CN100404341C - 一种半铰接动力轨道转向架 - Google Patents

Abstract

一种改进的半铰接的轨道动力转向架，其具有一对半铰接的多轴下转向架，可在保持摇摆和相对纵向移动自由的同时进行徐动力转向控制。平衡的中心承梁悬挂和低载荷传动杆连杆机构保持轮子负载和牵引力高度平衡，提供总体的高附着力和转弯效率。各种改进包括预先设置弹性压缩件到铰接机构以改进下转向架转向控制，双件的轴承接合器支撑主轴承悬挂机构，并带有橡胶衬套的牵引杆；和横向推力控制，以传递纵向和横向力到下转向架框架，橡胶衬套的前端连杆，其与连接到框架横梁的牵引马达前部连接。

Description

一种半铰接动力轨道转向架

本申请要求具有2004年2月23日提交的美国专利临时申请No.60/547,007的优先权。

技术领域

本发明涉及动力轨道转向架，或转向架，具体地涉及高效率半铰接动力轨道转向架，其具有改进的特征。

背景技术

美国专利No.4,485,743公开了一种8轮4轴半铰接的轨道机车动力转向架。该转向架包括承梁连接和半铰接的两个双轴下转向架框架，便于进行转向控制。

来自下转向架框架的驱动力通过下位固定的牵引连杆机构进行传递。转向架还设有位于各下转向架框架的轴之间的承梁中心支撑，可保持半铰接的转向架框架端部之间的垂直和纵向运动的自由，同时可保持希望的转向控制的横向互连。

发明内容

本发明提供了一种改进的高效的半铰接动力轨道转向架，其具有前面提到的美国专利No.4.485,743所介绍的类型。本发明提供了一种动力轨道转向架组合体，包括：一对多轴下转向架，具有支撑承梁和相对承梁作枢轴转动的框架，其中所述承梁支撑轨道机车车身，所述下转向架沿纵向端部靠近端部前后设置，所述承梁和车身共同构成所述下转向架支撑的受支撑机构；动力装置，可驱动所述转向架的轮子；和牵引力传动连杆，沿纵向连接所述下转向架框架到所述受支撑机构；其特征在于，每一个下转向架具有安装成与另一个下转向架连接件成斜线的连接件，横向连杆通过所述连接件横向连接所述两个下转向架框架的相邻端部，使所述下转向架与所述承梁相关联做枢轴转动，所述横向连杆包括预先加载的压缩件，其连接到所述下转向架之间，可有效要求所述下转向架具有基本相同和相反的同步转向运动，并至少使所述下转向架的相邻端部彼此之间具有相对垂直和纵向运动的有限的自由，从而提供具有隔离的框架间摆动和牵引力作用的协调转向控制。

本发明提供了一种动力轨道转向架组合体，包括：一对多轴下转向架，具有支撑承梁和相对承梁作枢轴转动的框架，其中所述承梁支撑轨道机车车身，所述下转向架沿纵向端部靠近端部前后设置，所述承梁和车身共同构成所述下转向架支撑的受支撑机构；动力装置，可驱动所述转向架的轮子；牵引力传动连杆，沿纵向连接所述下转向架框架到所述受支撑机构；和铰接机构，横向连接所述两个下转向架框架的相邻端部，其特征在于，还包括将所述铰接机构连接到一个所述下转向架框架的牵引杆，所述牵引杆包括一弹性件，并且可有效地将纵向牵引力及制动力传递到所述下转向架框架和从所述下转向架框架传递所述纵向牵引力及制动力。

该新转向架具有某些优点，如改进的车辆重量在轨道上的分配，并减少了前和后动力下转向架之间的转向相互作用导致的轮子和轨道的摩擦，以及铰接的动力转向架装置固有的其他特征。此外，组件的某些部件进行了改进或由改进的设计或机构代替，这些机构可改进控制，减少磨损，增加使用寿命或改进可维修性，因此，减少了铁道运营上使用这种转向架的成本。

现有的在先设计的半铰接侧向连接杆设有位于球形轴承的预先压缩的弹性(橡胶)套。该套件减少了间隙和提供了侧向端部框架连接的可控刚度，其可增加转向的稳定性和减少所连接的下转向架的摆动。

