CN100546855C - 梁式吊挂和高度调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明所述梁式吊挂和高度调整机构，将直线电机与转向架构架之间的运动在垂向方向上采用特殊的隔离式设计，直线电机通过梁式吊挂和高度调整机构设置在前后轮对的轴箱上。当需要进行高度调整时，可通过其高度调整机构实现直线电机的调节，使其与轨道感应板之间保持符合设计要求的间隙。即在车轮磨损范围内，可将直线电机调整到任意需要的高度。既实现了直线电机的简易、无级调整，又能最大限度地缩短轨道车辆的维护用时，同时保证直线电机对转向架的牵引力、以及实现轨道车辆的高速运行。

Description

梁式吊挂和高度调整机构

技术领域

本发明涉及一种用于轨道车辆转向架的新型调整机构，具体地是将转向架直线电机通过梁式吊挂和高度调整机构与轴箱实现固定连接。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，干线铁路的全面提速和城市轨道交通的大力发展已势在必行。轨道车辆的高速运行，对转向架结构和使用性能的稳定性提出了更高的设计要求。

轨道车辆的转向架是一固定前后轮对的刚性构架，在现有采用直线电机作为牵引动力的转向架中，直线电机是通常是采用螺栓固定于车辆转向架的构架上。对于直线电机转向架，要求能够尽量地减小直线电机相对于轨道感应板的垂向移动量，而从提高列车舒适性的设计角度出发又要求整体构架具有一定的沉浮量，这就造成了现有直线电机固定方式与转向架固定连接结构之间的相互矛盾关系。

由于存在上述现有直线电机与转向架一体式连接结构的设计缺陷，使得当车轮长时间磨损而变小时，直线电机的垂向高度发生变化而无法随机地调节其高度，进行造成直线电机与轨道感应板之间的垂向距离超出规定范围，从而影响到直线电机对转向架的牵引力、轨道车辆的运行速度降低、部分电能无谓地消耗掉。

总结上述影响轨道车辆的速度和稳定性的问题是，现有转向架的直线电机采用的是一体式连接结构，无法根据车轮磨损情况而任意调节直线电机的垂向高度。

发明内容

本发明所述梁式吊挂和高度调整机构，其发明目的在于解决上述问题和不足，而将直线电机与转向架构架之间的运动在垂向方向上采用特殊的隔离式设计，直线电机通过梁式吊挂和高度调整机构设置在前后轮对的轴箱上。当需要进行高度调整时，可通过其高度调整机构实现直线电机的调节，使其与轨道感应板之间保持符合设计要求的间隙。即在车轮磨损范围内，可将直线电机调整到任意需要的高度。既实现了直线电机的简易、无级调整，又能最大限度地缩短轨道车辆的维护用时，同时保证直线电机对转向架的牵引力、以及实现轨道车辆的高速运行。

为实现上述发明目的，所述梁式吊挂和高度调整机构的主要结构是：

在前后轮对的两轴箱上分别设置有一横向支撑梁；

在所述支撑梁的两侧端与轴箱的连接处，设置有高度调整机构；所述的高度调整机构，在垂向方向上将轴箱和支撑梁进行连接和紧固；

在前后方向上，设置在轴箱下方的直线电机的两端，分别通过若干个垂向拉杆吊挂在同一轮对的支撑梁的侧部。

如上述梁式吊挂和高度调整机构，应用于轨道车辆的每一个转向架，均安装有一个直线电机。每一直线电机通过两根横向支撑梁、以及连接在支撑梁侧部的若干个垂向拉杆进行悬挂连接，而每一支撑梁的两端横跨在、同时弹性地安装在同一轮对的两个轴箱上，使得直线电机安装在车轴的中心处，这样可以使得直线电机的吊挂高度不受车辆一系悬挂系统变形的影响，消除了一系悬挂系统上所产生的任何偏移载荷，确保了仅在垂向支撑，而正常的轮对横向移动和曲线不会受到限制。

安装在同一轮对的轴箱之间的支撑梁，通过高度调整机构连接并支承在轴箱上方，而这一高度调整机构与转向架构架的橡胶节点之间不存在任何连接关系，因而通过垂向拉杆吊挂支撑梁侧部的直线电机具有较大的垂向刚度。

