CN202669805U - 一种变频牵引机车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变频牵引机车，包括操作控制系统、车体、行走装置、蓄电池组、制动装置、传动系统、变频器、手动转阀、空气制动接口、传动轴、减速箱、气缸弹簧腔、交流电机、行走车轮、气缸、脚制动阀和后置弹簧；车体中安放位于减速箱后方的交流电机，行走装置侧上方设置有减速箱；制动装置设置在前后行走车轮之间；变频器位于操作控制系统的后方，其通过电缆线连接位于车体正上方的蓄电池组；交流电机侧部配置四个储气罐；变频牵引机车的前后两端均有车辆空气制动接口。用于长大距离、大断面隧道内的配套施工牵引运输设备，是一种操作方便，启动平稳，制动效果理想，牵引能力大的变频牵引机车，更广泛适用于隧道出碴。

Description

一种变频牵引机车

技术领域

本实用新型涉及一种用于长大距离、大断面隧道内的配套施工牵引运输设备，尤其是一种大吨位的变频牵引机车。

背景技术

目前TBM隧道有轨施工运输的工点，所采用的大部分牵引机车为直-交蓄电池变频牵引机车。45t机车牵引能力经常达到极限，出现牵引力不足、车轮打滑现象。机车在这种工况下使用，势必减小机车使用寿命，并且45t机车多个部件总成已经达到设计极限值，如减速箱总成、蓄电池总成、传动轴总成等经常出现损坏现象，已经严重影响该项目运输系统的顺利进行，随着施工要求的逐渐提高，45t机车作为隧道内最大出碴牵引机车，已经证明不能有效满足施工运输需要，需要研发更大吨位的牵引机车。

提出自行研发制造大吨位55t变频牵引机车主要因为运输能力不足及采购价格低，以35t小马机车为例，进口机车性能质量使用寿命最佳，秦岭隧道进口的小马机车至目前仍在使用，但每台机车价格在300万元以上，一般一条TBM隧道约需3～5台机车，则仅机车一项投资即达1000万～1500万。而在隧道坡度很大的项目，35t小马机车牵引力仍不能满足使用要求，必须配置45t小马机车，这样价格会更高。国内其他同行业厂家蓄电池变频牵引机车最大吨位也为45t，况且也同样存在牵引力不足现象，因此，价格上及性能上形成大吨位55t变频牵引机车开发的必然趋势

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术所存在的牵引能力不足而提供一种操作方便，启动平稳，制动效果理想，牵引能力大的变频牵引机车。

本实用新型的技术方案通过以下方案实现：

一种变频牵引机车，包括操作控制系统1、车体2、行走装置3、蓄电池组4、制动装置5、传动系统6、变频器7、手动转阀8、空气制动接口9、传动轴10、减速箱11、气缸弹簧腔12、交流电机13、行走车轮14、气缸15、脚制动阀16和后置弹簧17；所述车体2中安放位于减速箱11后方的交流电机13，所述行走装置3侧上方设置有减速箱11；所述的制动装置5设置在前后行走车轮14之间；所述变频器7位于操作控制系统1的后方，其通过电缆线连接位于车体2正上方的蓄电池组4；所述交流电机13侧部配置4个储气罐；所述的变频牵引机车的前后两端均有车辆空气制动接口9。

根据机车减速机外形尺寸增大后要求及标准，选定机车车轮踏面直径为1100mm，车轮宽度保持不变。

附图说明

图1是本实用新型的主视图

图2是本实用新型的俯视图

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型做进一步的阐述。

参照图1～2，一种变频内燃牵引机车，包括操作控制系统1、车体2、行走装置3、蓄电池组4、制动装置5、传动系统6、变频器7、手动转阀8、空气制动接口9、传动轴10、减速箱11、气缸弹簧腔12、交流电机13、行走车轮14、气缸15、脚制动阀16和后置弹簧17。变频器7位于操作控制系统1的后方，其通过电缆线连接位于车体2正上方的蓄电池组4，将蓄电池组4所提供的直流电转换成频率可调整的三相交流电，供应至车体2中安放的位于减速箱11后方的交流电机13，通过传动轴10驱动至位于行走装置3侧上方的减速箱11，经过二级齿轮减速传动到轮轴上，从而得到实现变频牵引机车行走的牵引力。包括气缸15在内的制动装置5设置在前后行走车轮14之间。变频牵引机车运行过程中可使用位于操作控制系统1下方的脚制动阀16给气，作用于气缸弹簧腔12，传至闸瓦，从而实现空气制动。而应用电制动时，变频器7可使交流电机13从电动机状态转变为发电机状态，通过传动系统对行走车轮14进行制动。变频牵引机车起动前操作位于操作控制系统1中的手动转阀8使气缸15的前端进气，平衡气缸弹簧腔12内的后置弹簧17的作用力使变频机车制动缓解。

