CN102765402A - 地铁转向架 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地铁转向架。该地铁转向架包括构架、轮对与一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、驱动装置及基础制动装置。轮对包括车轮和连接车轮的车轴，车轴为空心轴；在牵引装置和构架之间设置有两个横向减振器，两个横向减振器斜对称设置；构架包括两个侧梁、两个横梁和两个纵梁，其中横梁和侧梁通过制动吊座焊接在一起。该地铁转向架采用无摇枕、两系悬挂、Z型双牵引拉杆和轮盘制动结构，能够满足120kmh的最高运行速度，设计轴重17吨。本发明提供的地铁转向架能够满足城市地铁高速、重载的需求，并在高速运行下，能保持列车的平稳性、安全性及舒适性。

Description

地铁转向架

技术领域

本发明涉及一种城市轨道交通车辆转向架，尤其涉及一种地铁转向架。

背景技术

地铁转向架是地铁车辆的承载装置和行走装置，其性能在很大程度上影响着地铁车辆整体的安全性、舒适性和可靠性。地铁车辆按车体宽度不同一般分A、B、C三种，其中A型最宽，为3米，所用的转向架即为A型地铁转向架，其轴重可达16t，载客量最大。

现有的地铁转向架包括构架、轮对与一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、驱动装置及基础制动装置；其中构架的横梁和侧梁是通过一个连接座焊接在一起，在侧梁上另外焊接有制动吊座；轮对由两端的车轮和中间的实心车轴一体成型；一系悬挂装置系统采用顶置式螺旋钢弹簧+转笔橡胶关节+橡胶垫结合方式；二系悬挂装置采用空气弹簧+抗侧滚装置+高度调节装置，还设置有一个横向减振器；牵引装置采用单拉杆推挽式结构，驱动装置采用齿形、全悬挂牵引交流电机、半悬挂承载式齿轮箱结构。

以上现有技术的地铁转向架其构架的横梁和侧梁通过一个连接座焊接，在侧梁上另外焊接制动吊座，构架结构相对复杂；车轴重量大，增加了转向架的整体重量和成本；二系悬挂装置的两个空气弹簧之间跨距小，不容易使车辆保持平稳；其每个转向架设置一个横向减振器，对减小车辆的横向动载荷所起的作用太小，也不能解决转向架相对于车体旋转时旋转速度过大的问题，从而影响乘客的舒适性。现有技术的地铁转向架上述结构所能实现的最高运营速度仅为100km/h，设计轴重仅为16t，难以满足城市交通高峰时对地铁高速和重载的需求，不能很好的缓解城市运输压力。

发明内容

本发明提供一种地铁转向架，以解决现有的地铁转向架的上述技术问题，提供适用于城市地铁的高速、重载需要的地铁转向架。

本发明提供的地铁转向架，包括构架、轮对与一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、驱动装置及基础制动装置；

轮对包括车轮和连接车轮的车轴，车轴为空心轴；

在牵引装置和构架之间设置有两个横向减振器，两个横向减振器斜对称设置；

构架包括两个侧梁、两个横梁和两个纵梁，横梁和侧梁通过制动吊座焊接在一起。

如上所述的地铁转向架，其中二系悬挂装置包括两个空气弹簧、高度调节阀、抗侧滚扭杆；两个空气弹簧分别设置在构架的两个侧梁上，且间距为2070mm。

如上所述的地铁转向架，其中牵引装置包括中心销、牵引盘、牵引拉杆和横向减振器，中心销通过弹性定位套安装在牵引盘上，牵引盘上安装有牵引拉杆；

如上所述的地铁转向架，其中横向减振器一端安装在牵引盘上，另一端安装在构架的侧梁的横向减振器座上。

如上所述的地铁转向架，其中构架采用H型焊接，由低合金钢板和钢管拼焊而成。

该地铁转向架的最大轴重17t，用于最高运行速度为120Km/h的地铁。

本发明提供的如上所述的地铁转向架，通过对地铁转向架结构进行优化，满足了地铁转向架对轴重的要求。其中，车轴采用空心轴，降低了弹簧下的质量，进一步减轻了地铁转向架整体的重量。制动吊座作为构架横梁和侧梁连接的过渡座，兼具安装制动缸和转向架整体起吊的功能，简化了构架的结构。采用两个横向减振器斜对称布置，可以提供一定的回转阻尼，提高车辆在通过曲线时的舒适性。本发明通过对地铁转向架结构以及对减振系统的优化配置，使其性能稳定，结构简单可靠，重量轻，成本低，能够满足城市地铁高速、重载的需求，并能保证地铁在高速运行时具有优越的平稳性、安全性和舒适性。

