CN101823492A - 一种160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架 - Google Patents

一种160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架 Download PDF

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陈喜红
陈国胜
张红军
钟源
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黄明高
申长宏
邹文辉
晋军辉
段华东
蔡超
李茂春
舒方鹏
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Abstract

本发明涉及一种160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架。本发明提供的160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架,包括3个轮对、1个构架、3个电机、3套传动装置、6个二系弹簧、12个一系弹簧、2个一系垂向减振器、2个二系垂向减振器、2个横向减振器、2个抗蛇行减振器和2个耦合减振器组成,其中转向架采用C0轴式,牵引电机的布置采用对置方式;电机一端通过单个橡胶关节悬挂于构架端/横梁,另一端通过两根吊杆悬挂于构架端/横梁。本发明提供的宽轨转向架的单机六轴机车具有牵引功率大,粘着重量大,牵引能力大,可明显提高铁路运输效率,节省机车制造、运输和维护成本。

Description

一种160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架
技术领域
[0001] 本发明涉及一种宽轨高速客运电力机车转向架,更具体地是适用于速度为160km/h的高速机车的三轴转向架。
背景技术
[0002] 宽轨铁路主要在前苏联和东欧一些国家使用。国外的宽轨转向架普遍存在着轴重 较大、运行速度低,平稳性、安全性和舒适性都较差的特点。目前使用的客运电力机车转向 架多为两轴转向架,且速度普遍在120km/h以下,无法满足日益繁重的铁轮运输需求,严重 制约着国民经济的发展。
[0003] 中国专利200720094588. 9公开了一种无摇枕空气弹簧宽轨客车转向架,包括构 架、轴箱弹簧、高度阀、横向减振器、牵引支座、压差阀、横向挡、车轮、车轴,在构架侧梁和车 轴之间设置轴箱转臂,构架横梁和牵引支座之间设有单拉杆,构架侧梁上方设有空气弹簧, 车轴的轴身上装有制动盘,构架横梁上设有盘形制动吊座,盘形制动吊座上安装有制动缸 和制动夹钳。其中轴箱定位由导框式改为转臂式定位,提高了转向架的临界速度和运行平 稳性,中央牵引采用单拉杆牵弓丨,节省了空间。
[0004] 中国专利200620035475. 5公开了一种铁路货车宽轨铸钢转向架,它包括轮对、侧 架、摇枕、悬挂装置、以及制动装置,其关键技术是悬挂装置是与减振装置组合为一体的中 央悬挂减振装置,它是在底座上安装减振弹簧和承载弹簧,减振弹簧位于承载弹簧的外围, 在弹簧的上端安装有斜楔,斜楔的主摩擦面与侧架立柱磨耗板接触;制动装置采用单侧滑 槽制动装置,制动梁的两端安装于侧架滑槽内,制动梁上安装有闸瓦托,闸瓦托上安装闸 瓦。
[0005] 在技术文献中检索到关于宽轨转向架的专利,但只限于两轴的转向架,且速度为 中低速,没有涉及三轴高速宽轨客运转向架的研究。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供具有运行速度高、粘着重量大、牵引能力大、曲线通过性能 好、轮轨磨耗小的160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架。
[0007] 本发明提供的160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架,包括3个轮对、1个 构架、3个电机、3套传动装置、6个二系弹簧、12个一系弹簧、2个一系垂向减振器、2个二系 垂向减振器、2个横向减振器、2个抗蛇行减振器和2个耦合减振器组成,其中转向架采用Ctl 轴式,牵引电机的布置采用对置方式;电机一端通过单个橡胶关节悬挂于构架端/横梁,另 一端通过两根吊杆悬挂于构架端/横梁。
[0008] 采用对置的设计理念旨在保证转向架的簧间质量质心尽量靠近转向架的几何中 心,减少转向架的摇头转动惯量,提高机车的运行速度。