同时可以根据车轮的磨耗情况，通过调节所述的高度调整机构可实现支撑梁在垂向方向上位移，进而通过吊挂在支撑梁上的垂向拉杆带动直线电机实现高度调整，即实现直线电机的无级调整。在车轮磨损范围内，可以将直线电机调整到任意需要的高度，使直线电机与轨道感应板保持额定的垂向距离。

在支撑梁的两侧端与轴箱的连接处设置所述的高度调整机构，对本领域技术人员来说，可以采取多种连接和紧固方式。如在支撑梁的两侧端分别设置有一通孔，在通孔内安装所述的高度调整机构，而高度调整机构则可直接穿入轴箱进行固定。

在前后方向上，直线电机分别通过若干个垂向拉杆吊挂在前、后支撑梁的侧部，包括吊挂在支撑梁的内侧、以及吊挂在支撑梁的外侧。

支撑梁的内侧，是指前后轮对的两个支撑梁相对的一侧。

支撑梁的外侧，是指前后轮对的两个支撑梁相反的一侧。

为了实现直线电机自身的平面度调整，以及保证在垂向高度上的均匀性，吊挂在支撑梁的侧部的垂向拉杆数量具有多种组合方案。

如在同一转向架上设置的两个支撑梁，一个支撑梁吊挂有两个垂向拉杆，而另一支撑梁吊挂有三个垂向拉杆。这样可以保证直线电机的一端为两点吊挂方式，另一端为三点吊挂方式。

通过调整前后两个支撑梁的垂向高度，就可以调整直线电机在前后轮对方向上的高度差。而调节采用三点吊挂方式的支撑梁，又可以调整直线电机在同一轮对方向上横向高度差。

基于相同的设计原理，除上述直线电机采用五点吊挂方式以外，还可以采用以下吊挂方式：

一个支撑梁吊挂有一个垂向拉杆，而另一支撑梁至少吊挂有二个垂向拉杆，即直线电机的一端为一点吊挂方式，另一端为二点或多点吊挂方式，这样才能既可以调整直线电机在纵向方向上的高度差，又可以调整直线电机在同一轮对方向上的横向高度差，其采用了三点形成一个平面的设计原理。

或是，一个支撑梁吊挂有二个垂向拉杆，而另一支撑梁也吊挂有二个垂向拉杆，从而形成直线电机前后端均为二点吊挂方式；

以及更多数量的垂向拉杆的吊挂组合方式，但也不应设计太多，因为过多的垂向连接会改变垂向拉杆的受力状况，也使高度调节变得复杂。

进一步的改进方案是，所述的垂向拉杆具有一做为主体的杆体，在其杆体的两端分别设置有通孔，在通孔内设置安装有关节轴承。通过关节轴承，垂向拉杆的杆体的两端分别连接在支撑梁和直线电机上。

由于采用关节轴承，可以满足垂向拉杆几个自由度的旋转需要，并可以直接传递直线电机产生的拉力和推力。

另外，还可在所述垂向拉杆与支撑梁连接处设置一吊杆轴，以供使用其他紧固件进行安装。

为了限制所述直线电机在横向方向上发生摆动，可在直线电机与转向架构架之间设置安装有横向拉杆。

直线电机可通过两个横向拉杆直接连接在所述转向架构架上，所述横向拉杆具有一拉杆体形成的主体，其与直线电机的连接端设置有关节轴承，可以满足几个自由度的旋转需要，并且可以传递拉力和推力。

横向拉杆与转向架构架的连接端，采用金属与橡胶组合材料的拉杆接头，其可以提供设计需求的刚度。

通过上述优化设计结构，所述的横向拉杆所具备的刚度特性，可以为直线电机提供适合的横向频率和摇头频率，从而避免直线电机与转向架之间发生共振。

所述的两个横向拉杆，可以设置在直线电机的同一侧，也可以分别设置在直线电机的两侧。

所述的拉杆接头，可以采用直通式结构、并与所述的转向架构架通过长销进行连接。

所述的拉杆接头，也可采用耳轴式结构、并与所述的转向架构架通过耳轴和紧固件进行连接。

为向转向架构架传递由直线电机产生的牵引力，沿直线电机的纵向与转向架构架之间设置一牵引拉杆，所述的牵引拉杆安装在直线电机的轴线位置上，使得牵引力可以从直线电机直接传递到构架上。