现有的在先设计的基座和轴承座被轴承接合器代替，其可容纳支撑在轮系轴端部的密封的轴承组件。轴承接合器支撑主悬挂螺旋弹簧件，其带有连接到接合器和转向架框架之间的阻尼器控制的主体摇摆运动。纵向牵引力和制动力由牵引杆支撑。牵引杆连接到轴承接合器和框架之间，位于连接接头的橡胶套提供了预先加载的无摩擦的连接。套件预先加载，可提供无间隙的引导，这样改进了较高速度下的稳定性。

轴承接合器上粘接的橡胶止推轴承衬接合位于转向架侧面框架的塑料(如尼龙)耐磨板，控制来自轮组件的侧向推力。组合体通过无摩擦的牵引杆套件提供了改进的车辆减振和寿命。

设置了双件的轴承接合器，使得可容易地通过取出下轴承保持件更换轮-轴组件，不要求分离接合器上轴承壳体和其他连接的部件。通过这个特性更换轮和轴组件得到简化。

牵引马达支承包括前部连杆，带有预先加载的橡胶套。前部连杆代替了前部组件，其包括带有无摩擦组件的耐磨件。

通过下面参考附图对一些本发明具体实施例的介绍，将对本发明的这些和其他特征和优点有更全面的了解。

附图说明

图1是轨道机车的部分侧视图，机车设有根据本发明的半铰接的4轴动力轨道转向架；

图2是从图1的线2-2表示的平面看去的轨道转向架的平面图；

图3是图1和图2的轨道转向架的底视图；

图4是从图3的线4-4所示平面看到的部分截面图，显示了铰接横向连杆到下转向架框架的弹性套接头连接；

图5是带有连接到下转向架框架的牵引杆的端轴轴承接合器的放大侧视图；

图6是从图5的线6-6所在平面看到的轴承接合器的截面图；

图7是从图5的线7-7所在平面看到的牵引杆接头的截面图；

图8是从图3的线8-8所在平面看到的牵引马达支撑连杆的截面图。

具体实施方式

现在详细参考附图，在示例性实施例中，标记10表示轨道机车一端的一部分，包括图1到3中数字12表示的4轴半铰接的轨道转向架支撑的车身11。

轨道转向架12包括承梁14，其中心通过中心板15可枢轴转动地连接到车身。承梁从中心板沿纵向向前和向后延伸大约转向架总长的1/4到横向延伸的支撑腿16，18。

通过下面将介绍的方式，承梁支撑于第一和第二互相连接的下转向架20，22，转向架分别具有分开的框架23，24。各框架包括一对一般为直线状侧轨26，侧轨通过横向延伸的中心横梁27连接到一起。侧框架也分别通过端部横梁28，30越过相关转向架的相近端连接，互相连接的方式将在下面介绍。

各下转向架还包括两对轨道接合轮31，支撑于一对可转动轴32，轴的端部最好支撑于密封的筒状轴承34，其保持在下转向架框架的轴承接合器35中。主悬挂机构，比如螺旋弹簧37，设置在轴承接合器35和稍微凸起部分38之间，靠近下转向架框架的端部，用于支撑框架于轮子和轴组件。次悬挂机构，具有弹性垫39或其他适当机构的形式，垂直夹在承梁支撑腿16，18的端部和下转向架框架的直线部分41之间，悬挂垫沿纵向位于轴间的中心，距承梁中心板等距离。

主悬挂机构允许各个轴端部相对下转向架框架在其轴承接合器35内垂直移动，同时保持轮子载荷基本相等。第二弹性垫悬挂机构不仅通过弹性减震承担承梁和下转向架框架之间垂直载荷，还允许下转向架框架相对承梁作有限的枢轴转动和横向移动，如下面更详细的介绍。第二悬挂机构距承梁中心板等距离，和位于其转向架轴的中心，使转向架轴具有基本相等的垂直载荷。

各下转向架还包括一对牵引马达42，分别设置成可驱动一个轴32，并支撑于其轴和相邻的转向架框架的中心横梁27之间。制动传动装置设置成框架支撑的制动筒43，通过制动杆44和连杆46作用到传统形式的接合促动轮的制动靴47。