在变频牵引机车的前后两端均有车辆空气制动接口9，其与列车挂接后，由操作控制系统1控制来接通整个空气制动气路，否则内燃机车将不能前进。

减速机在45t机车减速机基础上，增大了各个齿轮强度、各个轴承强度，减速箱在体积上较45t机车减速机也增大了较多，优选输入功率P为160kw-6极电机。

以往机车在使用过程中，传动轴损坏现象较为严重，主要为机车震动导致传动轴螺栓脱落或剪断，因此在这次选型中，选用某公司SWP型十字轴伸式万向联轴器，该传动轴疲劳扭矩为9000N.m，公称扭矩为16000N.m。

55t机车总功率为320kw，因此选用355kw变频器，变频器型号为400V级。

55t机车电机选用功率为160kw，型号为Y355M1-6、380V。由于电机外形尺寸较大，因此电缆接线盒方向与110kw电机方向相反，以便于安装。

根据机车功率及机车行驶里程，初步选定机车蓄电池容量为800Ah，单个电池外形尺寸为141x158x725mm，每箱电池个数为88只，单箱电池电压为176V，每台机车包含三箱电池，总电压为528V。

根据45t机车使用情况，机车轴承很少损坏过，因此55t机车和45t机车一样采用4个调心滚子轴承作为主轴承，45t机车所使用的轴承代号为22324，基本尺寸260X120X86，单个该轴承的基本额定动载荷是645kN，可得该主轴承的安全系数在5倍以上；通过类比55t机车的主轴承取5倍的安全系数单个轴承的额定动载荷应该是690kN。

45t机车中，气缸正常制动时制动力为0.8tf，气缸完全被压缩时弹簧力为1.1tf，0.5MPa时气缸无杆腔大气压力为1.6tf，气缸有效行程为72mm。通过对55t机车制动力分析，初步选定气缸参数为：气缸正常制动时制动力为1.6tf，气缸完全被压缩时弹簧力为2tf，0.5MPa时气缸无杆腔大气压力为2.7tf，气缸有效行程为100mm。

由于安装空间大小的限制，因此空压机系统仍为原45t机车空压机系统，型号为W-1/10，额定风量：1.0m3/min，额定压力为1MPa。考虑到列车用气量将有所增加，并且电机体积增大后，原45t机车放置储气罐位置已不能满足气罐外形尺寸要求，因此每个电机侧部各增加两个储气罐，每台机车配置4个储气罐。

根据45t机车减震橡胶弹簧分析，承受极限载荷单组为13t，每台机车4组减震橡胶弹簧，因此45t机车减震橡胶弹簧所承受极限载荷为52t，弹簧使用安全系数为1.16。由此可以推断，55t机车减震橡胶弹簧单组所承受的极限载荷要求达到16t。

Claims (3)

1.一种变频牵引机车，包括操作控制系统(1)、车体(2)、行走装置(3)、蓄电池组(4)、制动装置(5)、传动系统(6)、变频器(7)、手动转阀(8)、空气制动接口(9)、传动轴(10)、减速箱(11)、气缸弹簧腔(12)、交流电机(13)、行走车轮(14)、气缸(15)、脚制动阀(16)和后置弹簧(17)；其特征在于：所述车体(2)中安放位于减速箱(11)后方的交流电机(13)，所述行走装置(3)侧上方设置有减速箱(11)；所述制动装置(5)设置在前后行走车轮(14)之间；所述变频器(7)位于操作控制系统(1)的后方，其通过电缆线连接位于车体(2)正上方的蓄电池组(4)；所述交流电机(13)侧部配置4个储气罐；所述变频牵引机车的前后两端均有车辆空气制动接口(9)。

2.根据权利要求1所述的变频牵引机车，其特征在于：所述机车车轮踏面直径为1100mm。

3.根据权利要求1所述的变频牵引机车，其特征在于：所述蓄电池组包含三箱电池，每箱电池个数为88只，电池容量为800Ah，单个电池外形尺寸为141x158x725mm，单箱电池电压为176V。

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