CN103625493B - 大轴重轨道车辆转向架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大轴重轨道车辆转向架，包括构架，构架由侧梁、横梁和辅助梁组成，以及设置在构架上的两个轮对、一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置、牵引电机、齿轮箱，一系悬挂装置由钢弹簧、转臂轴箱组成，转臂轴箱通过钢弹簧与构架连接，轮对包括轮轴和固定在轮轴两端的车轮，轮轴与转臂式轴箱连接，二系悬挂装置包括设置在构架上的空气弹簧、抗侧滚扭杆和高度控制装置。本发明通过增加侧梁立板高度、横梁外半径和厚度，使得转向架的整体抗弯强度和抗扭强度大大增加，电机吊座和齿轮箱吊座的承载能力大幅提高，侧梁的垂向承载能力大幅度提高，以满足17t轴重。

Description

大轴重轨道车辆转向架

技术领域

本发明涉及一种转向架，特别涉及一种大轴重轨道车辆转向架。

背景技术

地铁车辆的转向架是整个车辆重要的组成部分，其性能直接影响到车辆整体的安全性、稳定性、运行时速等。地铁车辆主要分为三种车型：A型、B型和C型，它们之间的主要区别在于车体宽度，其中A型车车体宽度最大，载客量最多，相应的转向架轴重也越大，但基本在16t以下。

现有技术中的A型地铁车辆，设计轴重仅为16t，载客量有限，已经不能满足城市交通高峰时对地铁载客量的需求，不能很好的缓解城市运输压力。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种轴重大，载客量多，并且运行安全平稳的大轴重轨道车辆转向架。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种大轴重轨道车辆转向架，包括构架，所述构架由侧梁、横梁和辅助梁组成，以及设置在所述构架上的两个轮对、一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置、牵引电机、齿轮箱，所述一系悬挂装置由钢弹簧、转臂轴箱组成，所述转臂轴箱通过所述钢弹簧与所述构架连接，所述轮对包括车轴和固定在车轴两端的车轮，所述车轴与所述转臂轴箱连接，所述二系悬挂装置包括设置在所述构架上的空气弹簧、抗侧滚扭杆和高度控制装置；

所述侧梁为具有中空的箱体结构，包括有焊接组成的一对上下盖板和两侧的立板，立板的高度增加到320mm-340mm，所述横梁包括贯穿所述侧梁立板，并与所述立板焊接固定的钢管，钢管的外直径增加到200mm-210mm，钢管管壁厚度增加到13.5mm-14.5mm；

所述车轴为实心车轴，所述车轴直径增加到170mm-190mm；

所述基础制动装置为踏面制动器，在所述侧梁上设置有多个制动撑棒，多个所述制动撑棒贯穿所述侧梁两侧的立板，并焊接固定在侧梁两侧的立板上，在所述制动撑棒上设置有通孔，通过螺栓穿过所述通孔将所述踏面制动器固定在所述侧梁内侧立板上；

所述抗侧滚扭杆包括扭杆、扭臂和连接杆，所述扭臂设置在所述侧梁外侧，所述扭杆设置在所述横梁内，所述扭杆的两端穿过所述侧梁与所述扭臂连接，所述扭臂连接所述连接杆；

牵引装置采用弹性“Z”字形牵引拉杆，包括中心销、牵引座、两个牵引拉杆和两个横向减振器，在牵引座上设置有中心销，牵引座两端分别安装牵引拉杆，两个牵引拉杆与牵引座呈“Z”字形布置，牵引拉杆与牵引座之间通过弹性关节连接，两个牵引拉杆的另一端与转向架构架横梁的牵引拉杆座连接。

进一步，所述踏面制动器由制动缸和闸瓦组成，所述制动缸固定在所述侧梁上。

进一步，在所述制动缸上设置有多个与所述制动撑棒相对应的螺纹孔，通过螺栓穿过所述通孔将所述制动缸固定在所述侧梁内侧的立板上。

进一步，所述制动撑棒的两端凸出于所述侧梁立板，以便所述制动缸安装后，闸瓦的位置与车轮踏面平齐。

综上内容，本发明所述的一种大轴重轨道车辆转向架具有如下优点：

1、通过对构架尺寸的改进，尤其是增加侧梁立板高度、横梁外半径和厚度，使得转向架的整体抗弯强度和抗扭强度大大增加，电机吊座和齿轮箱吊座的承载能力大幅提高，侧梁的垂向承载能力大幅度提高，以满足17t轴重。

