前往同蒲铁路和北京铁道科学研究院环形线进行一系列试验,，试验于7
月4日完成。
至2005年5月至6月间，SSJ3-0001车前往遂渝铁路参与“遂渝线200km/h提速综合试验”，负责货物列车试验、双层集装箱列车试验和5000吨货物列车制动试验，其中试验时牵引3100吨货车最高速度达到136km/h。
及后这辆机车一直待在北京环铁，至2008年送回大连厂。
HXD1C型电力机车是干线货运用六轴交流电传动电力机车，由南车株洲电力机车为适应中国铁路运输市场的需要而研制的主型机车，其设计参照了株洲电力机车与德国西门子联合研制制造的HXD1型和HXD1B型电力机车，但使用了更多国产化元件，国产化率90％以上。
包括使用IGBT模块
（3,300V/1,200A）的牵引变流器和网络控制系统等。
轴式为Co-Co，单轴控制技术，六轴每轴装有一台最大功率1,200KW的交流电牵引电动机，总功率
7200KW。
可在线路坡度12％以下的路段，牵引5000吨至5500吨货物列车。
2、国内外电力机车日常检修
电力机车具有效率高、启动快、速度高、爬坡能力强等特点，运输能力很大，电源来自于水力发电，更为经济。
但电力机车在运行过程中由于高速运行收到冲击振动、摩擦及腐蚀，经过一段时间的运行后，各部分构件都会发生磨耗、变形、老化或者损坏。
而经常处于运动状态是，运动配合之间的构件或系统都有其出其故障极端、稳定工作阶段和磨耗损失阶段。
当机车的零部件出现耗损失效时，便会发生故障，影响机车的正常使用，严重者甚至会影响行车安全。
因此，为了保证机车正常工作，延长机车使用期限，对机车进行日常保养
和检修是十分必要的。
电力机车的日常维护保养是把机车处于萌芽状态的故障现象及时发现并处理，目前，电力机车的维修制度有两种。
一种是定期检查，根据机车运行的走行公里或者时间来安排检修周期和修程。
这种修程制度有利于检修部门有计划地组织生产，按照事先规定好的检修范围进行检修，便于管理；缺点是检修中盲目性很大，浪费人力、材料、设备较多。
另一种是状态修，其主要依据是机车的实际技术状态，根据不同的技术状态确定检修周期和修程，这种检修制度的检修针对性强，能够节约检修成本，但必须有一个准确、及时的质量信息反馈系统，其管理难度也较高。
我国电力机车的发展速度较快，但运用检修较为落后。
机车发展成熟国家均已采用状态修，而目前在我国铁路各个机务段中主要采用的是定期检修制度，也有少数单位试行状态修制度。
不过随着机车故障诊断记录系统的不断成熟以及机车功能模块化的逐步推广，配合更加全面的机车信息管理系统，我国未来逐步采取状态修的检修制度应该是完全可行的，它代表了机车检修管理发展的方向。
3、本文的主要内容
本文详细地讲叙了HXD1C型机车的特点、技术参数、结构组成，并设计了检修工艺。
一、绪论:
1.大功率电力机车的发展现状2.国内外电力机车的运用检修。
二、HXD1C电力机车介绍。
主要介绍了HXD1C型电力机车的技术参数和主
要部件。
三、HXD1C型电力机车的运用检修设计。
主要编写HXD1C的高、低压电器、车体、走行部、制动检修工艺。
二、HXD1C型电力机车简介
1、HXD1C型电力机车主要技术参数
HXD1C型电力机车主要技术参数如表1。
表1 HXD1C型电力机车主要技术参数
项目
技术参数
供电制式
单相交流25KV/50Hz
规矩、mm
1435
轴式
Co-Co
机车整备整备质量/t
138％（无配重）150％（加配重）后
轴荷重/t
23（无配重）25（加配重）
机车前后车钩中心距/mm
22670
机车车体宽度/mm
3100
机车转向架中心距/mm
11760
机车轮周牵引功率（持续制）/KW
7200
机车轮周再生电制动功率（持续制）/KW
7200
