CN104442891B - 一种多功能转向架关节式下构架 - Google Patents

一种多功能转向架关节式下构架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多功能转向架关节式下构架，包括两块由箱形截面的纵梁和横梁焊接而成的方框结构，两方框结构之间经连接装置构成一整体结构，方框结构以连接装置为轴线，对称设置有牵引拉杆座、弹簧座、轴箱座、垂直减震座、差速齿轮箱座，在方框结构的端部与连接装置成一轴线的位置处设有电机座，以连接装置为对称中心，两块方框结构上各设有一横向减振器座。与现有技术相比，本发明解决车辆横向运动的稳定性的要求和改善转向架曲线通过性能的要求之间的矛盾，使车辆能以较高的速度通过较小的曲线半径的线路，同时还具有优良可靠的动力学性能，在满足功能需求基础上保证足够的强度。

Description

一种多功能转向架关节式下构架
技术领域
本发明属于轨道交通设备技术领域，尤其是涉及一种多功能转向架关节式下构架。
背景技术
转向架构架是转向架形式车辆走行部的骨架，它是转向架的各个零部件的安装基础，起到了联系转向架各组成部分和承受、传递车体到轮对之间的垂向力、横向力和纵向力的作用。国内轨道交通线路中，城市轨道线路正常运营的最小曲线半径不小于50米(C型车)，标准轨距的干线铁路不小于135米。但很多专用线如企业线、进出维修站段线路等等，最小半径甚至小到20米，其他特殊用途线路根据用户要求更可小到5米。为了满足通过这种极小半径曲线，车辆转向架的结构起到了极其重要的作用。因此针对上述的需求，出现了各种形式的转向架，对转向架上主要承载及零部件安装部件——构架的设计也提出了不同的要求。
中国专利CN103241258A公开了一种转向架构架，包括两个侧梁和至少一个横梁，横梁经由橡胶关节与侧梁进行连接，使得连接点在铁路机车车辆通过曲线时承受的垂向力得到缓冲，从而减小由垂向力产生的对转向架构架的扭转力矩，降低转向架构架的扭转刚度；该专利是在不改变现有转向架整体构架的情况下，在传统构架基础上，采用将横梁和两根侧梁之间通过多点橡胶关节进行连接的方式，来降低转向架的扭转刚度，对橡胶元件的要求较高，实质还是整体式构架。而本专利则是将两个刚性副构架之间通过销接(或球铰)的副构架连接装置从而使得2个副构架之间具有单自由度(或3自由度)的连接，同时把原来为悬挂安装的部件安装座变成为坐式安装，相关安装的焊接接缝受力由拉应力变为压应力，改变各焊接安装座的受力特点，在材料相同的情况下大大提高了其使用寿命，与该专利相比基本原理都是不同的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种解决车辆横向运动的稳定性的要求和改善转向架曲线通过性能的要求之间的矛盾，使车辆能以较高的速度通过较小的曲线半径的线路，同时还具有优良可靠的动力学性能，在满足功能需求基础上保证足够的强度的多功能转向架关节式下构架；同时把原来为悬挂安装的部件安装座变成为坐式安装，相关安装的焊接接缝受力由拉应力变为压应力，改变各焊接安装座的受力特点，在材料相同的情况下大大提高了其使用寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种多功能转向架关节式下构架，包括两块由箱形截面的纵梁和横梁焊接而成的方框结构，两方框结构之间经连接装置构成一整体结构，
所述的方框结构以连接装置为轴线，对称设置有牵引拉杆座、弹簧座、轴箱座、垂直减震座、差速齿轮箱座，在方框结构的端部与连接装置成一轴线的位置处设有电机座，
以连接装置为对称中心，两块方框结构上各设有一横向减振器座。
所述的弹簧座直接与方框结构连接，不与轴箱座之间产生连接关系。
所述的方框结构由四根横梁、两根侧梁、两根端梁焊接组成。
所述的连接装置为球绞转动副或圆柱销副。
两个电机座以连接装置为对称中心呈中心对称布置，电机座使电机安装完成后，电机纵向轴线与轮对轴线在同一水平面内，电机座上电机安装面其在高度方向上以轮对轴线为基准在-140～60mm可调，电机座横向安装位置中轴线与下构架中轴线之间的偏移量在0～70mm范围内可调。
两个横向减震器座根据车体要求，安装孔高度以轮对轴线为基准在-40～160mm范围内可调。
所述的轴箱座共有八个，分别均布在两个方框结构上。
构成方框结构的四根端梁上均设有一个垂直减震座。
所述的牵引拉杆座设有四个，均布在两个方框结构上，同一个方框结构上的两个牵引拉杆座之间的高度差在0～200mm范围内可调，另一个方框结构上的两个牵引拉杆座之间的高度差与前一个方框结构上两个牵引拉杆座之间的高度差相反。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、弹簧座直接与下构架相连，而不是与轴箱座之间连接作用，有别于经典的转向架下构架设计，这样设计的优点是结构简单，并且使得构架所受应力为压应力而不是拉应力，对提高构架的结构强度有好处。
2、轮轴中心、电机中心等安装设备中心都在同一水平面上，这样可以有效抵消转向架下构架上的扭矩。
3、两个下构架之间通过圆柱销接或弹性球绞的连接装置链接成一个整体结构，这种连接方式的作用是当前、后两个下构架之上的承重不一样时，可以有效防止构架点头现象的发生，从而起到提高车体运行稳定性的作用。
4、采用弹簧悬挂配套垂向和横向油压减振器，提高了转向架的动力学性能。
5、走行系统轴距为1750mm，提高了车辆的最小曲线通过能力。一般而言，较小的转向架轴距可以提高车辆的曲线通过性能，减少轮轨间的磨耗，但同时也会使转向架蛇形运动临界速度变小，降低车辆运行稳定性。1750mm的轴距所设计是一个具体的实际应用实例要求，以动力学计算、分析、优化为基础所取的一个折中值；当应用对象不同时，比如，需要通过更小的曲线半径时，该轴距会作相应的减小。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明的侧视结构示意图；
图4为牵引拉杆座与轮轴的位置关系图。
图中：1-电机座、2-弹簧座、3-轴箱座、4-垂直减震座、5-横向减振器座、6-牵引拉杆座、7-差速齿轮箱座、8-连接装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种多功能转向架关节式下构架，其结构如图1-4所示，包括两块由箱形截面的纵梁和横梁焊接而成的方框结构，两方框结构之间经连接装置8构成一整体结构。使用的连接装置8可以是球绞转动副或圆柱销副。
方框结构以连接装置8为轴线，对称设置有牵引拉杆座6、弹簧座2、轴箱座3、垂直减震座4、差速齿轮箱座7，在方框结构的端部与连接装置成一轴线的位置处设有电机座1，以连接装置8为对称中心，两块方框结构上各设有一横向减振器座5。其中，方框结构由四根横梁、两根侧梁、两根端梁焊接组成，弹簧座2直接与方框结构连接，不与轴箱座3之间产生连接关系。两个电机座1以连接装置8为对称中心呈中心对称布置，电机座1使电机安装完成后，电机纵向轴线与轮对轴线在同一水平面内，这样可以有效抵消转向架下构架上的扭矩。电机座电机安装面其在高度方向位置H1(以轮对轴线为基准)在-140～60mm可调(如附图3所示)。电机座横向安装位置中轴线与下构架中轴线之间的偏移量B1在0～70mm范围内可调(如附图2所示)。
两个横向减振器座5以连接装置8为对称中心成中心对称布置(如附图2所示)，根据车体要求，其安装孔高度H2(以轮对轴线为基准)在-40～160mm范围内可调(如附图3所示)。轴箱座3共有八个，分别均布在两个方框结构上。构成方框结构的四根端梁上均设有一个垂直减震座4。牵引拉杆座6设有四个，均布在两个方框结构上，在同一下构架的同一部件内的左右(横向)两个牵引拉杆座，在高度方向上其安装孔高度H3及高度差H4可调，H3根据车体需求可调，H4可调范围为0～200mm(如附图4所示)。另一部件的牵引拉杆座高度差与其相反，即若其中一个为左高右底，则另一部件的牵引拉杆座为右高左底，而对应高度的安装孔轴线在同一水平面上。
车体下构架结构的主要性能参数与基本尺寸如下：
当车辆通过较小曲线半径的轨道时，1750mm的走行部轴距设计使得车辆能具有较好的曲线通过能力。同时，一系弹簧悬挂配套垂向和横向油压减振器的结构以及下构架的其他结构设计使得车体具有较高的运行稳定性，能满足车辆在较高速度通过极小曲线半径轨道时的强度要求以及平稳性要求。再者，当前、后两个下构架之上的承重不一样时，两下构架之间的销接装置可以起到链接、传递力的作用，能有效的防止车体发生点头现象，提高了车辆货物装卸的自由性、方便性。经过测试，装配该关节式下构架的车辆最小曲线通过半径为7m，同时可满足最高运行速度达6m/s的速度要求。

