CN104608787A - 准高速宽轨三轴内燃机车转向架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种准高速宽轨三轴内燃机车转向架，包括转向架构架、轮对、驱动装置、制动装置、一系悬挂装置、支承装配、牵引装置、附件装配以及轮缘润滑等，改善机车垂向平稳性，减小机车对线路的动作用力。宽轨转向架驱动装置采用空心轴两极传动结构以及驱动装置架悬结构形式，可以提高宽轨内燃机车的运行速度。适用于宽轨线路国家对提高内燃机车运行速度的需求。

Description

准高速宽轨三轴内燃机车转向架

技术领域

本发明涉及宽轨三轴内燃机车转向架技术领域。

背景技术

我们国家铁路轨距绝大部分是国际标准轨(1435mm)，而世界上轨距有多种，有米轨、1067mm轨距，1520mm轨距，1676mm轨距。我们的铁路产品要进军世界市场，必须要有适应不同国家不同要求的产品。目前从世界范围来看，采用宽轨制式的国家对机车的需求较多，其中包括巴基斯坦、阿根廷、独联体国家，这就需要我们开发宽轨制式的机车。

转向架是机车运行的重要部件，它的结构直接决定着机车的运行速度、运行安全、运行品质、舒适程度等。因此，开发不同轨距制式的机车首先重点是开发不同轨距制式的转向架。而随着人们对时空的观念的变化，许多国家普遍要求提高机车速度。机车的速度等级一般按快速(120km～140km)，准高速(140km～180km)，高速(大于180km)划分，目前许多国家对准高速(140km～180km)机车需求较多，但从世界机车市场来看，虽然高速转向架很多，但适用于宽轨运行的三轴准高速转向架还较少。

2003年4月，我国铁路实现了第五次大提速。提速线路均为轨距为1435mm的标准轨线路，列车速度达到了160km/h。在这次提速中担当主力提速机车的分别为SS9、SS7E、DF11G、DF4D准高速机车。这些机车都采用直流牵引电动机的C0-C0(三轴)轴式标准轨转向架，满足了160km/h的运用要求。通过这些机车的开发，国内基本上掌握了C0-C0轴式标准轨转向架的设计和制造技术。

现有的准高速内燃机车只能满足轨距1435mm的标准轨线路，却无法满足宽轨国家如巴基斯坦、阿根廷、独联体国家等对三轴高速内燃机车转向架的需求。因此开发准高速宽轨转向架不仅是机车技术发展的需要，也是适应世界机车市场的需要。

中国专利200910258657公开了一种160km/h宽轨高速客运电力机车用三轴转向架，这个发明是电力机车转向架，对于不具备电力机车运用条件的宽轨制式国家来说不适用。

中国专利200910258657公开的是一种驱动装置弹性架悬的转向架，与本发明中的驱动装置刚性架悬不相同。

中国专利200910258657公开的是一种具有牵引销结构的牵引装置转向架，与本发明的具有四连杆结构牵引装置的转向架结构不相同。

中国专利200910258657公开的是一种采用轮盘制动的转向架，与本发明中的踏面双侧制动结构不相同。

中国专利200910258657公开的是一种单拉杆轴箱定位+螺旋弹簧的方式，与本发明中的双拉杆轴箱定位+螺旋弹簧的方式不相同。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，提供一种准高速宽轨三轴内燃机车转向架，满足具有宽轨线路而又不具备电力机车运行条件的地区和国家对高速机车的使用需求。

本发明采用的技术方案是，准高速宽轨三轴内燃机车转向架，包括相互连接的转向架构架、轮对、驱动装置、制动装置、一系悬挂装置、支承装配、牵引装置、附件装配以及轮缘润滑，转向架构架由两个侧架、两个侧架之间连接有一个前端梁、一个后端梁、两个横梁以及一组安装座，前端梁、后端梁和横梁的横截面均为箱型结构；

驱动装置包括轮对、牵引电机、主动齿轮、从动齿轮、齿芯、驱动轴承、空心轴万向机构，电机通过两个后吊和一个长臂前吊刚性地悬挂在转向架构架上，驱动装置的空心轴装配套装在车轴上，空心轴套又套在空心轴装配上，即空心轴与车轴之间保持间隙，空心轴与空心轴套之间保持间隙。

一系悬挂装置采用双拉杆轴箱定位结构，由轴箱、轴箱拉杆、轴箱弹簧、减振垫组成，端轴轴箱与构架之间安装垂向减振器，轴箱拉杆纵向连接轴箱与构架，传递机车的牵引力和纵向力；

二系悬挂装置采用高圆弹簧加二系减振垫的结构，辅以与车体相连接的二系横向减振器、二系垂向减振器及抗蛇行减振器，二系垂向止挡设置在构架上平面靠近高圆弹簧的位置；

制动装置采用单元踏面制动，采用粉末冶金闸瓦，端轴采用双侧制动，中间轴采用带弹簧停车装置的制动单元；

牵引装置采用四杆牵引机构，包括牵引杆、连接杆以及拐臂，牵引杆和车体及拐臂的连接均有球形关节轴承；

附件装配包含了摇头止挡、侧挡、砂箱、撒砂装置及车梯，端轴两侧均安装撒砂装置，撒砂阀上设有截止阀门。

驱动装置中空心轴套通过螺栓与电动机紧固在一起，主动齿轮与电机轴采用锥度配合，从动齿轮与齿芯通过螺栓紧密配合连接，齿芯套装在空心轴套的驱动轴承上，齿轮啮合产生的扭矩通过与齿芯联结的传动销传递给空心轴万向机构，再通过与车轮联结的传动销传递给轮对。