机车速度/km·h-1
机车最高运营速度 120
机车转向架固定轴距/mm
1轴到2轴
2250
2轴到3轴
2000
2、HXD1C型电力机车主要特点
该机车是我国目前自主化程度最高的电力机车，国产化率高达90％，具有极优的性价比，是我国铁路目前及未来的主型电力机车。
主要有以下特点：
①主电路：
机车牵引电路采用由IGBT模块（3.3KV/1200A）组成的四象限整流器和逆变器，采用牵引电机轴控技术。
②辅助电路：
机车辅助电路采用独立的辅助逆变器供电，辅助变流器分别由恒频恒压变流器（CVCF）与变频变压变流器（VVVF）两个模块构成。
③控制网络：
机车采用微机控制系统，实现网络化、模块化，使机车控系统具有控制、诊断、监测、传输、显示和存储功能，控制网络符合IEC61375的标准要求。
④重联控制：
机车具有通过WTB总线进行多机（最多三台）重联控制及显示功能，并预留了远程重联控制系统的软件、硬件接口及安装平台。
⑤转向架：
机车采用CO转向架，驱动系统采用滚动抱轴承传动的抱轴悬挂驱动，构架为箱形梁焊接构架，齿轮箱采用了高强度铝合金，一系悬挂采用轴箱拉杆+螺旋钢弹簧方式，二系采用高挠螺旋钢弹簧结构，牵引装置采用低位牵引。
⑥通风方式：
机车采用独立通风方式，增加了机械间冬夏季温度调节模块转换设计，更好的改善了机车运用环境。
⑦车体：
车体采用整体承载结构型式，全部由钢板及钢板压型件组焊而成的全钢焊接结构。
车体纵向压缩载荷取3000KN，纵向拉伸载荷取2500KN。
⑧设备布置：
机车总体结构为双司机室、机械间设备按斜对称原则布置、中间走廊、采用预布线和预布管设计。
⑨空气制动系统：
机车采用的是KNORR公司或法维莱公司的产品。
⑩其它：
机车预留有信息系统的安装位置和接口。
3、HXD1C型电力机车主要部件
HXD1C型电力机车由牵引电机、转向架、主传动系统、控制系统等组成。
本章节介绍了HXD1C型电力机车的主要组成部分。
（1）HXD1C型电力机车的电传动系统
①HXD1C型电力机车主电路
机车的主电路系统由主变压器原边电路及主变压器次变牵引电路组成。
受电弓从接触网接受AC25KV，50Hz电源，经高压隔离开关，主断路器输入主变压器，原边电流经轴端接地装置返回大地。
主变压器原边电路设有避雷器、高压电压互感器、高压电流互感器、回流电流互感器，机车的微机控制系统对原边具有过压、欠压、过流的检测和保护功能、变压器原边具有差动保护功能。
主变压器的6个次边绕组给两个主变流器供电，主变流器采用3.3KV电压等级的IGBT变流元件，给6个牵引电机提供变频变压交流电源，牵引电机采用三相交流异步电机，主电路具有过压、过流、接地保护功能。
每台牵引变流器由三重四象限整流器、一个中间直流回路和三个PWM逆变器三者组成，每台牵引变流器向一个转向架上的三台牵引电动机供电，而每个牵引电动机由各自的逆变器供电，四象限整流器和PWM逆变器均由相同的水冷
IGBT变流模块（3300V/1200A）组成。
图1HXD1C型机车变流器原理简图
②HXD1C型电力机车辅助电路
HXD1C型机车辅助电路按电压等级分为AC440V电路和AC220V电路。
AC440V电路配置两台辅助变流器，每台辅助变流器由机车单独的辅助绕组供电。
正常工况下，两台辅助变流器都工作时，一台工作与恒压恒频模式
（CVCF），一台工作于变压变频模式（VVVF）当任意一台辅助变流器出现故障时，另一台智能工作于恒压恒频模式。
机车装有两组辅助变流器，分别集成在两个柜体中，分别由牵引变压器辅助绕组供电，其中1个辅助变流器以定频方式工作，为恒频恒压工作的负载供电，另一台辅助变流器以变频方式工作，为有变频变压要求的负载，如牵引风机电机供电。