2、通过对车轴直径的增加，优化车轮腹板，使车轮在轻量化的情况下，优化其承载能力。

3、踏面制动器的制动缸固定在侧梁，减少了横梁的承载强度，并使转向架内部结构更加合理，结构紧凑。

4、通过抗侧滚扭杆的扭杆设置在横梁内；踏面制动器的制动缸固定在侧梁；一系悬挂为转臂轴箱钢弹簧结构，使转向架的结构紧凑，使用寿命长，运行平稳安全。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的牵引装置结构示意图。

如图1至图3所示，侧梁1，横梁2，辅助梁3，空气弹簧4，高度调节装置5，车轮6，钢弹簧7，垂向减振器8，转臂轴箱9，踏面制动器10，牵引电机11，牵引座12，牵引拉杆13，制动撑棒14，支撑座15，扭臂16，连接杆17，螺栓座18，扭杆19，横向减振器20，齿轮箱21，中心销22，车轴23，制动缸24，闸瓦25。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1和图2所示，大轴重轨道车辆转向架，用于地铁车辆，转向架包括一个构架，在构架上设置有两个轮对、一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置、牵引电机11、齿轮箱21。本方案大轴重轨道车辆转向架应用于A型地铁车辆，最大轴重为17t，运行时速为80km，设计时速90km，能够极大的提高地铁车辆的运力。

构架为H型结构，包括两个侧梁1、两个横梁2和两个辅助梁3。侧梁1为具有中空的箱体结构，包括有焊接组成的一对上下盖板和一对两侧的立板；横梁2包括贯穿侧梁1立板，并与立板焊接固定的钢管；在两个横梁2钢管之间焊接固定两个辅助梁3，辅助梁3为具有中空的箱体结构。

两个侧梁1中间部位通过两个横梁2固定连接，横梁2两端贯穿两侧的侧梁1，在侧梁1的内外立板上焊接固定，横梁2的两端位于两侧侧梁1的外侧，横梁2两端的端部与侧梁1的外侧立板平齐或者凸出一定高度。其中一个横梁2用于设置抗侧滚扭杆的扭杆19，另一个横梁2在端部的端口处焊接密封用的钢片。在横梁2两端的端口周围的位置，设置有多个抗侧滚扭杆的安装座，安装座为螺栓座18，抗侧滚扭杆的扭杆19贯穿整个横梁2钢管，扭杆19两端连接扭臂16，扭臂16固定在螺栓座18上。

在两个横梁2之间设置有两个辅助梁3，辅助梁3为箱型结构，与钢管型结构相比受力状态好，辅助梁3在受垂向载荷，特别是牵引电机垂向载荷时，辅助梁3上下部分与横梁2钢管连接处焊缝受拉压，钢管型结构是单点承受此拉压应力，而箱型结构是整条直线焊缝承载此拉压应力。

两个横梁2与两个辅助梁3形成一个“口”字形结构，在“口”字形结构中央设置有牵引装置。在两个辅助梁3上设置有横向减振器座以及横向止挡座，横向减振器一端固定在横向减振器座上，另一端固定在牵引装置上。在横向止挡座上设置横向止挡，用于牵引装置与辅助梁3的止挡。在两个横梁2上设置有牵引拉杆座，两个牵引拉杆座斜对称设置，牵引拉杆13的一端固定在牵引拉杆座上，另一端固定在牵引装置的牵引座12上。

