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[40/50/60周年纪念] 中国第一台干线电力机车的诞生

来源: 2018-06-01

编者按: 

今年是改革开放40周年、企业全面转产40周年、我国第一代电力机车定型50周年,也是中国第一台电力机车诞生60周年(以下简称40/50/60周年),纪念意义重大。为了回顾历史,不忘初心,面向未来,党委宣传部已面向在职员工、退休员工以及家属等,尤其是曾经亲历过第一台电力机车研制、企业全面转产、中国电力机车走出去的老同志,开展“40/50/60周年征文活动。同时,党委宣传部也从多方面,通过挖掘、展示历史资料故事的方式,回顾上述时期的重大事件、纪念历史,以飨员工家属。

中国第一台干线电力机车的诞生 

铁路电气化是铁路现化的重要标志之一,电力牵引具有高效、低耗、少污染、可利用多种能源等特点,是铁路牵引动力的发展方向。在1956年制订的中国向科学技术进军十二年规划中,对铁路运输及铁路牵引动力的改革提出:技术政策的中心环节是牵引动力的改造,要迅速地有步骤地由蒸汽机车转移到电力机车和内燃机车上去。在这一政策指引下,中国开始了铁路电气化和铁路牵引动力改革的设想和规划。19578月,由国家计委主持,铁道部、一机部及有关科研单位、高等院校的专家、学生参加,就中国铁路电气化采用何种电流、电压制进行探讨研究。

195710月,毛泽东主席率中共中央、中华人民共和国政府代表团赴苏联参加十月革命胜利40周年大祝活动。中国有50名科学家、工程技术专家也随同赴苏,其中有铁路机车车辆工程技术专家、铁道部科学院机车车辆研究所所长、原工厂复建筹备处处长周劢。在周劢等人的倡导下,中国正式向苏联府提出为中国提供电气化铁路技术资料的要求,并列入签订的《中苏技术合作协定》条文。

当时,苏联基本定型的电力机车为H60型。为了尽快引进这种型号电力机车的技术资料,自行设计试制国产电力机车,按1957年《中苏技术合作协定》有关规定,国务院批准由国家计委、经委等拟定关于组织考察团赴苏进行电力机车考察的报告。考察团的主要任务是:按照《中苏技术合作协定》之规定,赴苏联诺伏契尔克斯克机车制造厂和全苏电工研究院,在苏联工程技术人员的帮助和指导下,以苏制H60电力机车原型,提出中国电力机车的技术任务书并进行技术设计,以便回国后,在较短时间内开展试制工作。考察团在国内就制订了仿苏H60型电力机车设计修改原则,经批准后携至苏联,作为赴苏后考察设计的主要依据。同时还拟定了考察提纲与提纲附件。

195712月,考察团由一机部、铁道部和部分高等院校派人联合组成。正式团员中,一机部15人,铁道部8人,高教部2人,另翻译1人,共分电力机车总体、机械、电机、控制、电器、工艺与引燃管及高压开关等6个专业组。考察团于1958115日离京。

考察团到达莫斯科后,除西安开关整流器厂、沈阳变压器厂、沈阳高压开关厂考察人员因须考察引燃管、空气断路器和变压器而留在莫斯科外,其他团员于31日抵诺伏契尔克斯克机车制造厂正式进行考察和设计工作。在诺厂4个月中,考察团的工作大体分为拟定设计及修改方案、正式设计、补充考察和搜集资料三个阶段。首先用不到一个月的时间对苏制H60型电力机车的设计、结构作了全面了解,随即进行国产电力机车的技术设计。在技术设计过程中,考察团成员根据国内批准的设计原则,以H60型电力机车为原型,并注意到该车在原设计和使用固有或暴露出的缺陷,再结合中国具体情况,作了必要的修改。例如:H60型电力机车网侧电压原设计为20千伏,改为25千伏;H60型电力机车转向架原为铸件焊接结构,改为型钢焊接结构;H60型电力机车最大高度(车顶高点至轨面距离)为5.15米,按中国机车界限4.780米。由于机车最大高度按原型设计有较大变化,因此,导致车体各部以及车钩高度等多处的变化。其他如总体布置、制动装置、牵引电动机、电器设备、电气系统原理图等均作了修改。在设计过程中,考察团成员对诺厂机车生产工艺、企业管理、测试手段等方面作了全面考察。搜集了诺厂H60型电力机车试制全套设计图纸及有关技术工艺文件,并寄回国内。考察团在完成国产电力机车技术设计任务书和技术设计之预定任务之后,于6月份全部回国。

1958715日至20日,以国家技委装备局局长邓裕民、铁道部机务局代局长宋力刚、一机部技术司副司长褚应璜等人为首,包括有关工厂党、政负责人,部分高等院校教授共16人组成技术审查委员会,由16个单位的七十余名工程技术人员组成总体布置和机械、电机、控制系统和电器3个专业组,在一机部湘潭电机厂全面审查考察团提出的仿苏H60型国产电力机车的设计任务书和技术设计方案。

审查委员会和各专业组成员一致肯定考察团的设计是优良的,方案考虑了中国的能源状况,符合中国运输条件和气象条件。与苏制H60型电力机车原车比较,有78处作了重大修改,优于苏制H60型机车原设计水平。

在审查会议上,就国产电力机车试制的施工设计、主要零部件定点协作单位、材料供应渠道、生产进度、完工日期等重大问题作了详尽的研究。决定:

1. 国产电力机车的试制应立足于自力更生,全部采用国产金属材料、绝缘材料、仪器仪表,力争高速度地试制出第一台国产交流干线电力机车。

2. 组成由考察团成员、湘潭电机厂、湘潭牵引电器设备研究所、株洲机车车辆工厂、铁道部机务局、铁道部机车车辆工厂管理总局、铁道科学研究院、上海交通大学、唐山铁道学院等单位参加的国产电力机车联合设计处。工厂当时的副总工程师赵琦任副处长,办公地点设在湘潭电机厂。

3.电力机车试制一次投料两台。第一台车的引燃管由上海电器科学研究院设计试制;变压器、平波电抗器、阳极分流电抗器、过渡电抗器,由沈阳变压器厂设计试制;主断路器由沈阳高压开关厂设计试制;车体、转向架等机械部分由株洲机车车辆厂设计试制;电机、电器及总组装由湘潭电机厂负责完成。其他零部件、材料、仪表分别扩散到全国近50个单位协作试制或提供成品。

4.国产第一台电力机车的试制,定于1958年底完成。

为了尽快实现审查会议上提出的上述要求,联合设计处组织电力机车机械设计和工艺服务组共10人于1958814日来到工厂,与工厂工程技术人员一道,经过约一周的整图时间,8 20日施工图纸陆续下发到工厂铸钢、锻冶、车辆、机械等生产车间,组织试制生产。工厂在试制过程中遇到大量工艺技术难题和生产关键,例如:齿轮锻造、加工、热处理与装配,轴箱拉杆橡胶件和金属件的粘合工艺,高锰钢铸件的冶炼与加工,滚珠轴承的组装工艺,转向果焊接加工,车体底架的焊接与组装等。

为解决底架、转向架组焊质量和生产周期长的关键,厂部决定将全厂五级以上的电焊工、铆工全部集中到车辆车间,攻克了电力机车车体和转向架组焊生产技术难关,从质量和进度上保证了试制需要。锻冶车间职工首创了电力机车齿轮外圈自由锻造新工艺,即在5吨蒸汽锤上把钢胚锻成饼状并经冲孔后,换下汽锤下砧,装上马鞍形的异形专用下砧,再作滚锻扩孔成型操作,解决了齿轮圈自由锻造的重大课题。在工厂既无高频又无中频热处埋设备的情况下,经研究,决定以表面淬火办法对齿轮圈进行热处理。为保证齿轮圈质量,制作了专用工具,先在机车车间用蒸汽机车导板为样品,反复作了一百多次试验,在确认可以保证质量之后,才正式将表面淬火工艺用于齿轮圈表面热处理,攻下了这项技术关键。由于全厂干部、工程技术人员、工人共同努力,电力机车试制当中的一些重大技术工艺问题基本获得解决。19581118日,由工厂担任的车体、转向架等机械部分试制工作全部组装完毕,通过厂内3小时动车运行试验,各部状态良好,全部符合设计要求,当晚送往湘潭电机厂。

车体、转向架到达湘潭电机厂后,该厂立即开始总体组装,经过40天紧张的工作,于19581228日全部组装完工。30日,湘潭电机厂举行隆重的庆祝大会,中共湖南省委、省人民政府负责人周小舟、程潜、周惠、李瑞山、谭余保等和国家计委、一机部、铁道部有关负责人及参加新车设计、制造之主要协作单位的领导干部、专家、工程技术人员参加了庆祝活动与试车典礼。工厂党委书记程志远、厂长许世勤以及工厂新车设计负责人蒋之骥、胡栋等十余人也专程参加了庆祝与试车典礼。

31日新车由湘潭电机厂出发,1959年初运抵北京,拟在铁道科学研究院环行试验线做运行试验。因当时环行试验线电源未能接通,由湘潭电机厂和工厂共同补作了工厂试验项目的调整和必要的测试,消除了一些缺陷。同年516日,环行线正式送电,试制样车开始正式试验。在试验中因两组引燃管不能工作,组合开关、牵引电动机亦发生故障,造成试验被迫中断。8月,试制样车返回湘潭电机厂进行检修,更换了牵引电动机,于10月再发往北京,并换上了由上海电器科学研究所改制的引燃管。1019口,试制车首次用接触网25千伏电源启动,在环行道上开始了带电运行试验。到19601月上旬,试制样车的调整、试验工作基本结束,换上了由西安开关整流器厂制造的引燃管及控制屏。1月中旬,试制样车进行了牵引性能试验。3月,试制样车返回工厂,换下了1台损坏的牵引电动机,再次发往北京作最后的牵引性能试验。5月,到宝鸡至秦岭间的电气化铁路上作正式牵引运行试验。1961815日,宝成线的宝鸡至凤州电气化区段正式通车,1号车参加了通车典礼,正式牵引运行。

1号机车从技术考察、技术引进、设计试制到全面性能试验完成,历时25个月。在试验中既看出了设计、制造成功的主要一面,又暴露了设计上存在先天不足和制作工艺上的缺点与差距。但摸索总结了经验,获取了科学数据,为发展国产电力机车组建了基地,培养了人才。

第一台试制样车技术型号定为6Y16表示6轴,Y表示引燃管整流,1表示车型系列序号,后命名为韶山型。)