本发明的有益效果是能够满足宽轨线路国家对提高内燃机车运行速度的需求，从而扩大了我国内燃机车出口宽轨国家的产品市场。

附图说明

图1为宽轨机车转向架。

图2为图1对应的俯视图。

图3为宽轨机车转向架构架。

图4为宽轨机车转向架驱动装置。

图5为宽轨机车转向架轴箱装配。

图6宽轨机车转向架支承装配。

图7为图6对应的俯视图。

图8为宽轨机车转向架牵引装置结构图。

图9为宽轨机车转向架附件装配图。

图10为图9对应的俯视图。

具体实施方式

本发明的转向架具有运行速度高、曲线通过性能优、可实现160km/h运行速度的高速内燃机车三轴转向架。

本发明转向架的组成为：构架、轮对、驱动装置、制动装置、一系悬挂装置、支承装配、牵引装置、附件装配以及轮缘润滑等。

转向架采用Co-Co轴式，驱动装置牵引电动机采用顺置布置方式，可以有效地减少轴重转移，提高机车的黏着利用率。转向架采用垂向刚度较大的一系轴箱弹簧、垂向刚度较小的二系高圆簧、一系垂向减振器、二系垂向减振器的匹配方式，在满足驱动装置架悬和空心轴结构要求的同时，改善机车垂向平稳性，减小机车对线路的动作用力。

驱动装置采用刚性架悬的悬挂方式，可以减少机车运行中对转向架的复杂受力。其结构简单，制造成本低，便于检修和维护。

一系悬挂装置采用双拉杆轴箱定位结构+单圈螺旋弹簧结构形式，采用新型结构轴箱装配，以更好地满足较小外部限界要求。一、三轴安装一系垂向减振器。

支承装配采用高圆簧下部配橡胶减振垫的结构，每个转向架共6组高圆弹簧，并安装了二系垂向、二系横向和抗蛇行减振器；在两侧架靠近高圆弹簧处安装了二系垂向止挡，用以保护二系高圆簧和保证驱动装置空心轴与空心轴套的间隙在安全范围内。

制动装置采用空气制动单元结构，踏面制动，闸瓦采用摩擦系数较大、散热性能好的粉末冶金闸瓦，以满足高速运行时紧急制动距离的要求。1、3轴采用双侧制动结构，减少制动产生的热量对车轮的热影响。

牵引装置采用牵引杆式四连杆机构，其与车体侧挡相配合，完成机车的转向。

附件装配包括摇头止挡、撒砂装置、侧挡等。摇头止挡在机车过小曲线时将车体与转向架之间的相对转角控制在一定的角度范围内，以保证高圆弹簧所受剪切力不致过大并及时复原，保证减振器工作行程在允许的范围之间；在端轴的左右两侧安装撒砂装置。

下面结合附图作具体说明：

如图1、图2所示，本发明的准高速宽轨三轴内燃机车转向架，运行速度可达160km/h，Co-Co轴式。转向架驱动装置采用架悬的安装方式，采用了轮对空心轴两级弹性万向节驱动装置。为了改善机车的动力学性能，采用高柔度圆弹簧旁承11，并在转向架构架与车体之间安装了垂向减振器5、横向减振器14和抗蛇行减振器13，以改善机车的垂向、横向振动性能；制动装置8采用独立作用式基础制动装置和蓄能式停车制动装置等新型结构。一系悬挂采用了双拉杆定位轴箱结构，四连杆结构牵引装置10、油脂轮缘润滑，摇头止挡和垂向止挡可以在机车过曲线时保护高圆弹簧11和减振器等在安全的范围内工作，确保机车运行产生振动时，空心轴和空心轴套之间的合理间隙。组成转向架的所有部件均安装在转向架构架1上。

如图3所示，转向架构架由两个侧架101、一个前端梁102、一个后端梁104、两个横梁103以及各种部件的安装座等组成。各梁的横截面均为箱型结构，用材质Q345E的钢板组焊而成，可以在满足宽轨、刚性架悬结构对构架的刚度和强度要求的同时，减轻构架的重量。

如图4所示，驱动装置采用架悬式轮对空心轴双级六连杆驱动结构，由轮对213、牵引电机209、主动齿轮208、从动齿轮201、齿芯207、驱动轴承204、空心轴万向机构203等组成。电机通过两个后吊和一个长臂前吊刚性地悬挂在转向架构架上，驱动装置的空心轴装配套装在车轴上，空心轴套又套在空心轴装配上，形成两个间隙，即空心轴与车轴之间的间隙和空心轴与空心轴套之间的间隙。空心轴套通过螺栓与电动机紧固在一起，从而确定齿轮啮合的中心距。主动齿轮与电机轴采用锥度配合，从动齿轮与齿芯通过螺栓紧密配合连接，齿芯套装在空心轴套的驱动轴承上。齿轮啮合产生的扭矩通过与齿芯联结的传动销传递给空心轴万向机构，再通过与车轮联结的传动销传递给轮对。