机车辅助电源系统采用冗余设计，当一组电源故障时，另一组电源能维持全车辅助系统供电，辅助电源系统具有完备的保护，包括过电压、欠电压、过载、接地、过热定保护项目。
（2）HXD1C型电力机车控制系统
HXD1C型电力机车装载了株洲南车时代电气股份有限公司开发的“列车分布式网络通信和控制系统”，该系统基于列车通信网络（TCN）国际标准协议，
当中包括了不同功能模块，例如车辆控制单元（VCM）、网关模块（GWM）、事件记录模块（ERM）、智能显示装置（IDD）等，不同模块通过两级网络控制系统进行数据通信，由绞线列车总线（WTB）和多功能车辆总线（MVB）两级网络构成，机车内所有电子控制装置、显示器等都通过MVB相连，WTB容许进行多机（最多三台机车）重联控制及显示功能。
IPM微处理器，微处理器是CCB-11制动机的中央处理器。
进行各制动功能的软件运算，并对各部分软件状态进行检测和维护。
它处理所有与制动显示屏
（LCDM）有关的接口任务，并通过LON网络传送制动命令给电控制动单元
（EPCU）。
微机处理器也通过继电器接口模块（RIM）与机车控制系统（TCMS）和安全装置（ATP）进行通讯。
微机处理器前端设有13个指示灯，用来提供制动系统状态的反馈信息。
若制动系统处于正常状态时，微处理器顶端的两个绿色指示灯处于指示状态，而其他指示灯没有指示信息。
图2 VCM、ERM、GWM模块的电路框图
（3）HXD1C型转向架
1牵引装置2构架3一位轮对驱动装置4一系悬挂装置6铭牌7二系悬挂装置8基础制动装置9二位轮
对驱动装置10转向架空气管路11三位轮对驱动装置12整体起吊装置13电机悬挂装置14砂箱装置15
附属图3 HXD1C电力机车转向机结构简图
机车走行部为两台完全相同的三轴转向架，转向架构架采用钢板焊成箱形结构的“目”字型构架，轮对轴箱采用单拉杆定位。
一系悬挂采用螺旋弹簧配垂向油压减震器；二系悬挂为高挠螺旋圆弹簧及橡胶垫，配垂向、横向油压减振器。
牵引力或制动力通过中间低位推挽式双斜拉杆牵引装置传递。
驱动系统结构与HXD1型机车相同，牵引电动机采用滚动轴承抱轴式半悬挂、单边刚性斜齿传动。
基础制动装置为轮盘制动；停放制动装置为单元制动器，能保证机车在30‰的坡道上实现停放制动。
此外，并设有轮缘润滑装置和砂箱加热烘干装置。
（4）牵引电动机
电机根据电压型PWM逆变器供电的特点进行特
殊设计，以保证在PWM逆变器的整个输出电压、频率范围内电机的脉动转矩、损耗和噪声均满足铁路牵引运用要求。
电机能承受由于机车运行时所产生的振动和冲击，以及由于突然短路时产生的短路转矩。
电机的两端均采用绝缘轴承，以防止电机轴电流的产生。
牵引电机主要参数如下：
额定功率/kW1225
额定电压（基波）/V1375额定电流（基波）/A598
额定转速/（r·min-1）1720
额定效率（基波）不小于94.5%
启动转矩/（N·m）971启动电流（基波）/A814最大电压（基波）/V1419
最高转速/（r·min-1）3452
（5）制动系统
图
图5制动控制系统原理图
电子制动阀（EBV），自动制动手柄位置其手柄位置包括：
运转位、初制动（最小减压位）、全制动（最大减压位）、重联位、紧急位。
初制动和全制动之间是常用制动区。
手柄向前推为常用制动或紧急作用，手柄向后拉为缓解作用。
在重联位，通过插针可将手柄固定在此位置。
单阀制动手柄共三个位置
包括：
运转位、制动区、全制动位。
手柄推向右侧能测缓机车制动缸压力。
三、HXD1C型电力机车日常检修工艺设计
1、HXD1C型电力机车日常检修周期与检修范围
为了更好地保证电力机车在牵引运行中的安全、正点、可靠，把机车故障率降到最低点，使电力机车在现代化铁路牵引中发挥更加巨大的作用，除了提高机车本身的可靠性，加强机车运用操作的规范性，操作的准确性及日常的正确维护、保养外，对运行公里数达到规定范围的机车，应进行机车的全面检修，确保机车以良好的状态投入运营，并延长机车的使用寿命。