附图说明

图1为本发明实施例地铁转向架的结构示意图；

图2为本发明实施例地铁转向架的侧视的结构示意图；

图3为本发明实施例地铁转向架的构架的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例地铁转向架的结构示意图，图2为本发明实施例地铁转向架的侧视的结构示意图。如图1和图2所示，图中的地铁转向架，包括构架1、轮对6与一系悬挂装置11、二系悬挂装置、牵引装置、驱动装置及基础制动装置。

该地铁转向架采用H型焊接构架1，由低合金钢板和钢管拼焊而成。轮对6包括车轮和连接车轮的车轴10，车轮为直辐板整体辗钢车轮，辐板两侧安装制动盘；车轴10采用空心轴，在满足强度要求的情况下，尽量减轻簧下质量。

一系悬挂装置11采用转臂式轴箱定位方式约束轮对6与构架1之间的相对运动，采用双圈螺旋弹簧加橡胶垫，同时还安装有垂向减振器16，以衰减振动。采用转臂式轴箱定位方式保证了地铁转向架的直线运行稳定性和曲线运行灵活性。

二系悬挂装置采用大柔度的空气弹簧13，空气弹簧13跨距为2070mm，并采用四点调平方式，同时安装有高度调节阀14和抗侧滚扭杆12，可以在很大程度上提高列车的运行平稳性和乘坐舒适性。

牵引装置包括中心销3、牵引盘、牵引拉杆5和横向减振器4。中心销3、牵引拉杆5安装在牵引盘上；牵引拉杆5采用Z型双牵引拉杆，但也不限于此。牵引装置还安装了横向缓冲器，防止车体倾摆过大。在牵引装置和构架1之间设置有两个横向减振器4，两个横向减振器4斜对称设置，提供横向阻尼，防止车体横向移动过快。牵引装置可纵向实现牵引力、制动力的传递，并可实现横向、垂向运动及转动，能较好适应转向架与车体间的各种运动。

驱动装置包含牵引电机7、齿轮箱9和联轴节8，牵引电机7和齿轮箱9通过柔性的联轴节8进行连接。齿轮箱9为二级变速，联轴节8为挠性联轴节，可适应牵引电机7和齿轮箱9驱动心轴的变位。

基础制动采用轮盘制动，每个车轮安装有一个制动缸2，其中有两个带停放制动，斜对称布置。停放制动力保证列车在最大的超员情况下，停放在最大坡道上不溜车。停放单元的制动缸2具有手动缓解功能，且能在车体外侧方便缓解。在构架1上安装了制动管路，与制动系统相连，来控制制动缸2的制动与缓解，以满足地铁车辆高速的制动性能。

图3为本发明实施例地铁转向架的构架的结构示意图。构架1是地铁转向架的核心部件，其他部件均是安装在构架1上。构架1主要传递牵引力和制动力，并承受来自轮对6和车体的振动冲击，构架1也是承载重量的部件之一。如图3所示，该构架1由两个侧梁17、两个横梁23和两个纵梁24组焊而成。其中横梁23和侧梁17通过制动吊座20焊接在一起，该制动吊座20既具有连接构架1的横梁23和侧梁17的作用，还兼具安装制动缸2和地铁转向架整体起吊的功能；制动吊座20可以使侧梁17的方形焊接结构很好地过渡到横梁23的圆形结构。侧梁17上焊接有空气弹簧座18、受流器座19、高度调节阀座28、手制动缓解拉链座29和横向减振器座26。横梁23上焊接有电机吊座21、齿轮箱吊座22、牵引拉杆座30和垂向止挡座27。纵梁上焊接有横向缓冲器座25。其中侧梁17上的受流器座19为根据实际需要的可选安装座。

如图1至图3所示，构架1通过四端的帽筒安置于一系悬挂装置11的弹簧上面，两个空气弹簧13分别设置在构架1的两个侧梁17的空气弹簧座18上，且间距为2070mm，分别通过一个导柱插入侧梁17的中间，整个车辆的垂向力的传递通过空气弹簧13到构架1，再经由一系悬挂装置11的弹簧传递到轮对6，最后到达铁轨。

牵引电机7采用全悬挂方式通过电机吊座21安装在构架1上，齿轮箱9采用半悬挂方式通过齿轮箱吊座22安装在构架1上，齿轮箱9的大齿轮安装在车轴10上，牵引电机7和齿轮箱9通过柔性的联轴节8进行连接。中心销3通过弹性定位套安装在牵引盘上，牵引盘上安装的两个牵引拉杆5的两端分别固定在构架1的横梁23上。横向减振器4一端安装在牵引盘上，另一端安装在构架1的侧梁17的横向减振器座26上，两个横向减振器4斜对称布置，通过提供一定的回转阻尼，提高车辆在通过曲线时的舒适性。抗侧滚扭杆12安装在构架1的底部，其连杆与车体的底架相连，提供抗侧滚刚度，防止车辆发生侧翻。

