CN102079316B - 轨道车辆直线电机转向架及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述轨道车辆直线电机转向架及其制造方法，将构架与直线电机采用分开式的悬挂结构，改变现有直线电机转向架的空间设计和受力分布等特征，以进一步优化转向架运行平稳性和降低振动，实现构架载荷与直线电机载荷在轮轴上的分布均衡，改善轮对受力状态、抑制轮对弯曲变形和解决轴端振动较大的问题。转向架包括有两组轮对，每组轮对的轮轴承载于2个对称设置的轴箱体；一构架；一直线电机；在每组轮对的轮轴上，通过轴承安装2个对称设置的支撑箱体；一横向悬挂梁的两端弹性地安装在每组轮对的2个支撑箱体上；数个垂向吊杆将直线电机悬挂连接于每个横向悬挂梁；在同一轮轴上，在每一轮对的两侧分别设置1个轴箱体和1个支撑箱体。

Description

轨道车辆直线电机转向架及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于轨道车辆的直线电机径向转向架及其制造方法，属于机械制造领域。

背景技术

伴随国内干线铁路大幅提速和城市轨道交通的快速发展，直线电机径向转向架以其较小的外形尺寸与重量、较大的外部安装空间和优化的轮对导向能力，正逐步地取得整体技术领先优势和市场的认可。

如公开以下内容的中国在先申请专利，申请号200610171237.1，名称为设有线性感应电机的轨道转向架，其主要技术方案是转向架包括一两对轮组，它们分别通过轴颈承载于一对左、右轴箱内：一转向架框架，其通过第一悬挂装置而支撑在轴箱上并且设有用于支撑车体的第二悬挂装置；一两个横向构件，它们分别通过左、右弹性安装装置而安装在-对左、右轴箱之一上，所述弹性安装装置允许横向构件关于其横向旋转轴线进行有限的旋转运动：一连接装置，其用于将线性感应电机装置连接到每个横向构件上，所述连接装置被构造为使得通过连接装置作用到每个横向构件上的合力的作用点处在位于横向构件旋转轴线』二并且距左、右安装装置等距离的中心位置处。

上述在先申请专利存在如下缺点和不足：

1、转向架的轴箱采用位于轮对内侧的内置式结构，直线电机悬挂在轴箱上，造成轴箱同时承受构架和直线电机的载荷，作用于轮轴上的受力点过于集中，因此导致轮轴容易产生弯曲变形，进而形成轮对弯曲振动、转向架运行不平稳等一系列问题。

2、直线电机与构架共同悬挂于轮对内侧的轴箱上，在考虑一系悬挂参数的前提下，不利于控制直线电机的悬挂参数和优化降低直线电机振动。

3、轴箱内置式结构不利于轮轴与轴承的维护与检修。

发明内容

本发明所述轨道车辆直线电机转向架及其制造方法，在于解决上述问题和不足而将构架与直线电机采用分开式的悬挂结构，改变现有直线电机转向架的空间设计和受力分布等特征，以进一步优化转向架运行平稳性和降低振动。

本发明的目的在于，采用轮对轴箱和直线电机悬挂结构分体式设计，实现构架载荷与直线电机载荷在轮轴上的分布均衡，改善轮对受力状态、抑制轮对弯曲变形和解决轴端振动较大的问题。