HXD1C型电力机车的运用检修周期如下：
（1）和谐型电力机车C1-C4修为段级修程，各修程周期（以先到为准）为：
C1修：
7×（1±10%）万km，不超过3个月；
C2修：
13×（1±10%）万km，不超过6个月；
C3修：
25×（1±10%）万km，不超过1年；
C4修：
50×（1±10%）万km，不超过3年。
（2）段修周期循环：
新造（C4、C5、C6）
－1C1－1C2－2C1－1C3－3C1－2C2－4C1（－2C3－5C1－3C2－6C1）－C4。
（括号内2C3、5C1、3C2、6C1修程适用于走行公里未到达C4修周期而时间超过两年的情况）
（3）运用检修范围
HXD1C型电力机车检修范围和以前我国电力机车检修范围相类似，具体检修范围见表2：
本设计主要研究在机务段负责的初步检修和日常检修工艺。
本设计主要介绍了高压电器、低压电器、车体、微机控制系统、走行部、制动这几个主要部分的日常工艺设计。
表2 HXD1C型电力机车检修范围
序号
项目
一级修
二级修
三级修
车上检修
解体检修
车上检修
解体检修
车上检修
解体检修
1
牵引电动机
√
√
√
2
辅助电动机（含油泵）
√
√
√
3
辅助机械
√
√
√
4
变压器
√
√
√
√
5
电抗器
√
√
√
√
6
变压器油散热器
√
√
√
7
受电弓
√
√
√
8
高压电压互感器
√
√
√
√
9
主断路器
√
√
√
10
变流装置
√
√
√
11
电子装置
√
√
√
12
位置转换开关
√
√
√
13
司机控制器
√
√
√
14
电空制动控制器
√
√
√
15
电空接触器
√
√
√
16
一般电器及电线路
（包括各电器屏柜）
√
√
√
17
蓄电池
√
√
√
18
信号及照明
√
√
√
19
仪表
√
√
√
20
转向架
√
√
√
√
21
车体
√
√
√
√
22
压缩空气系统
√
√
√
√
23
机车落成试验
√
√
√
HXD1C型电力机车日常检修工艺设
湖南铁路科技职业技术学院毕业（设计）论文计
2、高压电器的检修工艺
（1）基本技术要求
①受电弓：
滑板工作表面光滑，不得有变形，各导电软连线应安装良好、无过热现象，软连线断股不大于原形的5％。
②高压绝缘子：
检查绝缘子（含导电标杆支撑绝缘子）安装螺栓紧固，绝缘子表面清洁（清洁度达二级标准），无裂损、无缺损。
③车顶导电杆、大盖等：
各连接软线应完好、紧固、无过热现象，折损面积不大于原形5%。
④高压隔离开关：
两弹簧片端部间的距离≤7.5mm，闸刀接触部分厚度≥9mm；刀杆开启角度60度。
⑤真空主断路器：
安装螺栓紧固，绝缘子表面清洁（清洁度达二级标准），无裂损。
⑥高压接地开关：
检查无烧损及变形，测量触头弹簧片距离在6～7mm之间，用润滑脂润滑闸刀与簧片接触面及其余滑动配合面。
⑦避雷器：
绝缘子表面清洁（清洁度达二级标准），无裂损、无缺损。
⑧高压电缆总成：
软连线状态良好，断股不得超过5%；绝缘子安装螺栓紧固，绝缘子表面清洁（清洁度达二级标准），无裂损、无缺损；法兰盘状态良好，车下无漏水现象。
（2）检修高压电器需要的设备、工具、仪器及材料
材料：
汽油、棉纱、纱布、凡士林、轴承润滑脂、白铅油、机油
检修用设备与工具：
毛刷、兆欧表、测力计、紫铜棒、可调直流电源、压缩空气装置、塞尺、电器钳工常用工具、接触电阻测试仪
（3）高压电器的检修范围及作业标准
序号
项目
编号
作业范围
作业标准
检查或更换周期
备注
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C1