所述牵引拉杆可以沿纵向固定直线电机，同时传递纵向牵引力和制动力。

所述牵引拉杆，具有一拉杆体为主体，其两端设置有金属与橡胶组合材料的牵引接头，由此提供设计需求的刚度。通过上述牵引拉杆可以优化纵向刚度，进而可以减小直线电机与上部车厢之间的振动传递。

综上内容，本发明所述梁式吊挂和高度调整机构，其优点和有益效果是：

1、采用垂向直线电机与构架之间隔离式设计方案，直线电机通过梁式吊挂和高度调整机构设置在前后轮对的轴箱上，在转向架具有上下弹性、沉浮的情况下，能够实现直线电机不受弹性沉浮的影响，保证其高度在允许范围内。

2、在车轮磨损变小后，能够通过高度调整机构对直线电机进行无级调整，使其与轨道感应板之间保持符合设计要求的间隙。

3、实现直线电机悬挂系统更为合理，能够方便地在纵向、横向和垂向各方向上参数的选取，使动力学性能更优。

4、适用于轨道车辆所用的各种类型的二轴转向架，能最大限度地缩短轨道车辆的维护用时，实现轨道车辆的高速运行。

附图说明

图1是所述直线电机转向架的结构示意图。

图2是所述支撑梁与轴箱的局部连接示意图。

图3是所述高度调整机构的剖面结构示意图。

图4是所述纵向牵引拉杆的结构示意图。

图5是所述垂向拉杆的结构示意图。

图6是图5的侧视图。

图7是所述横向拉杆的结构示意图。

图8是采用三点和四点吊挂方式的垂向拉杆对比图。

如以上图示，前后轮对1，直线电机2，轴箱3，横向支撑梁4，安装面41，横向支撑梁5，高度调整机构6，垂向拉杆7，横向拉杆8，牵引拉杆9；

双头螺柱10，短螺纹端101，调节杆11，六角头螺母12，六角头螺母13，支撑橡胶组成14，移动套管15，锁紧挡板16，止动挡圈17，螺柱18，螺母19，垫圈20，调整套21和垫圈22；

牵引接头23，拉杆体24；

杆体25，关节轴承26，吊杆轴27；

拉杆接头28，拉杆体29，关节轴承30；

具体实施方式

实施例1，如图1至图8所示，本发明所述梁式吊挂和高度调整机构，在前后轮对1的两个轴箱3上分别设置有横向支撑梁4，横向支撑梁5。

在横向支撑梁4、横向支撑梁5的两侧端，分别设置有一通孔，在通孔内安装设置有高度调整机构6，高度调整机构6则直接穿入轴箱3的内部进行固定连接。

在前后方向上，直线电机2设置在轴箱3的下方，分别通过5个垂向拉杆7吊挂在同一轮对的支撑梁上。

在本实施例中，每个采用直线牵引电机的转向架，安装有一个直线电机2。每一直线电机2通过横向支撑梁4和横向支撑梁5，以及5个垂向拉杆7进行悬挂连接，使得直线电机2安装在车轴的中心处。

如图1所示，2个垂向拉杆7对称地吊挂横向支撑梁4的内侧和外侧的中心部位。

3个垂向拉杆7呈“品”字形吊挂横向支撑梁5的内侧和外侧。

对于所属领域技术人员来说，也可采取如图8所示的吊挂方式，即在支撑梁31的外侧吊挂有1个垂向拉杆33，在支撑梁32的外侧吊挂有2个垂向拉杆33，从而形成三点吊挂的连接方式。

也可采取在支撑梁31的内侧吊挂有2个垂向拉杆33，在支撑梁32的内侧吊挂有2个垂向拉杆33，从而形成四点吊挂的连接方式。

在两个支撑梁的内侧或外侧吊挂有若干个垂向拉杆，可视设计需要来确定。通过调整前后两个支撑梁的垂向高度，就可以调整直线电机2在前后轮对方向上的高度差。而调节采用三点吊挂方式的支撑梁，又可以调整直线电机2在同一轮对方向上横向高度差。

如图5和图6所示，所述的垂向拉杆7具有一做为主体的杆体25，在其杆体25的两端分别设置有通孔，在通孔内安装有关节轴承26，垂向拉杆7与支撑梁的连接一端安装有吊杆轴27，以供紧固件的安装固定。