另一发明目的在于，直线电机悬挂与轨道车辆一系悬挂分离，从而优化并控制直线电机悬挂参数，进而有效地降低直线电机的振动。

发明目的还在于，在不退轮的前提下拆解轴箱以方便内部检查和加脂等工作。

为实现上述发明目的，所述的轨道车辆直线电机转向架，主要包括有：

两组轮对，每组轮对的轮轴通过轴承承载于2个对称设置的轴箱体；

一构架，构架通过一系悬挂装置支撑于轴箱体、构架通过二系悬挂装置支撑于车体；

一直线电机，直线电机悬挂安装于轮对的下方。

与现有技术的区别之处在于，在每组轮对的轮轴上，通过轴承安装2个对称设置的支撑箱体；

一横向悬挂梁的两端弹性地安装在每组轮对的2个支撑箱体上；

数个垂向吊杆将直线电机悬挂连接于每个横向悬挂梁；

在同一轮轴上，在每一轮对的两侧分别设置1个轴箱体和1个支撑箱体。

如上述基本方案，轮对轴箱和直线电机悬挂结构采用分体式设计，即构架载荷由轮对一侧的轴箱体承担，直线电机的载荷则由轮对另一侧的支撑箱体承担，此类方式使得轮对两侧同时受力，轮轴上的悬挂点分布较为均衡。

同时，轮轴的刚性较现有技术有所提高，从而改善了轮对受力状态，能够有效地抑制轮对弯曲变形，另外也可解决轮轴的轴端振动较大的问题。

而且，直线电机采用轮对一侧支撑箱体独立悬挂方式，与轨道车辆的一系悬挂分离，也能够有效地降低直线电机发生振动。

从有效利用构架内部空间与优化直线电机悬挂结构的角度出发，可以采取如下改进方案：

在同一轮轴上，2个支撑箱体分别设置在轮对的内侧，2个轴箱体分别设置在轮对的外侧。

采用上述支撑箱体内置式设置、轴箱体外置式设置的结构有如下优点，

有利于在构架外侧安装轮对制动装置，

针对直线电机垂向高度的调整，可以在无需拆解构架与车体之间连接结构的前提下进行，有利于直线电机的检修维护。

在满足直线电机与感应板间较的同时，在不受构架与一系悬挂装置的前提下单独地控制、优化直线电机悬挂参数。

在直线电机悬挂安装的过程中，轮轴不可避免地会因载荷的变化而发生一定程度的扭转，对此可在每一轮轴与其邻近的构架端部之间，连接一个用于平衡直线电机悬挂时轮轴扭矩的平衡拉杆。

在悬挂安装直线电机时，通过平衡拉杆提供轮轴相对于构架的固定位置以防止发生扭转，而在悬挂安装结束后也可将平衡拉杆卸下。

为方便卸载直线电机或调整直线电机的垂向高度，可采取以下优化方案：

所述横向悬挂梁的两端，分别通过一连接座螺接在支撑箱体上；

在连接座与支撑箱体之间衬垫有用于调整横向悬挂梁端部垂向高度的垫片。

采用上述直线电机垫片式调高结构，在无需拆解构架与车体连接装置的前提下即通过增加或减小垫片数量、厚度而进行垂向高度调整。

另外，支撑轴承箱可以在不退轮的情况下进行拆解，方便内部轴承的检查和加脂等工作。

基于如上轨道车辆直线电机转向架结构优化与提高，本发明还实现了如下针对此类转向架制造方法的改进方案。

所述的制造方法包括以下操作步骤，

每组轮对的轮轴通过轴承承载于2个对称设置的轴箱体，

构架通过一系悬挂装置支撑于轴箱体，

构架通过二系悬挂装置支撑于车体，

与现有技术的区别之处在于，在每组轮对的轮轴上，通过轴承安装2个对称设置的支撑箱体，

一横向悬挂梁的两端弹性地安装在每组轮对的2个支撑箱体上；

通过数个垂向吊杆将直线电机悬挂连接于每个横向悬挂梁；

在同一轮轴上，在每一轮对的两侧分别安装1个轴箱体和1个支撑箱体。

进一步的细化方案是，在同一轮轴上，将2个支撑箱体分别设置在轮对的内侧，将2个轴箱体分别设置在轮对的外侧。

为防止在悬挂安装直线电机时轮轴相对于构架发生扭转，可在将直线电机悬挂连接于每个横向悬挂梁的过程中，通过一平衡拉杆连接每一轮轴与其邻近的构架端部之间以平衡轮轴的扭矩。

