CN102582645B - 一种轨道工程车辆用电传动转向架 - Google Patents

一种轨道工程车辆用电传动转向架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轨道工程车辆用电传动转向架,包括:构架、轴箱装置、轮对、基础制动装置、悬挂装置、动力传动装置、牵引装置和承载装置,轮对和构架之间设置有轴箱装置,基础制动装置设置在构架上靠近轮对的位置,悬挂装置设置在构架与轴箱装置之间,动力传动装置呈斜对称布置在转向架的两个边侧,动力传动装置包括牵引电机、齿轮箱和弹性联轴器,转向架的两个边侧分别安装一个牵引电机,每个轮对上安装有一个减速箱,牵引电机与齿轮箱之间通过弹性联轴器连接,牵引装置和承载装置均设置在构架上。本发明解决了现有技术传动效率低、结构复杂、占用空间大且易造成环境污染、维护检修困难、难以适用于大部分养路机械底架下部紧凑空间的技术问题。

Description

一种轨道工程车辆用电传动转向架
技术领域
[0001] 本发明涉及一种应用于铁路工程领域的转向架装置,尤其是一种应用于大型轨道 工程车辆的新型电力驱动转向架。
背景技术
[0002] 转向架-现代车辆的走行部大部分都采用转向架形式,其主要作用有:1、承受车 架以上各部分的重量;2、保证必要的黏着;3、运行时使车辆有良好的平稳性和稳定性;4、 保证车辆顺利通过曲线;5、产生必要的制动力。
[0003] 目前大型轨道工程车辆都是由内燃机通过液压、液力传动或者机械传动给转向架 提供动力。采用液压或液力传动时效率在〇. 7~0. 8之间,效率较低,同时需要安装大量的 油路管线,密封不良时会造成环境污染,并且维护、检修困难。虽然采用机械传动效率较高, 但是传动装置结构复杂占用的空间大,大部分的养路机械底架下部都带有工作装置空间紧 凑难以布置下机械传动系统。
[0004] 现有的电传动转向架一般使用在城轨车辆、机车车辆或高速动车车辆上。根据电 机的支撑形式一般分为两种:
[0005] 1、轴支撑式牵引电机电传动转向架。牵引电机一侧与构架弹性连接,令一侧支撑 在轮对上有两种形式:牵引电机通过报轴承非弹性的抱合在车轴上;牵引电机通过空心轴 或弹性元件弹性的支撑在两个车轮上。可以采用双侧减速箱进行双边传动。一般使用在低 速大功率机车上。
[0006] 2、架支撑式牵引电机电传动转向架。牵引电机完全坐落在转向架构架上,成刚性 连接,电机输出轴连接弹性联轴器、减速箱、轮对传动,结构简单紧凑。采用单侧减速箱单边 传动,一般使用在城轨或机车车辆上。或者牵引电机安装在车体底架上,采用万向轴进行转 动。采用单侧减速箱单边传动,大多使用在高速动车车辆上面。
[0007] 城轨车辆所使用的电传动转向架轴重一般< 18. 5t,轴距在2500mm左右,车轮直 径为840左右。转向架采用整体焊接式H型变截面箱型构架形式,一般为无端梁结构形式; 轴箱可采用转臂、拉杆、人字橡胶堆等多种定位形式;一系悬挂为钢弹簧或橡胶堆,二系悬 挂通常采用空气弹簧或者钢弹簧;一般在一系或二系悬挂处设置有垂向减振器,构架与车 底架间设置有横向、垂向减振器;基础制动装置可采用踏面、轴盘、轮盘三种制动形式;一 般安装有抗侧滚系统;牵引方式可采用拉杆或中心销牵引等方式。
[0008] 而机车电传动转向架车轮直径比轨道工程车辆车轮直径大得多,电机功率也大 得多,采用机车转向架造成极大的浪费并且与轨道车辆整体不协调;城轨车辆轴重一般 < 18. 5t,而现有的一些大型养路机械轴重在21t左右,不能满足使用要求;城轨车辆二系 悬挂采用空气弹簧、钢弹簧等挠度一般都较大,较大的二系挠度对有些养路机械如打磨车 等可能影响其工作系统的精度;一般轨道工程车辆底架下部都带有工作装置,空间都比较 紧凑,转向架轴距一般在1800~2100mm之间,现有的城轨车辆转向架轴距大、转向架较长, 使用在工程车辆上时影响车辆的下部使用空间。
[0009] 因此,目前现有电传动转向架不适合使用在轨道工程车辆上,研制开发一种应用 于轨道工程车辆上的转向架成为亟待解决的技术问题。
发明内容