根据本发明，在牵引杆48作用下，其将在后面详细介绍，通过固定到轴的筒状轴承34和相关的轴承接合器35，牵引力及动态和机械制动力从轮子和轴组件传递到下转向架框架。通过连接到一对支柱的低位水平传动杆连杆系统，支柱从机车车身的相对侧向下延伸到横向相对转向架12纵向中心和相关中心板15的位置，这些力然后从各个下转向架框架传递到机车车身。如果需要，支柱可选择成为承梁14的延伸部，牵引力和制动力通过中心板15传递到车身。

与各下转向架分离的连杆机构包括纵向传动杆50，其沿转向架的侧面从支柱49的底部朝前和后水平延伸，所在水平位置最好尽可能低，一般位于轨道上面大约10英寸。传动杆50连接到传动件52的横向突出臂51，传动件52可枢轴转动地连接到各下转向架框架的侧轨的中心附近。传动件52还包括纵向臂54，因此形成两个通过侧向传动连杆55互相连接的曲拐机构，所述侧向传动连杆延伸通过各自下转向架的横向中心横梁27，互相连接沿转向架侧面延伸的传动连杆的纵向部分。

传动连杆不仅用于通过支柱在下转向架框架和机车车身之间传递牵引和制动载荷，还允许各转向架框架相对所支撑的承梁的相关端部作相对转动和摇摆运动。这样的转动和摆动运动，一般围绕下转向架框架的中心，以及相对承梁的有限的横向运动可通过位于承梁腿和下转向架框架之间的弹性第二悬挂机构(垫)39进行。

为了适当控制下转向架框架20，22的转向或转动运动，其以与美国专利No.4,485,743公开的类似方式进行，下转向架框架23，24的相邻端部以半铰接的方式互相连接，形成了下转向架框架转向运动的互锁控制，同时允许下转向架框架的相邻端部有相关垂直和纵向运动的自由。在图示的实施例中，各端部横梁28，30安装成在转向架框架的斜线相对位置连接。这些连接通过横向连杆，如连杆56可枢轴转动地横向连接。连杆与转向架12的两个下转向架20，22互相连接，可与其相邻端部同时横向移动，这要求在作曲线运动时两个下转向架有相同和相反的旋转运动。

所介绍的互相连接设置提供了一种结构，在本文中称为半铰接，用于连接要求端部同时进行横向运动的两个下转向架框架。因此互相连接起来进行转向，或其转动的相对关系限制在沿转动或摆动的相反方向具有相同量。

这样提供了旋转时作用在两个下转向架的徐动力的平衡，因此提供了下转向架之间的转向功能，可减少转弯时的轮缘载荷，因为相比端部未横向互相连接的下转向架的情况，可使轴在转弯时具有相对弯曲轨道更标准的或径向的位置。同时，下转向架的互相连接的端部横梁之间具有沿纵向和垂直方向相对运动的自由。这使得转向架可沿纵向和垂直方向互相相对自由运动，避免干涉到转向架12提供的重心移动和载荷相同的特征。

对于这点，转向架的设计可将基本相同的机车重量通过承梁分布到分开的下转向架，各下转向架上的重量等同分布到轴，轴相距支撑承梁的第二悬挂件的距离相等。与可有效地从轨道传递牵引力到车身的下牵引连杆系统结合提供了一个轴到另一个轴具有非常少量的牵引力或制动力的重心移动。

因此，提供了非常高度的转向架附着效率。转向架的小重心移动特征和下转向架的转向互连不会负面影响该优良的重心移动特征的结果使得在转弯以及切线或直线轨道时转向架具有比传统的4轴，3轴甚至2轴转向架更大的牵引效率。通过下转向架的转向互连，转弯效率得到改进，轮和轴的磨损减少。