C2
C3
1
受电弓
1
清洁
用干净抹布擦拭清除受电弓各部位的灰尘和脏物，保持活动框架、转轴、铰
链部分清洁。
用干净抹布擦净各铰接部分，并涂以适量润滑脂。
√
√
√
2
滑板
滑板工作表面光滑，不得有变形，崩块不得大于3cm2，用直尺或游标卡尺测量铝托底面到磨耗面最薄处的厚度不得低于24mm，内、外滑板厚相差不超过
3mm。
√
√
√
3
支架
检查受电弓整体支架及各拉杆部分不得有弯曲、变形、裂纹现象，活动关节
不得固死、动作灵活。
√
√
√
4
平衡杆
检查平衡杆不得弯曲、变形，球关节不得固死、作用灵活。
√
√
√
5
紧固件及软连线
所有紧固螺丝应紧固到位，防缓标记良好。
各导电软连线应安装良好、无过
热现象，软连线断股不大于原形的5％。
√
√
√
6
气路
受电弓气囊、空气管路及各接头连接处不得有老化、龟裂、漏气。
各阀在规
定位置。
√
√
√
7
钢丝绳
在降弓位检查钢丝绳的不紧绷，不许有断股现象，否则更换。
根据需要，紧
固钢丝绳拉紧丝套，注意两螺母拧紧量要相同，以避免弓架歪斜变形。
√
√
√
8
阻尼器
检查阻尼器无损坏、漏油现象，动作性能良好，防尘罩无破损。
√
√
√
9
绝缘子
检查受电弓支撑绝缘子安装螺栓紧固，绝缘子表面清洁，无裂损、老化现象。
缺损面积大于3cm2时须更新。
√
√
√
10
落弓位
保持力
检查落弓位保持力：
落弓位置用弹簧秤垂直向上提，拉力不小于120N。
√
√
√
11
气密性试验
升弓状态下进行气密性试验，用肥皂水检查各风管，接头、碳滑板及快排阀
件接头和外表面，不得有漏气现象。
√
√
√
12
静态接
触压力
用弹簧秤测量受电弓静态接触压力为70±10N，上升与下降的单向压力差不
超过20N。
√
√
√
升降弓时间、升
检测受电弓升、降、动作特性符合要求，无卡滞、砸弓现象。
升弓时间：
受
√
√
√
弓高度
电弓从止挡位升至1900mm的的时间为6-10s；降弓时间：
受电弓从1900mm
至止挡的时间≤6s。
受电弓最大升弓高度不小于2600mm（从止挡位置起）。
14
自动降弓试验
受电弓升至0.6m高度，打开快排阀，受电弓应能迅速降至止档位。
关闭快
排阀，受电弓应该能够正常上升。
√
√
√
15
精密调压阀
阀板上各紧固件状态良好、无漏风现象，清洗滤清器。
√
√
√
16
探伤
①受电弓底座外观检查，渗锈和油漆破损的，除漆进行磁粉探伤检查。
②受电弓上框架外观检查，油漆破损的，除漆进行渗透探伤检查。
③受电弓滑条安装座外观检查，油漆破损的，除漆进行渗透探伤检查。
④其他部件渗锈或油漆破损的，除漆进行探伤检查。
√
√
√
2
高压
绝缘子
1
车顶高压绝缘子
检查绝缘子（含导电标杆支撑绝缘子）安装螺栓紧固，绝缘子表面清洁（清洁度达二级标准），无裂损、无缺损。
√
√
√
3
车顶导电杆、大盖等
1
紧固件
各紧固件安装牢固，油漆防缓标记无错位。
必要时用扭力扳手紧固。
√
√
√
2
连接软线
各连接软线应完好、紧固、无过热现象，折损面积不大于原形5%。
√
√
√
3
顶盖
车顶各室盖配件齐全、螺栓紧固、密封良好、风管无泄漏。
√
√
√
4
进气百叶窗
牵引风机组、辅助变流柜通风进气百叶窗密封条处是否渗水。
√
√
√
5
风道过滤网
冷却塔风道过滤网安装紧固、无损坏断裂、堵塞等异常现象。
√
√
√
4
高压隔离
1
绝缘子
检查受电弓支撑绝缘子安装螺栓紧固，绝缘子表面清洁（清洁度达二级标准）
，无裂损、无缺损。
√
√
√
2
连接线
软连线、接地线状态良好，断股不得超过5%。
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