在不拆解支撑箱体的前提下，方便地调整直线电机的垂向高度，所述横向悬挂梁的两端，分别通过一连接座螺接在支撑箱体上。

在连接座与支撑箱体之间衬垫有垫片以调整横向悬挂梁端部的垂向高度。

综上内容，所述轨道车辆直线电机转向架及其制造方法具有如下优点和有益效果：

1、采用轮对轴箱和直线电机悬挂结构分体式设计，实现构架载荷与直线电机载荷在轮轴上的分布均衡，改善轮对受力状态、抑制轮对弯曲变形和解决轴端振动较大的问题。

2、直线电机悬挂与轨道车辆一系悬挂分离，从而优化并控制直线电机悬挂参数，进而有效地降低直线电机的振动。

3、能够在不退轮的前提下，方便地拆解轴箱以进行内部检查和加脂等工作。

附图说明

现结合以下附图对本发明做进一步地说明

图1是现有技术中转向架的轮对受力承载情况示意图；

图2是本发明所述转向架的轮对受力承载情况示意图；

图3是本发明所述轨道车辆直线电机转向架的结构示意图；

图4是图3去除构架后的结构示意图；

图5是图4中的A部放大示意图。

如图1至图5所示，轮对1，轴箱体2，构架3，直线电机4，支撑箱体5，横向悬挂梁6，垂向吊杆7，平衡拉杆8，连接座9，垫片10，轮轴11。

具体实施方式

实施例1，如图3至图5所示，所述的轨道车辆直线电机转向架主要包括有，两组轮对1，每组轮对1的轮轴11通过轴承承载于2个对称设置的轴箱体2；

一构架3，构架3通过一系悬挂装置支撑于轴箱体2、构架3通过二系悬挂装置(图中未示出)支撑于车体(图中未示出)；

在每组轮对1的轮轴11上，通过轴承安装2个对称设置的支撑箱体5，

横向悬挂梁6的两端，分别通过一连接座9螺接在支撑箱体5上；

在连接座9与支撑箱体5之间衬垫有用于调整横向悬挂梁6端部垂向高度的垫片10；

数个垂向吊杆7将直线电机4悬挂连接于每个横向悬挂梁6；

在同一轮轴11上，2个支撑箱体5分别设置在轮对1的内侧，2个轴箱体2分别设置在轮对1的外侧；

在每一轮轴11与其邻近的构架3端部之间，连接一个用于平衡直线电机4悬挂时轮轴扭矩的平衡拉杆8。

如图1所示的现有技术中转向架的轮对受力承载情况，其特点是：

轮对为钢性整体轮结构，易造成轮对的弯曲振动、从而直接地引起轮轨的横向碾压，产生轮对的多边形磨耗，兼具轮对硬度的特点而使这种磨耗发展速度较快，进而形成异常磨耗。

将直线电机与构架共同悬挂于内置式的轴箱体上，在车体垂向力与直线电机吸力的共同作用下，内置式轴箱体引发轮轴进一步弯曲。

因此，此类承载分布情况使得轮对弯曲刚度变低、在轮对外侧安装的制动装置因惯性力作用而又易于激励形成“扁担效应”，

针对图1的承载情况，如图2所示本发明所述的转向架的轮对受力承载情况是：

轮对轴箱和直线电机悬挂结构分体式设计，实现构架载荷与直线电机载荷在轮轴上的分布均衡，从而有效地改善轮对受力状态、抑制轮对弯曲变形；

车体通过构架作用的垂向力与直线电机的吸力分置于轮对两侧，可互相平衡并由此减小轮轴的弯曲。

直线电机采用轮对内侧独立悬挂，有利于减小直线电机的振动；

支撑轴承箱可以在不退轮的情况下进行拆解，更为方便地进行内部轴承检查和加脂等工作；

直线电机相对于构架单独悬挂，实现了直线电机与一系悬挂的隔离，使得直线电机的垂向高度不受一系悬挂装置变形产生的不良影响，可以最大限度地保证运行时直线电机与感应板间隙的稳定；

