吴守力

（北京铁路局邯郸机务段，邯郸 056003）

铁路机车架车机丝杠支撑结构的优化

吴守力

（北京铁路局邯郸机务段，邯郸 056003）

铁路机车架车机是机车检修的必备设备，其运行质量直接影响检修效率。架车机丝杠的支撑结构是架车机设计的关键，直接影响架车的工作状态。本文从目前已经使用的支撑结构入手，分析特点，并根据运行过程中出现的问题，提出进一步优化的措施。

架车机 丝杠支撑 优化

引言

在铁路机车的检修和维护过程中，转向架是重要的检修装备之一，其安全性和稳定性是衡量机车安全与否的重要参考。铁路机车在检修过程中，需要将转向架与车体进行分离，以便于对转向架进行深度检修。检修中，用架车机将车辆举起，从车底部将转向架推出。架一台机车，需配套使用四台架车机。每台架车机由减速电机、丝杠、螺母、支撑结构等组成，如图1所示。

图1 架车机结构图

工作原理：减速电机带动丝杠旋转，螺母沿丝杠上下移动，并带动托头升降，托头带动机车车体升降。

由于架车机在进行架车作业时，托头上升达到的最低高度需满足转向架的通过要求，故其丝杠的最短长度要大于3000mm。丝杠是一个细长杆件，在大量的应用案例中，支撑结构的不合理会导致丝杠在旋转时产生卡顿、受力不均，产生噪音等情况，从而影响架车机的寿命和安全性。本文从目前已经使用的支撑结构入手，分析其特点，并根据实际运转过程中出现的问题，提出进一步优化的方案。

1 丝杠支撑结构

架车机的丝杠支撑分为丝杠顶部支撑结构和丝杠底部支撑结构。顶部支撑采用深沟球轴承配合推力轴承的结构，由推力轴承承受轴向力，深沟球轴承支撑限位。传动装置通过顶部支撑结构带动丝杠旋转，通过承重螺母、横担梁带动托头组件升降。丝杠及顶部支撑结构材质均为45号钢并进行调质处理，采用螺纹连接后焊为一体。

顶部支撑结构中，推力轴承承担全部的轴向力，深沟球轴承起支撑限位的作用。但是，这种结构的加工工艺复杂，轴承位加工精度高，各轴肩处也会产生不必要的应力集中，有两个润滑点需定期润滑。尤其是日常的检修维护时，上方的深沟球轴承不便于拆解，极大地延长了检修时间，增加了工人的劳动强度。

底部支撑为轴承支撑结构，需定期润滑。下部采用增量式编码器对丝杠的转数进行监测，对比出一组架车机丝杠旋转的同步性。丝杠底部支撑在正常工作时本身不受轴向力的作用，仅在径向方向对丝杠有限位作用。但是，由于正常使用中产生的磨损、受热产生的轴伸量等原因，丝杠底部支撑在使用过程中会逐渐承受向下的轴向力，长时间使用更可能会产生轴承压盖变形、漏油等情况，严重时甚至会导致增量式编码器产生计数不准的问题，从而严重架车机组整体的同步精度。

2 优化结构

鉴于上述原因，结合日常使用及检修的大量实际经验，提出对丝杠支撑结构的优化方案。

优化后的顶部支撑结构相比，较优化前的结构丝杠支撑结构和轴承座简化了结构，降低了加工难度，取消了深沟球轴承及其配套零件，减少了润滑点及故障点以及因为轴肩结构而产生的应力集中的位置。这种结构上的优化也使得日常维护和检修的工作量大幅减少。

底部支撑结构同样进行了结构优化。优化后的底部支撑结构取消了深沟球轴承及其配套零件，而用无油轴承代替。因为无油轴承属于免维护轴承，故减少了润滑点和故障点，消除了因漏油引起的环境污染。同时，取消了联轴节和增量式编码器，用测速盘和测速传感器替代。测速盘与测速传感器配合使用，能够精确监测丝杠的转数，通过PLC控制系统可以对比出同组4台架车机的高度差。由于此结构也取消了对丝杠的轴向限制，消除了正常使用中产生的磨损、受热产生的轴伸量等对丝杠及支撑结构造成的影响，使测速传感器的测量结果不受客观因素影响，架车机组的同步误差可以控制在4mm以内，提高了架车作业中机车的平稳度。

3 应用效果

通过近年来对优化后的支撑结构使用维护情况的跟踪，结果显示优化结构达到了预期的效果，为检修人员节省了大量的时间。

正常使用情况下，单台架车机每月检查一次测速传感器运转情况，为丝杠加注一次润滑油；每半年检查一次丝杠轴承；每年为丝杠轴承加注一次润滑油。按每次检查测速传感器节省1小时，为丝杠加注润滑油节省1小时，检查丝杠轴承节省4小时，为丝杠轴承加注润滑油节省4小时计算，两年中，单台架车机累计节省检修时间为h1=12×2+12×2+8×2+4×2=72小时，6组架车机的数量为24台，累计节省检修时间为h=72×24=1728小时。更重要的是，在节省检修时间、减轻劳动强度的同时，消除了安全隐患，降低了架车机组的同步误差，提高了架车机控制的精准度。

4 总结

架车机在铁路机车的检修过程中有着举足轻重的作用，高效节能、结构简单、安全可靠的架车机一直是机车检修单位所期待的。通过分析架车机丝杠支撑结构的特点，结合现场大量的实际使用情况，提出丝杠支撑结构的优化设计方案。在确保安全的前提下，简化结构、降低同步误差，消除安全隐患，节省大量的检修维护时间。随着铁路机车及转向架的快速发展，架车机在实际使用中势必还存在着诸如丝杠、托头、承重螺母等关键零部件的优化问题，尚有待解决。

Optimization of Lead Screw Support Structure of Railway Locomotive

WU Shouli
(Beijing Railway Bureau Handan, Handan 056003)

The lifting jack system is indispensable equipment to the railway locomotive for the inspection and repair, the working quality of which will determine the efficiency of the inspection and repair directly. The crucial point for the design of the jack system is the supporting structure for the screw of the jack system. By analysis the characteristics of the current used supporting structures and the faultiness appearance in work practice, a series of optimization measures are proposed in this paper.

lifting Jack System, supporting Structure of the Screw, optimization