如图5所示，一系悬挂装置采用双拉杆轴箱定位结构，新型轴箱装配能满足较小的限界要求。由轴箱303、轴箱拉杆301、轴箱弹簧304、减振垫305等组成，端轴轴箱与构架之间安装垂向减振器302。一系弹簧、减振垫与一系垂向减振器匹配以缓解机车的垂向振动和冲击。轴箱拉杆纵向连接轴箱与构架，传递机车的牵引力和纵向力。

如图6、图7所示，二系悬挂装置采用高圆弹簧402加二系减振垫403的结构，辅以与车体相连接的二系横向减振器404、二系垂向减振器401及抗蛇行减振器405，在实现转向架对车体支承和固定的同时，亦能获得良好的动力学性能。二系垂向止挡406设置在构架上平面靠近高圆弹簧的位置，以保证高圆弹簧受力压缩时的安全高度。

制动装置采用性能可靠，制造工艺简单的单元踏面制动，采用散热性能好的粉末冶金闸瓦以减少制动时对车轮产生的热影响。端轴采用双侧制动，以满足高速运行时制动距离的要 求。中间轴采用带弹簧停车装置的制动单元，保证机车在一定坡度的坡道上安全停车。

如图8所示，牵引装置采用四杆牵引机构，由牵引杆703、连接杆701以及拐臂702等组成。牵引杆和车体及拐臂的连接均有球形关节轴承，以适应机车运行时车体相对于转向架的上下、左右运动，四杆牵引机构与车体侧挡相配合，完成机车的转向。

附件装配包含了摇头止挡806、侧挡804、砂箱801以及撒砂装置803及车梯805等，如图9、图10所示。摇头止挡806用以保护机车通过小曲线时，高圆弹簧能在设定的安全范围内发生位移，并保证弹簧及时复原，同时保证减振器均工作在合理的行程范围内。在端轴两侧均安装撒砂装置，采用的新型撒砂阀802增加了截止阀门，其具有方便快捷清理撒砂口的优点，保证该装置性能的可靠性。

本发明的准高速宽轨三轴内燃机车转向架，能够满足宽轨线路国家对提高内燃机车运行速度的需求，从而扩大了我国内燃机车出口宽轨国家的产品市场。宽轨转向架驱动装置采用空心轴两极传动结构以及驱动装置架悬结构形式，可以提高宽轨内燃机车的运行速度。

Claims (2)

1.准高速宽轨三轴内燃机车转向架，包括相互连接的转向架构架、轮对、驱动装置、制动装置、一系悬挂装置、支承装配、牵引装置、附件装配以及轮缘润滑，其特征在于：转向架构架由两个侧架、两个侧架之间连接有一个前端梁、一个后端梁、两个横梁以及一组安装座，前端梁、后端梁和横梁的横截面均为箱型结构；

驱动装置包括轮对、牵引电机、主动齿轮、从动齿轮、齿芯、驱动轴承、空心轴万向机构，电机通过两个后吊和一个长臂前吊刚性地悬挂在转向架构架上，驱动装置的空心轴装配套装在车轴上，空心轴套又套在空心轴装配上，即空心轴与车轴之间保持间隙，空心轴与空心轴套之间保持间隙。

一系悬挂装置采用双拉杆轴箱定位结构，由轴箱、轴箱拉杆、轴箱弹簧、减振垫组成，端轴轴箱与构架之间安装垂向减振器，轴箱拉杆纵向连接轴箱与构架，传递机车的牵引力和纵向力；

二系悬挂装置采用高圆弹簧加二系减振垫的结构，辅以与车体相连接的二系横向减振器、二系垂向减振器及抗蛇行减振器，二系垂向止挡设置在构架上平面靠近高圆弹簧的位置；

制动装置采用单元踏面制动，采用粉末冶金闸瓦，端轴采用双侧制动，中间轴采用带弹簧停车装置的制动单元；

牵引装置采用四杆牵引机构，包括牵引杆、连接杆以及拐臂，牵引杆和车体及拐臂的连接均有球形关节轴承；

附件装配包含了摇头止挡、侧挡、砂箱、撒砂装置及车梯，端轴两侧均安装撒砂装置，撒砂阀上设有截止阀门。

2.如权利要求1所述的准高速宽轨三轴内燃机车转向架，其特征在于：所述驱动装置中空心轴套通过螺栓与电动机紧固在一起，主动齿轮与电机轴采用锥度配合，从动齿轮与齿芯通过螺栓紧密配合连接，齿芯套装在空心轴套的驱动轴承上，齿轮啮合产生的扭矩通过与齿芯联结的传动销传递给空心轴万向机构，再通过与车轮联结的传动销传递给轮对。