基于上述转向架结构的改进，针对转向架制造方法的优化方案如下：

每组轮对1的轮轴11通过轴承承载于2个对称设置的轴箱体2，

构架3通过一系悬挂装置支撑于轴箱体2，

构架3通过二系悬挂装置支撑于车体，

在每组轮对1的轮轴11上，通过轴承安装2个对称设置的支撑箱体5，

横向悬挂梁6的两端，分别通过一连接座9螺接在支撑箱体5上；在连接座9与支撑箱体5之间衬垫有垫片10以调整横向悬挂梁6端部的垂向高度，

通过数个垂向吊杆7将直线电机4悬挂连接于每个横向悬挂梁6，

在同一轮轴11上，将2个支撑箱体5分别设置在轮对1的内侧，将2个轴箱体2分别设置在轮对1的外侧。

另外，在实际现场安装时，将直线电机4悬挂连接于每个横向悬挂梁6的过程中，通过一平衡拉杆8连接每一轮轴11与其邻近的构架3端部之间以平衡轮轴的扭矩。

Claims (4)

1.一种轨道车辆直线电机转向架，包括有，

两组轮对(1)，每组轮对(1)的轮轴(11)通过轴承承载于2个对称设置的轴箱体(2)；

一构架(3)，构架(3)通过一系悬挂装置支撑于轴箱体(2)、构架(3)通过二系悬挂装置支撑车体；

一直线电机(4)，直线电机(4)悬挂安装于轮对(1)的下方，

其特征在于：在每组轮对(1)的轮轴(11)上，通过轴承安装2个对称设置的支撑箱体(5)；

一横向悬挂梁(6)的两端弹性地安装在每组轮对(1)的2个支撑箱体(5)上；

在同一轮轴(11)上，2个支撑箱体(5)分别设置在轮对(1)的内侧，2个轴箱体(2)分别设置在轮对(1)的外侧；

数个垂向吊杆(7)将直线电机(4)悬挂连接于每个横向悬挂梁(6)；

在每一轮轴(11)与其邻近的构架(3)端部之间，连接一个用于平衡直线电机(4)悬挂时轮轴扭矩的平衡拉杆(8)。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆直线电机转向架，其特征在于：所述横向悬挂梁(6)的两端，分别通过一连接座(9)螺接在支撑箱体(5)上；

在连接座(9)与支撑箱体(5)之间衬垫有用于调整横向悬挂梁(6)端部垂向高度的垫片(10)。

3.一种轨道车辆直线电机转向架的制造方法，包括以下步骤，

每组轮对(1)的轮轴(11)通过轴承承载于2个对称设置的轴箱体(2)，

构架(3)通过一系悬挂装置支撑于轴箱体(2)，

构架(3)通过二系悬挂装置支撑车体，

其特征在于：在每组轮对(1)的轮轴(11)上，通过轴承安装2个对称设置的支撑箱体(5)；

一横向悬挂梁(6)的两端弹性地安装在每组轮对(1)的2个支撑箱体(5)上；

在同一轮轴(11)上，将2个支撑箱体(5)分别设置在轮对(1)的内侧，将2个轴箱体(2)分别设置在轮对(1)的外侧；

通过数个垂向吊杆(7)将直线电机(4)悬挂连接于每个横向悬挂梁(6)；

将直线电机(4)悬挂连接于每个横向悬挂梁(6)的过程中，通过一平衡拉杆(8)连接每一轮轴(11)与其邻近的构架(3)端部之间以平衡轮轴的扭矩。

4.根据权利要求3所述的轨道车辆直线电机转向架的制造方法，其特征在于：所述横向悬挂梁(6)的两端，分别通过一连接座(9)螺接在支撑箱体(5)上，

在连接座(9)与支撑箱体(5)之间衬垫有垫片(10)以调整横向悬挂梁(6)端部的垂向高度。

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