整个地铁转向架的驱动力的传递是通过驱动系统带动轮对6转动，通过一系悬挂装置11的定位转臂15将牵引力传递到构架1，再通过牵引拉杆5传递到中心销3上，中心销3通过8个螺栓与车体的枕梁连接，牵引力通过中心销3传递到车体。整个地铁转向架制动力的传递是通过轮盘式制动缸2夹紧车轮上的制动盘，将制动力传递到轮对6，制动力也沿着牵引力的传递方向到达车体。

本发明地铁转向架主要技术参数如下表：

项目	参数值
		最高运营速度	120km/h
最大轴重	17t
		固定轴距	2500mm
轮对内侧距	1353mm
		车轮直径新/旧	φ840/760(mm)
质量	≤8t
		空簧跨距	2070mm
轴颈中心距	2070mm

值得一提的是，本发明的地铁转向架作为120km/h的城市轨道车辆转向架，适用于A型地铁转向架，然而本发明经过简单改造，将驱动系统功率加大，即可升级为160km/h的城际动车组用转向架，进一步可以升级到200km/h动车组用转向架。该转向架可以作为中低速动车组的转向架平台，衍生出一个系列型转向架。另外，本发明尽管针对的是120km/h、17t轴重的城市轨道客车，而由于本发明上述各个部分采用模块化设计，对一、二系悬挂装置的参数进行了优化，具有优越的稳定性和舒适性，进一步也可以实现对部分模块结构的更改以及参数的更进一步的优化，例如主要是对牵引系统的双牵引拉杆替换为单牵引拉杆，亦可将构架横梁由钢管替换为钢板焊接结构，各模块替换的技术方案均在本发明的保护范畴。

综上所述，本发明设计方案通过采用无摇枕、两系悬挂、Z型双牵引拉杆和轮盘制动结构。为了满足120km/h的最高运行速度，轴重17吨，一系悬挂装置采用双圈螺旋钢弹簧和橡胶垫串联，并与垂向减振器并联的结构。二系悬挂装置采用优化的悬挂参数配置，采用大跨距的空气弹簧，空簧跨距为2070mm，是国内地铁转向架中最大的，并采用四点调平方式，安装有抗侧滚扭杆，保证在高速运行下，列车的平稳性、安全性及舒适性。并通过采用直辐板整体辗钢车轮，车轮两侧安装有制动盘，对车轴和车轮进行了有限元计算，对结构进行优化，满足轴重要求，车轴采用空心轴，降低了弹簧下的质量。另外，制动吊座作为构架横梁和侧梁连接的过渡座，兼具安装制动缸和转向架整体起吊的功能，简化了构架的结构。采用两个横向减振器斜对称布置，可以提供一定的回转阻尼，提高车辆在通过曲线时的舒适性。采用轮盘制动，以提供足够的制动力，使车辆在高速、重载的情况下在较短距离内实现制动。采用转臂式轴箱定位方式约束轮对与构架之间相对运动的机构，可实现在纵向和横向具有适宜的弹性定位刚度，能保证良好地实现弹性定位作用，总之，本发明通过对地铁转向架结构及悬挂参数的优化以及对减振系统的优化配置，使得地铁转向架性能稳定，结构简单可靠，无磨耗或少磨耗，模块化设计，制造检修方便，重量轻，成本低，该地铁转向架具有高速、重载的优点，其运用一方面可以缓解城市轨道交通运营高峰的压力，另一方面可以为城郊快速交通提供安全、可靠的交通工具。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种地铁转向架，包括构架、轮对与一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、驱动装置及基础制动装置；其特征在于：

所述轮对包括车轮和连接所述车轮的车轴，所述车轴为空心轴；

在所述牵引装置和所述构架之间设置有两个横向减振器，所述两个横向减振器斜对称设置；

所述构架包括两个侧梁、两个横梁和两个纵梁，所述横梁和侧梁通过制动吊座焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的地铁转向架，其特征在于，所述二系悬挂装置包括两个空气弹簧、高度调节阀、抗侧滚扭杆；所述两个空气弹簧分别设置在所述构架的两个侧梁上，且间距为2070mm。

3.根据权利要求1或2所述的地铁转向架，其特征在于，所述牵引装置包括中心销、牵引盘、牵引拉杆和横向减振器，所述中心销通过弹性定位套安装在所述牵引盘上，所述牵引盘上安装有所述牵引拉杆；

所述横向减振器一端安装在所述牵引盘上，另一端安装在所述构架的侧梁的横向减振器座上。

4.根据权利要求1所述地铁转向架，其特征在于：所述构架采用H型焊接，由低合金钢板和钢管拼焊而成。

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