[0010] 本发明的目的是提供一种轨道工程车辆用电传动转向架装置,该装置解决了现有 转向架装置传动效率较低、结构复杂、占用空间大而且造成环境污染、维护检修困难,难以 适用于大部分养路机械底架下部紧凑的工作空间的技术问题。
[0011] 为了实现上述发明目的,本发明具体提供了一种轨道工程车辆用电传动转向架装 置的技术实现方案,一种轨道工程车辆用电传动转向架,包括:构架、轴箱装置、轮对、基础 制动装置、悬挂装置、动力传动装置、牵引装置和承载装置,轮对和构架之间设置有轴箱装 置,基础制动装置设置在构架上靠近轮对的位置,悬挂装置设置在构架与轴箱装置之间,动 力传动装置呈斜对称地布置在转向架的两个相对边侧,动力传动装置包括牵引电机、齿轮 箱和弹性联轴器,转向架的两个边侧分别安装一个牵引电机,每个轮对上安装有一个减速 箱,牵引电机与齿轮箱之间通过弹性联轴器进行连接,牵引装置设置在构架上,用于连接转 向架和车体以传动牵引力,承载装置设置在构架上,用于支撑车体。
[0012] 作为本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架技术方案的进一步改进,构架采用 日字型整体焊接结构,构架包括端梁、侧梁和横梁,横梁采用箱型梁式结构,横梁上设置有 电机安装座、齿轮箱吊挂座、旁承盒和下心盘座;侧梁采用变截面箱型梁式结构,侧梁上设 置有液压减振器座、上拉杆安装座、下拉杆安装座、弹簧座;端梁上设置有单元制动器安装 座
[0013] 作为本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架技术方案的进一步改进,轴箱装置 采用上下拉杆定位结构,轴箱装置包括轴箱、上拉杆和下拉杆,上拉杆和下拉杆连接在构架 和轴箱之间,上拉杆和下拉杆的端部设置有橡胶套,用于限制轴箱与构架之间横向与纵向 的相对位移。
[0014] 作为本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架技术方案的进一步改进,在轴箱与 构架之间还设置有横向止挡和起吊装置。
[0015] 作为本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架技术方案的进一步改进,基础制动 装置包括单元制动器,在轮对的每个车轮两侧均设置有单元制动器,单元制动器采用双侧 闸瓦踏面制动结构,八个单元制动器在转向架中心线上成对称分布。
[0016] 作为上述本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架的另一种技术方案,基础制动 装置包括单元制动器,在轮对的每个车轮一侧设置有单元制动器,单元制动器采用单侧闸 瓦踏面制动结构,四个单元制动器在转向架中心线上成对称分布。
[0017] 作为本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架技术方案的进一步改进,悬挂装置 包括钢弹簧和液压减振器,每个轴箱上安装有两组钢弹簧和一个液压减振器。
[0018] 作为本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架技术方案的进一步改进,牵引装置 包括下心盘,下心盘的一端通过下心盘安装座安装在构架的横梁上,另一端通过上心盘与 车体相连。
[0019] 作为本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架技术方案的进一步改进,承载装置 包括旁承,旁承采用长行程橡胶弹性旁承,旁承通过回转阻尼抑制转向架的蛇形运动。
[0020] 作为本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架技术方案的进一步改进,侧梁采用 圆弧过渡形状保证与横梁的连接高度和轴箱的安装空间,端梁采用圆管或方钢结构。
[0021] 通过实施上述本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架的技术方案,具有以下技 术效果:
[0022] 1、本发明转向架交流电传动的效率可以达到0. 86~0. 9之间,传动高效且清洁;