根据本发明，上面介绍的传动连杆的特征通过应用预先加压的弹性套到横向连杆或连杆56和相邻的下转向架的端部框架23，24之间的枢轴连接得到改进。具体地，参考图1到4，连杆56在两端设有环件58，各个环件具有圆柱形开口59，可容纳带有环形或管状橡胶套62的连接销60，橡胶套压缩到销和开口之间。销60包括端部凸缘63，其螺栓连接到连接件66的开口的指状件64，指装件设置在转向架12的横向相对侧面上，各转向架框架设置一个。

预先加压的弹性(橡胶)套62提供了无磨损的连接，没有间隙并允许有限的枢轴转动，但具有可控的刚度，可一起旋转下转向架，提供了改进的高速转弯的稳定性。

参考图1，3，5和6，以前专利的转向架的基座和轴承座，根据本发明，被筒状或其他形式的轴承34代替，轴承容纳在轴承接合器35的上壳体69的向下开口凹部68。接合器包括两个零件，包括上壳体69，可容纳和传递轴承34的垂直、横向和纵向载荷。分开的轴承盖或保持件70越过凹部68的开口端固定，以保持轴承就位。保持件70可取下，帮助从转向架容易地取下轮和轴组件，以便进行维修或更换。上壳体69和相连的零件保持在适当位置，在维护轮组件和轴承时没有拆卸其固定件的麻烦。

所涉及的连接零件包括主悬挂螺旋弹簧37，其容纳于框架23，24(见图5和图6)的稍微突出部分38的容器72中。一个伸缩阻尼器73垂直连接到框架和各个轴的轴承接合器35之间，其在图中示出。图6用截面图显示出，一个粘接橡胶的止推轴承衬74固定到接合器上壳体69的直立的对接件76，并接合到适当的耐磨板77，如尼龙或其他塑料，其固定到框架容器72。

图1、3和5清楚地显示出牵引杆48纵向连接到接合器上壳体69和下转向架框架23，24的悬吊的连接壁78之间。框架23连接的截面图在图7显示。

各个牵引杆48具有环件78，在各端部设有圆柱形开口80。开口80内弹性橡胶套81压缩到环件和转向插件82之间。插件具有稍鼓状的形状，以便将橡胶套81保持在环件78中的适当位置。插件82通过螺栓84固定到框架23，螺栓穿过相配合的插件开口和框架壁78延伸。类似的连接设置在各牵引杆48的其他环件78和其相关的轴承保持上壳体69之间。

使用时，框架23，24的轴32的横向运动受到保持件固定的止推轴承垫的限制，其接合到框架固定的耐磨板76，以抵抗机车工作时施加到轮和轴的横向推力。

纵向牵引力和制动力在轴32和框架23，24之间通过牵引杆48传递。橡胶压缩套81提供了预先加载的弹性连接，其无间隙，可在有或无牵引力的情况下，保证相同的特征，且因为连接中没有摩擦不会随时间改变。牵引杆的预先加载连接提供了高速下更稳定的转向架操作，这是因为连接中没有间隙。

至于其他特征，转向架12还提供了改进的牵引马达前部悬挂，其利用橡胶压缩套的优点，可提供更长的使用寿命和改进的对牵引马达固定方式的维护。图8清楚地显示出其结构，设置了前部连杆85，可从相关下转向架框架23，24的中心横梁27支撑各牵引马达42的前部或内侧。各个前部连杆具有上和下支撑销87，容纳于靠近连杆的各端部的环件开口89中的预先加压的橡胶套88中。销设有平面端部90，螺栓连接到横梁27或从牵引马达前部延伸到支撑臂92。各牵引马达的相对端传统上支撑于相关轴上的轴承。

前部连杆悬挂代替了包括耐磨件的前部组件，耐磨件在新的悬挂中取消，因此延长了前部悬挂的工作寿命。取下牵引马达也得到简化，因为卸下前端部只要求从支撑臂拔出销，同时马达前部仍受到支撑。

尽管已经参考优选实施例对本发明进行了介绍，应当知道，在不脱离公开的发明构思的范围和精神的情况下，可进行各种改变。因此，希望本发明不限于所公开的实施例，其全部范围由所附技术方案来限定。

Claims (13)

1.一种动力轨道转向架组合体，包括：

一对多轴下转向架，具有支撑承梁和相对承梁作枢轴转动的框架，其中所述承梁支撑轨道机车车身，所述下转向架沿纵向端部靠近端部前后设置，所述承梁和车身共同构成所述下转向架支撑的受支撑机构；