通过关节轴承26，垂向拉杆7的杆体25的两端分别连接在支撑梁和直线电机2上。

如图7所示，在直线电机2与转向架构架之间设置安装有2个横向拉杆8，所述的2个横向拉杆8设置在直线电机的同一侧。

横向拉杆8具有一拉杆体29，在与直线电机2的一端设置安装有一关节轴承30，在与构架的一端设置安装有一采用金属与橡胶组合材料的拉杆接头28。

如图4所示，为传递牵引力而在沿直线电机的纵向与转向架构架之间设置一牵引拉杆9，该牵引拉杆9可以纵向固定直线电机2，传递纵向牵引力和制动力。

牵引拉杆9的主体为拉杆体24，两端均采用金属与橡胶组合材料的牵引接头23。

如图2和图3所示，在所述支撑梁4的侧端与轴箱3的连接处所设置的高度调整机构6具有双头螺柱10，双头螺柱10的短螺纹端101旋入轴箱3顶部的螺纹孔内并紧固，以作为固定支撑。

调节杆11是一中空结构并具有外螺纹，移动套管15具有内螺纹。

调节杆11和移动套管15组合作为螺旋副使用，而一同装入支撑橡胶组成14的孔内。

支撑橡胶组成14具有上下两个部分以配对使用，上下部分分别置于横向支撑梁4的通孔内的安装面41的上方和下方。

将支撑橡胶组成14进行压缩，则可将调节杆11和移动套管15压紧装入横向支撑梁4的通孔内。

在移动套管15的外壁端部设置一凹槽，并在凹槽内安装止动挡圈17，以使移动套管15一直处于压紧状态，从而使支撑橡胶组成14与移动套管15成为一体，不会发生相对移动。

调节杆11连同其它部件一起，以双头螺柱10为定位杆穿入。

在调节杆11上设置一个六角头螺母13，并与调节杆11的外螺纹相啮合，以压紧移动套管15，当调节杆11与移动套管15相对位置固定以后可以起到止动的作用。

支撑橡胶组成14的上部分的上表面设置有一个螺纹孔，其中旋入一个螺柱18，并穿入一个调整套21与该螺柱18配合，起到调整安装高度的作用。

六角头螺母13紧固后，使用一个锁紧挡板16与其配合，锁紧挡板16的一端带有内六角螺纹，与六角头螺母13配合。锁紧挡板16的另一端带有弧形槽，以使螺柱18可以穿入。

螺柱18上使用螺母19和垫圈20的紧固方式，以压紧锁紧挡板16。锁紧挡板16的作用是防止六角头螺母13转动。

双头螺柱10的上端使用六角头螺母12紧固，用以压紧调节杆11，使其不与双头螺柱10发生相对移动。

调节杆11上端为六角形状，当需进行高度调整时，先松开上述各紧固件，使用扳手夹住调节杆11的上端进行转动，使调节杆11与移动套管15这一对螺旋副发生相对旋转，即在轴向上的相对位移。

调节杆11的旋转是以双头螺柱10为中心轴，其高度并没有发生变化。而同时移动套管15因为与其通过螺纹啮合，因此发生了轴向的相对位移，即移动套管15会出现高度上的变化。

移动套管15、支撑橡胶组成14已被压紧为一体，而两块支撑橡胶组成14又将支撑梁4压在中间形成为一体。

所以，移动套管15的移动会带动支撑梁4的高度变化，最终通过吊挂在支撑梁4上的垂向拉杆7的移动实现直线电机2的高度变化。其为无级调整，即在车轮磨损范围内，可以将直线电机2调整到任意需要的高度。

在本实施例中，横向支撑梁4与轴箱3之间的安装结构是，通过将高度调整机构6的双头螺柱10，直接穿入轴箱3进行连接固定的。

所述的支撑橡胶组成14可以采用多种形状的结构，在本实施例中采用金属与橡胶的组合体，以满足使用要求的刚度。

支撑橡胶组成14与移动套管15的配合方式，也可采取多种形式，在本实施例中是通过将橡胶压缩变形而将移动套管15压紧的。

也可在支撑橡胶组成14的内圈设置有凹槽，而在移动套管15的外壁设置有相对应的凸起，通过凹凸结构之间的配合来使两者成为一体、防止相互转动的目的。

所述的调节杆11，在其与轴箱3之间设置一垫圈22，以起到抗磨擦的作用。

所属领域技术人员同样可以领会到，所述调节杆11与移动套管15之间的螺纹配合，可以采用各种结构形式，如采用普通螺纹(细牙、粗牙)，也可以采用矩形螺纹、梯形螺纹以及锯齿形螺纹等。