[0023] 2、本发明从车辆上输送的电流驱动安装在构架上的电机通过弹性联轴节和齿轮 箱带动轮对,结构紧凑且传动功率大;
[0024] 3、本发明能实现低恒速、高扭矩或高速的输出,并能满足绝大部分轨道车辆的运 用要求。
附图说明
[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0026] 图1是本发明轨道工程车辆用电传动转向架一种具体实施方式的结构俯视图;
[0027] 图2是本发明轨道工程车辆用电传动转向架一种具体实施方式的结构主视图;
[0028] 图3是本发明轨道工程车辆用电传动转向架一种具体实施方式构架部分的结构 俯视图;
[0029] 图4是本发明轨道工程车辆用电传动转向架一种具体实施方式构架部分的结构 主视图;
[0030] 图5是本发明轨道工程车辆用电传动转向架一种具体实施方式轴箱部分的结构 示意图;
[0031] 图中:1-构架,2-轮对,3-单元制动器,4-旁承,5-下心盘,6-齿轮箱,7-弹性联 轴器,8-牵引电机,9-轴箱,10-钢弹簧,11-液压减振器,12-端梁,13-侧梁,14-液压减振 器座,15-横梁,16-旁承盒,17-下心盘安装座,18-齿轮箱吊挂座,19-电机安装座,20-单 元制动器安装座,21-上拉杆安装座,22-横向止档,23-下拉杆安装座,24-弹簧座,25-下拉 杆,26-轴箱组成,27-起吊装置,28-上拉杆,29-橡胶套。
具体实施方式
[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0033] 如附图1至附图5中所示,给出了本发明一种轨道工程车辆用电传动转向架的具 体实施例,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0034] 如附图1所示的一种轨道工程车辆用电传动转向架的具体实施方式,包括:构架 1、轴箱装置、轮对2、基础制动装置、悬挂装置、动力传动装置、牵引装置和承载装置,轮对2 和构架1之间设置有轴箱装置,基础制动装置设置在构架上靠近轮对2的位置,悬挂装置设 置在构架1与轴箱装置之间,动力传动装置呈斜对称地布置在转向架的两个相对边侧,动 力传动装置包括牵引电机8、齿轮箱6和弹性联轴器7,转向架的两个边侧分别安装一个牵 引电机8,每个轮对2上安装有一个减速箱6,牵引电机8与齿轮箱6之间通过弹性联轴器7 进行连接,牵引装置设置在构架1上,用于连接转向架和车体以传动牵引力,承载装置设置 在构架1上,用于支撑车体。本发明具体实施方式中描述的电传动转向架的动力传动装置 是一套减速装置,使用满足工程车辆使用特点的牵引电机驱动动力轮对。轮对2承载着整 个车重,通过轮轨间的黏着产生牵引力或制动力,并且通过车轮的回转实现车辆的运行。本 发明转向架的轮对2采用符合相关标准的车轴和车轮压装而成,轮径840mm,轴重< 21t。
[0035] 如附图3所示的构架1采用日字型整体焊接结构,构架1进一步包括端梁12、侧 梁13和横梁15,横梁15采用箱型梁式结构,横梁15上设置有电机安装座19、齿轮箱吊挂 座18、旁承盒16和下心盘座17 ;侧梁13采用变截面箱型梁式结构,侧梁13上设置有液压 减振器座14、上拉杆安装座21、下拉杆安装座23、弹簧座24 ;端梁12上设置有单元制动器 安装座20。侧梁13进一步采用圆弧过渡形状保证与横梁15的连接高度和轴箱9的安装空 间,端梁12进一步采用圆管或方钢结构。
[0036] 如附图5所示的轴箱装置采用上下拉杆定位结构,轴箱是联系构架与轮对的活动 关节,保证轮对的回转运动并且使轮对相对于构架有适当的横向、纵向等位移。轴箱装置进 一步包括轴箱9、上拉杆28和下拉杆25,上拉杆28和下拉杆25连接在构架1和轴箱9之 间,上拉杆28和下拉杆25的端部设置有橡胶套29,用于限制轴箱9与构架1之间横向与纵 向的相对位移,实现弹性定位。轴箱9采用上下拉杆定位方式,上拉杆28和下拉杆25两端 与构架1和轴箱9销接,上拉杆28和下拉杆25可以容许轴箱9与构架1在上下方向有较 大的位移。如附图4所示,在轴箱9与构架1之间还进一步设置有横向止挡22和起吊装置 27〇