[0009] 包括牵引电机、齿轮箱总成和六连杆空心轴等驱动单元的悬挂采用弹性架悬方 式,使驱动系统大部分的横向惯量及摇头惯量与整个构架解耦,从而降低了簧间质量的横向惯量和摇头惯量。国内目前主要的架悬式转向架电机悬挂方式基本属于刚性架悬,虽然 部分转向架电机悬挂点采用橡胶关节结构,但不能实现驱动单元与构架间的相对运动,不 属于运动学意义上的弹性架悬。采用弹性架悬结构,当转向架运行中构架横向或摇头振动 时,驱动单元可实现相对于构架的横向运动。因此,从横向及摇头来说,相当于大部分的架 悬质量可以从簧间质量中释放出来,有利于改善转向架的横向动力学性能,满足机车高速 运行的要求。
[0010] 本发明一系悬挂系统采用单拉杆轴箱定位+螺旋弹簧方式。轴箱拉杆主要提供纵 向刚度,一系螺旋弹簧主要提供横向和垂向刚度。一、三轴安装一系垂向减振器;二系悬挂 系统采用上下均配有橡胶垫的高圆螺旋弹簧,辅以垂向、横向和抗蛇形减振器,保证机车的 动力学性能。
[0011] 本发明电机悬挂系统中采用了耦合减振器,可以极大的衰减驱动系统的能量,保 证机车具有很好的动力学性能。
[0012] 本发明牵引装置采用低位推挽牵引杆牵引,以提高机车的粘着重量利用率。
[0013] 本发明基础制动采用轮盘制动方式,提高了所述转向架的空气制动可靠性,避免 了踏面制动对车轮的损伤。本发明驱动系统采用轮对空心轴驱动方式,齿轮箱为承载式,轴 承采用油润滑,以适应转向架160km/h速度等级的要求。
[0014] 本发明提供的160km/h三轴CO-CO宽轨转向架的单机六轴机车具有牵引功率大, 粘着重量大,牵引能力大,可明显提高铁路运输效率,与BO-BO轴式四轴机车相比,可明显 节省机车制造、运输和维护成本,具有更好的动力学性能,安全舒适性都更高。
附图说明
[0015] 图1本发明实施例转向架结构型式图,其中A为主视图,B为俯视图;
[0016] 图2本发明实施例转向架构架,其中A为主视图,B为俯视图;
[0017] 图3本发明实施例一系悬挂装置,其中A为主视图,B为左视图;
[0018] 图4本发明实施例二系悬挂装置,其中A为主视图,B为俯视图;
[0019] 图5本发明实施例牵引装置,其中A为主视图,B为俯视图;
[0020] 图6本发明实施例电机悬挂装置,其中A为主视图,B为俯视图;
[0021] 图7本发明实施例制动装置,其中A为主视图,B为俯视图;
[0022] 图8本发明实施例轮缘润滑装置;
[0023] 图9本发明实施例驱动单元,其中A为主视图,B为后视图,C为俯视图;
[0024] 图10本发明实施例轴箱装置,其中A为主视图,B为后视图,C为俯视图。
具体实施方式
[0025] 以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0026] 如图1所示,本发明实施例提供的一种160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架三轴转向架,它包括三个轮对2,每轮对上安装有两套轴箱装置12、一套驱动单元15、 一台大功率交流牵引电机18,它们组成轮对驱动装置。每个轴箱12上装有两个一系弹簧 8,轮对2-1、2-3上装有垂向一系垂向减振器4,构架6安装在一系弹簧8上面,一系垂向减 振器4连接构架6与轴箱12,构架6每侧装有三个二系弹簧9,车体17落在二系弹簧9上,转向架每侧装有一个二系垂向减振器11、一个二系横向减振器16和一个抗蛇形减振器7, 二系横向、垂向和抗蛇形减振器两端分别与车体17和构架6相连。每个转向架上有一套牵 引装置1,连接车体17与构架6,每个车轮上装有制动装置13。整个驱动单元通过两根摆杆 14和电机悬挂座10吊挂在构架6上,实现全悬挂,大大的减轻簧下重量。耦合减振器5 (每 套驱动单元各一个)安装在构架6和驱动单元15之间,衰减驱动单元横向振动的能量。干 式轮缘润滑装置3安装在构架6的前进端侧梁上,实现直接对2-1轮对轮缘润滑保护作用。
[0027] 如图2所示的转向架构架6,由前端梁61、两根侧梁62、牵引梁63、中间梁64、后端 梁65组焊而成。各梁体由钢板组焊而成,构架6上还焊接有各种安装座。
[0028] 如图3所示的转向架一系悬挂装置,由一系弹簧8、一系垂向减振器4、一系调整垫 片50与轴箱拉杆51组成。一系弹簧8安装在轴箱12上,构架6支承在一系弹簧8上面, 一系垂向减振器4在垂向连接构架6与轴箱12,一系弹簧8与一系垂向减振器4匹配在一 起缓和机车的振动和冲击。轴箱拉杆51纵向连接轴箱12与构架6,传递机车的牵引力与制 动力。一系调整垫片50调整弹簧的工作高度及机车的轴重。
