CN104802820A - 新型高速动车组动力转向架 - Google Patents
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Abstract
一种新型高速动车组动力转向架，其特征是构架横、侧梁全部采用钢板焊接的箱型结构，主体由两个侧梁和一个横梁组成，横侧梁均采用钢板焊接而成，横测梁上焊接有各种功能座，横侧梁以插接方式连接，侧梁上盖板及下盖板均向内延长，横梁侧立板直接插入到侧梁上下盖板延伸处，直接与侧梁内立板连接，横侧梁下盖板直接对接焊缝连接，横侧梁上盖板通过一个过渡连接块实现变截面连接；电机悬挂采用4点支撑悬挂，电机与转向架构架之间的连接为弹性连接；在电机与构架间设置油压减振器，同时在电机与构架间设有横向止挡。转向架整体结构简单，无电机吊架，大大简化了总体结构，有利于运用维护检修，实现部件模块化及统型设计，增强了产品适用性。
Description
技术领域
本发明涉及轨道车辆动力转向架，尤其是涉及一种零部件互换性较高、运用维护方便，满足运用性能需求的轻量化的新型高速标准动车组动力转向架。
背景技术
随着高速铁路的发展，车型种类日趋增加，运营维护管理困难，检修维护成本较高，同时随着速度的提高，动车组的牵引功率急剧提升，牵引电机的重量大大增加，对转向架构架强度及转向架动力学性能及整车模态匹配都提出较高要求，同时对车辆动力学性能产生较大影响。因此急需发展一种零部件互换性较高、运用维护方便满足运用性能需求的轻量化的新型高速标准动车组动力转向架。
现有高速动车组动力转向架，通常包括焊接而成的H型构架，并在构架下方设有两条轮对轴箱装置，构架与轮对通过一系悬挂装置和定位装置连接。为便于转向架与车体快速分离，同时转向架作为一个独立模块，通常在转向架与车体之间设置有联系枕梁，构架与枕梁之间通过二系悬挂装置连接。所述的动力转向架车轴上设置有齿轮箱，构架上安装有驱动电机，驱动电机通过联轴器来驱动齿轮箱，进而驱动车轮，通过车轮与钢轨作用，将驱动电机的转动转化为动车组平动，实现动车组运行。上述转向架的H型焊接构架通常由两个侧梁和一个横梁焊接组成，横梁采用圆钢管组成，由于圆钢管与侧梁连接处的结构形状所限，同时连接处截面变化较大，因此必须通过过渡件使横梁与侧梁进行连接，连接处易产生较大的应力集中，此种结构抗扭转变形能力较差，同时圆钢管上其它部分焊接多数为搭接型式，搭接角度不当易产生焊接质量问题，焊接工艺性不好；驱动装置通常由驱动电机及齿轮箱组成，齿轮箱安装在车轴上通过联轴器与驱动电机连接，传递动力。高速动车组整车编组在采用动力分散型结构时，其动拖比设置将对电机特性、结构及质量有较大影响，尤其是动拖比小于1:1时，为达到整车具有足够的牵引功率，其单个电机功率需增大，其电机结构体积及质量将增大，这对于高速转向架运行稳定性及构架结构可靠性等提出较高要求。采用电机刚性连接时，其对转向架悬挂参数较敏感，配置要求较高，同时需通过后期运营中严格控制镟轮周期及保证转向架零部件维护精度来确保其稳定性。既有动车组为实现弹性悬挂，采用过渡的电机吊架结构进行解决该问题，此种结构将导致转向架整体结构较为复杂，同时电机吊架疲劳强度较难保证，易产生强度不足问题，焊接工艺性较差，成本较高。综上转向架总体结构复杂，外部安装与承载部件占用的空间较大，不利于转向架自身轻量化设计和车辆行驶速度的提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种总体结构集成创新，结构简单，轻量化程度高，焊接工艺性好，维修维护方便，维护界面接口统一的转向架，同时可适应耐低温环境的运用。
为实现上述目的，本发明提供一种新型高速动车组动力转向架，包括构架、轮对轴箱定位装置、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置、驱动装置，其特征在于：构架横、侧梁全部采用钢板焊接的箱型结构，主体由两个侧梁和一个横梁组成，横侧梁均采用钢板焊接而成，横测梁上焊接有各种功能座，横侧梁以插接方式连接，侧梁上盖板及下盖板均向内延长，横梁侧立板直接插入到侧梁上下盖板延伸处，直接与侧梁内立板连接，横侧梁下盖板直接对接焊缝连接，横侧梁上盖板通过一个过渡连接块实现变截面连接；电机悬挂采用4点支撑悬挂，电机与转向架构架之间的连接为弹性连接；在电机与构架间设置油压减振器，同时在电机与构架间设有横向止挡。
轮对轴箱定位装置由两个车轮和一个车轴压装配合，车轴上装有齿轮箱，车轮装有轮装制动盘，采用分体式轴箱结构，轴箱上方设有一系钢弹簧，构架通过钢弹簧悬挂在轴箱上。
转向架与车体连接采用联系枕梁，该枕梁采用铝合金ZL101A铸造结构，中间为完整的空腔，作为空气弹簧的附加气室，位于下部的中心销通过螺栓与枕梁连接，联系枕梁上装有抗蛇形减振器座、抗侧扭拉杆座，二者都是通过螺栓与枕梁连接。