[0037] 如附图1所示,基础制动装置进一步包括单元制动器3,在轮对2的每个车轮两侧 均设置有单元制动器3,单元制动器3采用双侧闸瓦踏面制动结构,八个单元制动器3在转 向架中心线上成对称分布。作为本发明的另一种具体实施方式,若相关制动条件允许时,在 轮对2的每个车轮一侧设置有单元制动器3,单元制动器3采用单侧闸瓦踏面制动结构,四 个单元制动器3在转向架中心线上成对称分布。
[0038] 如附图2所示,悬挂装置进一步包括钢弹簧10和液压减振器11,本发明转向架为 一系悬挂系统,每个轴箱9上安装有两组钢弹簧10和一个液压减振器11,根据车辆差异设 置钢弹簧10和液压减振器11合理的参数。牵引装置进一步包括下心盘5,下心盘5的一端 通过下心盘安装座17安装在构架1的横梁15上,另一端通过上心盘与车体相连。承载装 置进一步包括旁承4,旁承4采用长行程橡胶弹性旁承,旁承4通过调整合适的回转阻尼抑 制转向架的蛇形运动。
[0039] 本发明具体实施方式所描述的轨道工程车辆用电传动转向架装置采用一系悬挂、 液压减振、心盘旁承承载和心盘牵引的方式,同时在转向架每侧斜对称布置一套采用电力 驱动系统的动力传动装置。转向架的整体结构由焊接式的构架1、轴箱拉杆定位系统、轮对 2、轴箱装置、基础制动装置、悬挂装置、动力传动装置、牵引装置和承载装置等组成。构架1 通过安装在侧梁13下部的上拉杆安装座21和下拉杆安装座23与轴箱装置连接,轴箱装置 压装在轮对2的轴颈的轴承上,并与轮对连接;轮对2的内侧一端安装有齿轮箱6,齿轮箱 6通过弹性联轴器7与安装在构架1的横梁15上的牵引电机8连接,构架1的每个侧梁13 和端梁12上都安装有两个对称布置的单元制动器3,通过安装在构架1的横梁15上的下心 盘5与旁承4共同承载车体。
[0040] 轨道工程车辆用电传动转向架通过安装在构架1与轴箱9之间的悬挂装置传导和 衰减垂向力。弹性联轴器7与轴箱9的上拉杆28和下拉杆25上的橡胶套29确保轮对2 与构架1之间有适当的横动量。同时设置在构架1与轴箱9之间的横向止挡22确保轮对2 的横动量在一定的范围内。转向架整体起吊时通过轴箱9上的起吊装置27避免构架1与 轮对2的分离。车辆做牵引运动时,牵引电机8运转通过弹性联轴器7和齿轮箱6驱动轮 对2,通过轮对2两侧的轴箱9的上拉杆28和下拉杆25传递给构架1,然后再由下心盘5 将牵引力传递给车体。车辆制动时由单元制动器3将制动力传递给轮对2,再由轴箱9的拉 杆系统传递给构架1,然后由构架1上的下心盘5将制动力传导给车体使车辆制动。
[0041] 本发明具体实施方式所描述的轨道工程车辆用电传动转向架可满足如下的性能 参数及尺寸要求:
[0042] 轴示 B〇-B。 轴距 <2200_ 轴重 <21t 轴颈中心距 1956mm 车轮直径 840mm 轨距 1435mm 一系静挠度 < 105mm 设计速度 100km/h 通过最小曲线半径 IOOm
[0043] 本发明具体实施方式所描述的轨道工程车辆用电传动转向架整体结构简单、稳定 可靠、便于检修和维护,能满足大型轨道工程机械大轴重、小轴距的使用特点。本发明电传 动转向架轴重可达21t,远大于现有的城轨电传动转向架轴重,可满足大部分轨道工程机械 的使用。同时转向架的轴距小于2200mm,结构紧凑可节省适量的车辆下部工作空间。
[0044] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人 员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明 技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离 本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同 替换、等效变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1. 