在两个横梁2上均设置有齿轮箱吊座和电机吊座，两个横梁2的齿轮箱吊座和电机吊座呈斜对称布置，用于齿轮箱21以及牵引电机11的吊装。

侧梁1中间下凹并设置有空气弹簧安装座，为空气弹簧4的安装提供空间，侧梁1的两端设置一系悬挂的安装座，包括垂向减振器座、钢弹簧座和轴箱吊座。

在侧梁1上设置有三个制动撑棒14，制动撑棒14用于固定踏面制动器10，踏面制动器10包括制动缸24和闸瓦25，制动撑棒14贯穿整个侧梁1，两端固定连接在侧梁1两侧立板上。在制动撑棒14中心加工通孔，在制动缸24上设置有三个与制动撑棒14相对应的螺纹孔，通过螺栓从外侧立板的制动撑棒14上插入并将踏面制动器10的制动缸24固定在侧梁1内侧的立板上。制动撑棒14的两端凸出于侧梁1两侧的立板，以便制动缸24安装后，闸瓦25的位置与车轮6踏面平齐。踏面制动器10设置在侧梁1上，使转向架内部结构紧凑，并减少了横梁2的承载强度。

为使转向架能够满足承载轴重大的轮轴，对构架的抗弯强度和抗扭强度进行了优化。根据抗扭截面系数，其中D为钢管的直径，α为钢管内直径与外直径之比，本方案转向架的构架增加了横梁2外直径和壁厚，横梁2的外直径增加到200mm-210mm，横梁2的管壁壁厚增加到13.5mm-14.5mm，增加的外直径和壁厚有效的增加了横梁2钢管的抗扭截面系数，使得电机吊座、齿轮箱吊座和牵引拉杆座的承载能力大幅度增加。

根据抗弯截面系数，其中b为侧梁1上、下盖板的宽度，h为侧梁1立板的高度，本方案转向架的构架增加了侧梁1的立板高度，侧梁1的立板高度增加到320mm-340mm，增加的立板高度可优选的增加侧梁1的抗弯截面系数，提高了侧梁1垂向承载能力，使构架的抗弯强度增加。

一系悬挂包括转臂轴箱9、钢弹簧7以及垂向减振器8，钢弹簧7设置在转臂轴箱9顶端，转臂轴箱9的一端通过橡胶弹性节点安装在构架上，另一端通过垂向减振器8与构架连接。转臂式钢弹簧一系悬挂能够避免垂向载荷过大，有效地隔离来自轨道的振动。

二系悬挂包括空气弹簧4、抗侧滚扭杆以及高度调节装置5，空气弹簧4设置在构架侧梁1中部，连接车体与转向架。

抗侧滚扭杆包括扭杆19、两个扭臂16和两个连接杆17，扭杆19设置在横梁2内，贯穿整个横梁2，扭臂16设置在横梁2两端的端口处，在靠近横梁2端口的位置设置有四个凸出的螺栓座18，在横梁2的端口左右各设置两个，螺栓座18的高度要高于横梁2端部凸出的高度。在横梁2端口处设置有一个支撑座15，支撑座15上设置有用于螺栓穿过固定的通孔，和用于扭杆19穿过的孔。支撑座15通过螺栓固定在横梁2端口旁边的四个螺栓座18上，扭杆19穿过固定好的支撑座15的孔，两端与扭臂16通过过渡花键联接，可方便拆卸。扭臂16以扭杆19为圆心旋转，扭臂16的另一端通过关节轴承连接连接杆17，扭臂16的旋转可使连接杆17上下方向运动，连接杆17的另一端连接车体底部。

扭杆19设置在横梁2内，有效的节约了转向架的内部空间，优化了转向架的结构。扭臂16设置在侧梁1的外侧，比传统设置在侧梁1内侧的横向跨度大，与车体的两个固定点之间的距离也比传统的宽，和传统设置在侧梁1内侧的抗侧滚扭杆相比，在相同反扭矩的情况下，由于固定点之间的距离大，车体晃动的幅度会比用传统抗侧滚扭杆的小，在提高舒适度，以及抗侧滚的作用上有更好的效果。

通过一系、二系悬挂装置，保证了本方案转向架在具有17t轴重，时速80km时的运行平稳性、舒适性。

如图3所示，牵引装置采用弹性“Z”字形牵引拉杆13，包括中心销22、牵引座12、两个牵引拉杆13和两个横向减振器20。在牵引座12上设置有中心销22，牵引座12两端分别安装牵引拉杆13，两个牵引拉杆13与牵引座12呈“Z”字形布置，牵引拉杆13与牵引座12之间通过弹性关节连接，两个牵引拉杆13的另一端与转向架构架横梁2的牵引拉杆座连接。