如上所述，结合附图中的结构方案，本实施例仅就本发明所述梁式吊挂和高度调整机构的优选实施例进行了描述。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构。由此得到的其他结构特征，也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (8)

1、一种梁式吊挂和高度调整机构，用于轨道车辆转向架，在前后轮对的两轴箱上分别设置有一横向支撑梁；

在横向支撑梁与轴箱连接处的两侧端分别设置有一通孔，在通孔内安装有一高度调整机构，高度调整机构直接穿入轴箱并进行固定；

所述的高度调整机构，在垂向方向上将轴箱和支撑梁进行连接和紧固；

在前后方向上，设置在轴箱下方的直线电机的两端，通过若干个垂向拉杆分别吊挂在两个轮对各自的横向支撑梁的侧部；

所述的垂向拉杆具有一作为主体的杆体，在其杆体的两端分别设置有通孔，在通孔内设置安装有关节轴承，在所述垂向拉杆与横向支撑梁连接处设置一吊杆轴，其特征在于：

在直线电机与转向架构架之间设置安装有横向拉杆；

所述的横向拉杆具有一拉杆体形成的主体，横向拉杆与直线电机的连接端设置有关节轴承；

横向拉杆与转向架构架的连接端，采用金属与橡胶组合材料的拉杆接头。

2、根据权利要求1所述的梁式吊挂和高度调整机构，其特征在于：横向拉杆设置有2个，设置在直线电机的同一侧，或者分别设置在直线电机的两侧。

3、根据权利要求2所述的梁式吊挂和高度调整机构，其特征在于：所述的拉杆接头，采用直通式结构并与所述的转向架构架通过长销进行连接；或采用耳轴式结构并与所述的转向架构架通过耳轴和紧固件进行连接。

4、根据权利要求1所述的梁式吊挂和高度调整机构，其特征在于：沿直线电机的纵向与转向架构架之间设置一牵引拉杆，所述的牵引拉杆安装在直线电机的轴线位置上；

所述牵引拉杆，具有一拉杆体为主体，其两端设置有金属与橡胶组合材料的牵引接头。

5、根据权利要求1所述的梁式吊挂和高度调整机构，其特征在于：所述的高度调整机构(6)，具有一双头螺柱(10)，双头螺柱(10)的短螺纹端(101)旋入轴箱(3)顶部的螺纹孔内并紧固；

调节杆(11)是一中空结构并具有外螺纹，移动套管(15)具有内螺纹，调节杆(11)和移动套管(15)一同装入支撑橡胶组成(14)的孔内；

支撑橡胶组成(14)具有上下两个部分以配对使用，上下部分分别置于横向支撑梁(4)的通孔内的安装面(41)的上方和下方；

在移动套管(15)的外壁端部设置一凹槽，并在凹槽内安装止动挡圈(17)，以使移动套管(15)一直处于压紧状态。

在调节杆(11)上设置一个第一六角头螺母(13)，并与调节杆(11)的外螺纹相啮合，以压紧移动套管(15)；

支撑橡胶组成(14)的上部分的上表面设置有一个螺纹孔，其中旋入一个螺柱(18)，并穿入一个调整套(21)与该螺柱(18)配合；

锁紧挡板(16)的一端带有内六角螺纹，与第一六角头螺母(13)配合；锁紧挡板(16)的另一端带有弧形槽，所述螺柱(18)从中穿入；

所述螺柱(18)上设置有螺母(19)和垫圈(20)以压紧锁紧挡板(16)；

双头螺柱(10)的上端使用第二六角头螺母(12)紧固，用以压紧调节杆(11)。

6、根据权利要求5所述的梁式吊挂和高度调整机构，其特征在于：在支撑橡胶组成(14)的内圈设置有凹槽，而在移动套管(15)的外壁设置有相对应的凸起。

7、根据权利要求5所述的梁式吊挂和高度调整机构，其特征在于：所述的调节杆(11)，在其与轴箱(3)之间设置一垫圈(22)。

8、根据权利要求5所述的梁式吊挂和高度调整机构，其特征在于：所述调节杆(11)与移动套管(15)之间的配合螺纹，采用普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹或锯齿形螺纹。

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