一种轨道工程车辆用电传动转向架,包括:构架(1)、轴箱装置、轮对(2)、基础制动 装置、悬挂装置、动力传动装置、牵引装置和承载装置,所述的轮对(2)和构架(1)之间设置 有轴箱装置,所述的基础制动装置设置在构架上靠近轮对(2)的位置,所述的悬挂装置设置 在构架(1)与轴箱装置之间,所述的动力传动装置呈斜对称地布置在转向架的两个相对边 侧,所述的动力传动装置包括牵引电机(8)和齿轮箱(6),转向架的两个边侧分别安装一个 牵引电机(8),每个轮对(2)上安装有一个减速箱(6),所述的牵引装置设置在构架(1)上, 用于连接转向架和车体以传动牵引力,所述的承载装置设置在构架(1)上,用于支撑车体; 所述牵引装置包括下心盘(5),所述下心盘(5)的一端通过上心盘与车体相连;其特征在 于,所述下心盘(5)的另一端通过下心盘安装座(17)安装在构架(1)的横梁(15)上;所述 悬挂装置采用一系悬挂结构,并包括钢弹簧(10)和液压减振器(11 ),所述轴箱装置包括轴 箱(9)、上拉杆(28)和下拉杆(25),每个轴箱(9)上安装有两组钢弹簧(10)和一个液压减 振器(11);所述动力传动装置还包括弹性联轴器(7),所述牵引电机(8)与齿轮箱(6)之间 通过弹性联轴器(7)进行连接;当车辆做牵引运动时,所述牵引电机(8)运转,通过所述弹 性联轴器(7 )和齿轮箱(6 )驱动轮对(2 ),通过所述轮对(2 )两侧的轴箱(9 )的上拉杆(28 ) 和下拉杆(25)传递至所述构架(1),然后再由所述下心盘(5)将牵引力传递至车体;所述基 础制动装置包括单元制动器(3),所述轮对(2)的每个车轮均设置有单元制动器(3),当车 辆制动时,由所述单元制动器(3)将制动力传递至所述轮对(2),再由所述轴箱(9)的上拉 杆(28)和下拉杆(25)传递至构架(1 ),然后由所述构架(1)上的下心盘(5)将制动力传导 至车体,使车辆制动。
2. 根据权利要求1所述的一种轨道工程车辆用电传动转向架,其特征在于:所述的构 架(1)采用日字型整体焊接结构,构架(1)包括端梁(12)、侧梁(13)和横梁(15),所述的横 梁(15)采用箱型梁式结构,横梁(15)上设置有电机安装座(19)、齿轮箱吊挂座(18)、旁承 盒(16)和下心盘座(17);所述的侧梁(13)采用变截面箱型梁式结构,侧梁(13)上设置有 液压减振器座(14)、上拉杆安装座(21)、下拉杆安装座(23)、弹簧座(24);所述的端梁(12) 上设置有单元制动器安装座(20 )。
3. 根据权利要求1或2所述的一种轨道工程车辆用电传动转向架,其特征在于:所述 的轴箱装置采用上下拉杆定位结构,所述的上拉杆(28 )和下拉杆(25 )连接在构架(1)和轴 箱(9)之间,上拉杆(28)和下拉杆(25)的端部设置有橡胶套(29),用于限制轴箱(9)与构 架(1)之间横向与纵向的相对位移。
4. 根据权利要求3所述的一种轨道工程车辆用电传动转向架,其特征在于:在所述的 轴箱(9)与构架(1)之间还设置有横向止挡(22)和起吊装置(27)。
5. 根据权利要求1、2、4中任一权利要求所述的一种轨道工程车辆用电传动转向架, 其特征在于:在所述轮对(2)的每个车轮两侧均设置有单元制动器(3),所述的单元制动器 (3)采用双侧闸瓦踏面制动结构,八个单元制动器(3)在转向架中心线上成对称分布。
6. 根据权利要求1、2、4中任一权利要求所述的一种轨道工程车辆用电传动转向架,其 特征在于:在所述轮对(2)的每个车轮一侧设置有单元制动器(3),所述的单元制动器(3) 采用单侧闸瓦踏面制动结构,四个单元制动器(3)在转向架中心线上成对称分布。
7. 根据权利要求6所述的一种轨道工程车辆用电传动转向架,其特征在于:所述的承 载装置包括旁承(4),所述旁承(4)设置在所述构架(1)上,并位于所述下心盘(5)的两侧, 所述的旁承(4)采用长行程橡胶弹性旁承,旁承(4)通过回转阻尼抑制转向架的蛇形运动。
8.根据权利要求6所述的一种轨道工程车辆用电传动转向架,其特征在于:所述的侧 梁(13)采用圆弧过渡形状保证与横梁(15)的连接高度和轴箱(9)的安装空间,所述的端梁 (12)采用圆管或方钢结构。
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