Claims (8)

1.一种多功能转向架关节式下构架，其特征在于，该下构架包括两块由箱形截面的纵梁和横梁焊接而成的方框结构，两方框结构之间经连接装置构成一整体结构，
所述的方框结构以连接装置为轴线，对称设置有牵引拉杆座、弹簧座、轴箱座、垂直减震座、差速齿轮箱座，在方框结构的端部与连接装置成一轴线的位置处设有电机座，以连接装置为对称中心，两块方框结构上各设有一横向减振器座；所述的牵引拉杆座设有四个，均布在两个方框结构上，同一个方框结构上的两个牵引拉杆座之间的高度差在0～200mm范围内可调，另一个方框结构上的两个牵引拉杆座之间的高度差与前一个方框结构上两个牵引拉杆座之间的高度差相反。
2.根据权利要求1所述的一种多功能转向架关节式下构架，其特征在于，所述的弹簧座直接与方框结构连接，不与轴箱座之间产生连接关系。
3.根据权利要求1所述的一种多功能转向架关节式下构架，其特征在于，所述的方框结构由四根横梁、两根侧梁、两根端梁焊接组成。
4.根据权利要求1所述的一种多功能转向架关节式下构架，其特征在于，所述的连接装置为球绞转动副或圆柱销副。
5.根据权利要求1所述的一种多功能转向架关节式下构架，其特征在于，两个电机座以连接装置为对称中心呈中心对称布置，电机座使电机安装完成后，电机纵向轴线与轮对轴线在同一水平面内，电机座上电机安装面其在高度方向上以轮对轴线为基准在-140～60mm可调，电机座横向安装位置中轴线与下构架中轴线之间的偏移量在0～70mm范围内可调。
6.根据权利要求1所述的一种多功能转向架关节式下构架，其特征在于，两个横向减震器座根据车体要求，安装孔高度以轮对轴线为基准在-40～160mm范围内可调。
7.根据权利要求1所述的一种多功能转向架关节式下构架，其特征在于，所述的轴箱座共有八个，分别均布在两个方框结构上。
8.根据权利要求3所述的一种多功能转向架关节式下构架，其特征在于，构成方框结构的四根端梁上均设有一个垂直减震座。
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