转向架整体结构简单，无电机吊架，大大简化了总体结构，有利于运用维护检修，实现部件模块化及统型设计，增强了产品适用性；应用EN标准和动车组实测载荷谱优化结构，提高了关键零部件可靠性；进行车线耦合大系统分析研究，优化动力学性能，确保系统安全性，提升整车的舒适性；通过列车智能化数据采集系统，实现转向架故障导向安全。构架作为转向架受力最复杂的核心部件，横、侧梁全部采用钢板焊接的箱型结构，增强抗扭刚度达19%，由于采用钢板焊接横梁，彻底改善横梁上各种功能座焊接工艺性，大大提高构架疲劳寿命，使箱型结构可以连续过渡，优点在于构架主体结构的刚度值处于均值水平，避免了该连接区域的刚度增大和引起的应力集中。同时为实现焊缝的低应力水平，构架的焊缝设计减小了焊缝的应力集中，同时保证降低焊缝应力水平至中等应力等级。电机悬挂采用4点支撑弹性悬挂，与构架直接连接，无电机过渡吊架，在电机与转向架构架之间安装若干个横向刚度足够小的弹性元件，使弹性元件能够提供足够大的相对于构架的纵向及垂向的力，阻止电机相对于自身轴线的转动；对电机平行于自身轴线的运动不进行过多限制；可实现小的横向刚度，结构简单，改善构架受力，提高转向架稳定性实现镟轮周期延长达40%以上。
附图说明
图1是本发明的总成结构示意图；
图2是本发明构架的结构示意图；
图3是本发明驱动装置的结构示意图；
图4是本发明轮对轴箱定位装置的结构示意图；
图5是本发明枕梁装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，高速动车组转向架总成主要包括有构架1、轮对轴箱定位装置2、二系悬挂装置3、枕梁装置4、基础制动装置5、驱动装置6。
如图2所示，构架包括有相互连接的一对侧梁101、一对横梁102，横梁、侧梁组成具有中空的箱体结构，横梁间设有纵向梁106同样为箱体结构，横梁采用4块钢板焊接而成，横梁侧立板112直接插接到侧梁上下盖板中并与侧梁侧立板113连接；侧梁下盖板与横梁对接焊接，横、侧梁上盖板通过过渡连接件114实现变截面连接。
根据功能需要在侧梁101两侧焊接有扭杆座104、抗蛇行减振器座105，在侧梁端部设有一系钢弹簧帽筒109，并在侧梁下部焊接有转臂定位座110，以实现与轮对轴箱定位装置的链接，侧梁侧面焊接有基础制动装置安装座111。横梁102上焊接有电机吊座103、齿轮箱吊座107、牵引拉杆座108，可分别实现电机、齿轮箱、牵引拉杆的安装需要。
如图3所示，驱动装置包括牵引电机601、弹性节点602、电机横向减振器603、电机横向限位装置604、电机通风道605。牵引电机601通过过盈配合压装有4个弹性节点602，再通过螺栓与构架连接，能够提供足够大的相对于构架的纵向及垂向的力，阻止电机相对于自身轴线的转动，对电机平行于自身轴线的运动不进行过多限制；同时电机601与构架之间设有减振器603及横向限位装置604，用以衰减电机横向振动和限制电机横向位移量，可实现电机与构架横向振动解耦。电机顶部通过螺栓安装有电机通风道605，可为电机高速运转时提供强迫冷却风源。
如图4所示，在轮对轴箱定位装置中，每根车轴201的端部对称地设置一对轴箱205。轴箱205通过一系钢弹簧206来悬挂承载构架。轮对行走装置包括有一车轴201，一对车轮202安装于车轴201的两端，齿轮箱203安装于车轴201上，齿轮箱小轴处安装有联轴节204。
轴箱205安装接口可满足不同型号的多种轴承安装，方便了列车运营维护中无需分解转向架可直接更换轮对的需求。
如图5所示，枕梁装置连接于构架与车体之间，枕梁为大型箱体整体铸造，承受整个车体重量。枕梁内部为完整的空腔，可提供空气弹簧的附加气室。枕梁端部边梁设有与车体连接的方销401、圆销402定位导向安装孔，枕梁上平面设有加强筋407。枕梁边梁分别设有螺栓安装孔408，以方便联系枕梁与车体安装与分离。位于下部的中心销403通过螺栓与枕梁连接，并通过牵引梁404和牵引拉杆405与转向架构架相连接，为枕梁与转向架的连接传递纵向力及横向力。联系枕梁上装有抗蛇形减振器座406通过螺栓与枕梁连接。
Claims (3)
1.一种新型高速动车组动力转向架，包括构架、轮对轴箱定位装置、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置、驱动装置，其特征在于：构架横、侧梁全部采用钢板焊接的箱型结构，主体由两个侧梁和一个横梁组成，横侧梁均采用钢板焊接而成，横测梁上焊接有各种功能座，横侧梁以插接方式连接，侧梁上盖板及下盖板均向内延长，横梁侧立板直接插入到侧梁上下盖板延伸处，直接与侧梁内立板连接，横侧梁下盖板直接对接焊缝连接，横侧梁上盖板通过一个过渡连接块实现变截面连接；电机悬挂采用4点支撑悬挂，电机与转向架构架之间的连接为弹性连接；在电机与构架间设置油压减振器，同时在电机与构架间设有横向止挡。
2.根据权利要求1所述的新型高速动车组动力转向架，其特征在于：轮对轴箱定位装置由两个车轮和一个车轴压装配合，车轴上装有齿轮箱，车轮装有轮装制动盘，采用分体式轴箱结构，轴箱上方设有一系钢弹簧，构架通过钢弹簧悬挂在轴箱上。
3.根据权利要求1或2所述的新型高速动车组动力转向架，其特征在于：转向架与车体连接采用联系枕梁，该枕梁采用铝合金ZL101A铸造结构，中间为完整的空腔，作为空气弹簧的附加气室，位于下部的中心销通过螺栓与枕梁连接，联系枕梁上装有抗蛇形减振器座、抗侧扭拉杆座，二者都是通过螺栓与枕梁连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150729 |