牵引装置还安装了横向减振器20，防止车体倾摆过大。在牵引装置和构架的辅助梁3之间设置有两个横向减减振器20，两个横向减振器20斜对称设置，横向减振器20的一端固定在辅助梁3上，另一端固定在中心销22上，提供横向阻尼，防止车体横向移动过快。

基础制动装置采用踏面制动器10，包括制动缸24和闸瓦25，制动缸24固定在转向架构架侧梁1上，具体固定在侧梁1内侧的立板上，使用三个螺栓将制动缸24固定在制动撑棒14上。踏面制动器10固定在侧梁1上，使转向架结构紧凑，节约转向架内部空间，与制动缸24固定在横梁相比，减少了横梁2的承载强度。

轮对包括实心车轴23以及整体碾钢车轮6。车轴23增加直径，增加车轴23的直径到170mm-190mm，增加车轴23直径可有效的增加车轴23的承载能力，优化车轮6腹板，使车轮6在轻量化的情况下，优化车轴23的承载能力。牵引电机11架悬在构架横梁2的电机安装座上。齿轮箱21与车轴23连接，并弹性连接在构架横梁2的齿轮箱安装座上，齿轮箱21内采用斜齿式齿轮。牵引电机11与齿轮箱21通过齿式联轴节连接。

通过抗侧滚扭杆的扭杆19设置在横梁2内；踏面制动器10的制动缸固定在侧梁1上；一系悬挂为转臂轴箱钢弹簧结构；“Z”字形弹性牵引拉杆13等上述结构的优化，使转向架的结构紧凑，使用寿命长，运行平稳安全。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但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作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种大轴重轨道车辆转向架，包括构架，所述构架由侧梁、横梁和辅助梁组成，以及设置在所述构架上的两个轮对、一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置、牵引电机、齿轮箱，其特征在于：所述一系悬挂装置由钢弹簧、转臂轴箱组成，所述转臂轴箱通过所述钢弹簧与所述构架连接，所述轮对包括车轴和固定在车轴两端的车轮，所述车轴与所述转臂轴箱连接，所述二系悬挂装置包括设置在所述构架上的空气弹簧、抗侧滚扭杆和高度控制装置；

所述侧梁为具有中空的箱体结构，包括有焊接组成的一对上下盖板和两侧的立板，立板的高度增加到320mm-340mm，所述横梁包括贯穿所述侧梁立板，并与所述立板焊接固定的钢管，钢管的外直径增加到200mm-210mm，钢管管壁厚度增加到13.5mm-14.5mm；

所述车轴为实心车轴，所述车轴直径增加到170mm-190mm；

所述基础制动装置为踏面制动器，在所述侧梁上设置有多个制动撑棒，多个所述制动撑棒贯穿所述侧梁两侧的立板，并焊接固定在侧梁两侧的立板上，在所述制动撑棒上设置有通孔，通过螺栓穿过所述通孔将所述踏面制动器固定在所述侧梁内侧立板上；

所述抗侧滚扭杆包括扭杆、扭臂和连接杆，所述扭臂设置在所述侧梁外侧，所述扭杆设置在所述横梁内，所述扭杆的两端穿过所述侧梁与所述扭臂连接，所述扭臂连接所述连接杆；

牵引装置采用弹性“Z”字形牵引拉杆，包括中心销、牵引座、两个牵引拉杆和两个横向减振器，在牵引座上设置有中心销，牵引座两端分别安装牵引拉杆，两个牵引拉杆与牵引座呈“Z”字形布置，牵引拉杆与牵引座之间通过弹性关节连接，两个牵引拉杆的另一端与转向架构架横梁的牵引拉杆座连接。

2.根据权利要求1所述的大轴重轨道车辆转向架，其特征在于：所述踏面制动器由制动缸和闸瓦组成，所述制动缸固定在所述侧梁上。

3.根据权利要求2所述的大轴重轨道车辆转向架，其特征在于：在所述制动缸上设置有多个与所述制动撑棒相对应的螺纹孔，通过螺栓穿过所述通孔将所述制动缸固定在所述侧梁内侧的立板上。

4.根据权利要求3所述的大轴重轨道车辆转向架，其特征在于：所述制动撑棒的两端凸出于所述侧梁立板，以便所述制动缸安装后，闸瓦的位置与车轮踏面平齐。