[0029] 如图4所示的转向架二系悬挂装置,由二系弹簧9、二系垂向减振器11、二系横向 减振器16和抗蛇形减振器7组成。二系弹簧9安装在构架6上,车体17支承在二系弹簧 9上面,二系垂向减振器11在垂向连接构架6与车体17,二系弹簧9、二系横向减振器16、 二系垂向减振器11和抗蛇形减振器7匹配在一起缓和机车的振动和冲击。
[0030] 如图5所示的转向架牵引装置1,由车体牵引座21、钢丝绳(一)22、牵引杆组装 23、钢丝绳(二)24、牵引外筒25、牵引橡胶筒26、牵引内筒27和牵引座28组成。车体牵引 座连接车体17和牵引杆组装23,牵引杆组装23 —端连接构架牵引座28和车体牵引座21, 用于把电机发挥的牵引力最终传递到车体17上,牵引车体运动。在牵引外筒25和牵引内 筒27中间有牵引橡胶筒26,用于缓冲机车运行过程中的冲击力。钢丝绳(一)22和钢丝绳 (二)24、安全保护作用防止牵引杆组装236脱落。
[0031 ] 如图6所示的转向架电机悬挂装置,主要由电机悬挂座10、电机悬挂座关节31、耦 合减振器5、电机摆杆14、电机摆杆关节30、电机悬挂横梁32和电机横向止挡29组成。通 过电机悬挂座10和两根电机摆杆14把整个驱动单元15悬挂起来形成了驱动系统的全悬 挂,可以大大的减小簧下重量,为实现160km/h高速提供了必不可少的条件。其中电机悬挂 横梁32与电机摆杆30和驱动单元15连接,起到中间过渡支撑的作用。电机悬挂座关节31 和电机摆杆关节30采用弹性橡胶关节,真正实现了弹性架悬结构,当转向架运行中构架横 向或摇头振动时,驱动单元可实现相对于构架的横向运动;在配以两个电机横向止挡15可 以限制驱动单元的横向位移,保证系统可靠性。
[0032] 如图7所示的转向架制动装置13,主要由带停放的制动器33、制动器吊环34、不带 停放的制动器35、制动间片36、制动盘37组成。带停放制动的制动器33可以保证机车在 坡道上安全停车,制动吊环34连接构架6和制动器33和35,把制动器悬挂支撑起来。制动 闸片36在发挥制动功能是与制动盘37摩擦起到制动停车的作用。
[0033] 如图8所示的转向架轮缘润滑装置3,主要由轮缘润滑装置安装支架38和润滑器 39组成。安装支架安装在构架6的侧梁上,润滑器38安装在安装支架39上,对机车前进 端的轮对2-1进行直接润滑。2-1轮缘上残留的润滑剂保留自阿钢轨上,可以对2-2和2-3 轮对的轮缘进行间接润滑。[0034] 如图9所示的转向架驱动单元,主要由电机18、车轴42、带制动盘的从动车轮43、 齿轮空心轴装置44、带制动盘主动车轮45、主动齿轮46、从动齿轮47、齿轮箱48和传动轴 承49组成。本发明中的每个轮对2均与一个独立的驱动装置(采用牵引电机)和传动机 构相连,每组轮对2的两个驱动装置呈对置状布置,采用对置的设计理念旨在保证转向架 的簧间质量质心尽量靠近转向架的几何中心,减少转向架的摇头转动惯量。另一方面由于 转向架基础制动采用轮盘制动,受结构空间的限制,而必须采用对置方式。驱动装置的牵引 电机18通过主动齿轮46和从动齿轮47以及空心轴44连接,这样便形成了从驱动电机18 到轮对2的力传递结构。驱动系统采用承载式齿轮箱48,从动齿轮47传递过来的力量通过 两个传动轴承49作用在齿轮箱上。
[0035] 如图10所示的转向架轴箱装置3,主要由轴箱体41和双列圆柱滚子轴承40组成。轴箱体41主要承受从一系弹簧8传递过来的重量和冲击,双列圆柱滚子轴承40具有一定 的横向间隙,可以适应驱动装置的横向位移。

Claims (4)

160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架,包括3个轮对及轴、1个构架、驱动单元的悬挂、驱动单元、轴箱拉杆、一系悬挂、二系悬挂,其特征在于转向架采用C0轴式,牵引电机的布置采用对置方式;电机一端通过单个橡胶关节悬挂于构架端(横)梁,另一端通过两根吊杆悬挂于构架端(横)梁。
2.根据权利要求1所述的160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架,其特征在于 驱动单元的悬挂采用弹性架悬方式。
3.根据权利要求1所述的160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架,其特征在于 轴箱拉杆主要提供纵向刚度,一系悬挂中的螺旋弹簧主要提供横向和垂向刚度;一、三轴安 装一系垂向减振器;二系悬挂系统采用上下均配有橡胶垫的高圆螺旋弹簧,辅以垂向、横向 和抗蛇形减振器。
4.根据权利要求1所述的160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架,其特征在于 电机悬挂系统中采用了耦合减振器。
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