动力装置，可驱动所述转向架的轮子；和

牵引力传动连杆，沿纵向连接所述下转向架框架到所述受支撑机构；

其特征在于，每一个下转向架分别具有安装成与另一个下转向架的连接件成斜线的连接件，横向连杆通过所述连接件横向连接所述两个下转向架框架的相邻端部，使所述下转向架与所述承梁相关联做枢轴转动，所述横向连杆包括预先加载的压缩件，其连接到所述下转向架之间，可有效要求所述下转向架具有基本相同和相反的同步转向运动，并至少使所述下转向架的相邻端部彼此之间具有相对垂直和纵向运动的有限的自由，从而提供具有隔离的框架间摆动和牵引力作用的协调转向控制。

2.根据权利要求1所述的组合体，其特征在于，所述压缩件是弹性套。

3.根据权利要求2所述的组合体，其特征在于，所述弹性套是橡胶的。

4.根据权利要求1所述的组合体，其特征在于，所述下转向架分别包括连接到两个平行轴的4个轮子。

5.根据权利要求4所述的组合体，其特征在于，所述组合体包括轴承，其支撑于轴的相对端部并保持在轴承接合器内；位于所述轴承接合器和所述下转向架框架之间的弹性支撑件，可吸收垂直支撑载荷；和牵引杆，其通过预先加载的弹性套沿纵向连接到所述轴承接合器和其下转向架的框架之间，可通过所述轴承接合器传递纵向牵引力和制动力。

6.根据权利要求5所述的组合体，其特征在于，所述组合体包括横向的止推轴承衬，位于所述轴承接合器和所述转向架框架之间，可吸收作用到所述框架和所述接合器之间的横向推力。

7.根据权利要求6所述的组合体，其特征在于，所述轴承接合器包括上轴承壳体，其具有容纳轴承的具有向下开口端的槽；封闭所述槽的轴承保持件，保持件可取下，将轮子、轴和轴承组件与所述转向架框架分离，不会干涉与所述转向架框架连接的上轴承壳体。

8.根据权利要求7所述的组合体，其特征在于，所述动力装置包括牵引马达，支撑在各轴和相关框架的横构件之间，所述马达的一端通过轴承支撑在相关的轴上，其相对端通过位于相对端和所述框架横构件之间一般为垂直的前部连杆支承，所述连杆具有位于各端的容纳予加载橡胶套的开口，可支撑所述牵引马达的重量和吸收传递到所述牵引马达的冲击和振动载荷。

9.根据权利要求1所述的组合体，其特征在于，所述组合体包括轴承，支撑于所述轴的相对端并保持在轴承接合器中，弹性支承件位于所述轴承接合器和所述下转向架框架之间，可吸收垂直支撑载荷，牵引杆通过预先加载的弹性套沿纵向连接到所述轴承接合器和各自下转向架的框架之间，并可通过所述轴承接合器传递纵向牵引力和制动力。

10.根据权利要求9所述的组合体，其特征在于，所述组合体包括横向止推轴承衬，位于所述轴承接合器和所述转向架框架之间，可吸收作用到所述框架和所述接合器之间的横向推力。

11.根据权利要求10所述的组合体，其特征在于，所述轴承接合器各自包括上轴承壳体，其具有容纳轴承的带向下开口端的槽；封闭所述槽的轴承保持件，所述保持件可取下，将所述轮子、轴和轴承组件与所述转向架框架分离，不会干涉连接到所述转向架框架的上轴承壳体。

12.根据权利要求11所述的组合体，其特征在于，所述动力装置包括牵引马达，支撑于各个轴和相关框架的横向件之间，所述马达一个端部支撑于相关轴上的轴承，相对端部支撑于相对端部和框架横向件之间的一般为垂直的前部连杆，所述连杆在各端部具有容纳预先加载橡胶套的开口，并支撑所述牵引马达的重量，并吸收传递到牵引马达的冲击和振动载荷。

13.根据权利要求12所述的组合体，其特征在于，所述压缩件是弹性套。

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