CN107128321A - 跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及跨座式单轨交通车辆用转向架，具体是一种跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，包括中央牵引装置安装梁；其中：在中央牵引装置安装梁的中部位置处设置有与中央牵引装置安装梁一体的脊梁，该脊梁的两端设置有与脊梁一体的导向轮安装梁；在中央牵引装置安装梁的两端设置有与中央牵引装置安装梁一体的稳定轮支撑臂，在导向轮安装梁的两端设置有与导向轮安装梁一体的导向轮支撑臂；所述中央牵引装置安装梁与脊梁和两根导向轮安装梁一体形成脊梁式转向架体。本发明结构紧凑、缩小了整体体积、减小车辆垂向通过断面、降低了整体重量、运行中载荷均匀、降低了运行中走行轮磨损概率、延长了走行轮使用寿命、提高了运行安全性、降低了后期维护成本和降低了运营成本。

Description

跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架

技术领域

本发明涉及跨座式单轨交通车辆用转向架,尤其是一种结构紧凑、缩小体积、减小车辆垂向通过断面、降低整体重量、降低运行中走行轮磨损概率、延长走行轮使用寿命、提高了运行安全性、降低运营成本的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架。

背景技术

跨座式单轨交通车辆是通过转向架支撑车体的，参见附图1和2，图中所示技术方案为现有国内外通常采用的“目”字型转向架。所述“目”字型转向架一般包括由框架围合形成的目字形架体（1），位于目字形架体（1）中部的中央牵引装置安装梁（2），在目字形架体（1）上固定有两根驱动走行轮轴（3），该两根走行轮轴（3）对称设置在所述中央牵引装置安装梁（2）的两侧，走行轮轴的一段固定在目字形体（1）上，一端悬空，走行轮轴（3）与目字形（1）相结合部位有安装减速箱的法兰盘，牵引电机安装在目字形构架（1）两侧，两台电机对角的安装在目字形构架（1）的两侧，电机与减速箱通过连轴器连接，牵引电机与走形轮轴成90度布置；在每一根走行轮轴（3）上都安装有两个橡胶轮胎，每一根走行轮轴（3）上的橡胶轮胎构成走行轮（4）；由于左右两走行轮（4）之间的轮距非常小，为保证车辆行驶中的侧倾稳定性，在中央牵引装置安装梁（2）的两端部的底端固定有稳定轮（5），在中央牵引装置安装梁（2）的两端部的顶端固定有空气弹簧（8），在跨座式单轨交通车辆具体运行时，所述稳定轮（5）从侧面抱住轨道梁（6）；为实现转向架自动对中导向作用，在目字形架体（1）的下方的四角上安装有导向轮（7），跨座式单轨交通车辆具体运行时，所述导向轮（7）从侧面抱住轨道梁（6），所述导向轮（7）与稳定轮（5）的轴心线相互平行。

上述结构的转向架使得走行轮（4）都是肩并肩的安装形式，在运动过程中，跨座式单轨交通车辆的侧倾力矩过大，为了克服侧倾力，转向架的稳定轮（5）的安装支腿就要足够长，这就加大了转向架的体积，整体重量大，增加了跨座式单轨交通车辆的垂向通过断面。跨座式单轨交通车辆通过曲线线路时，走行轮（4）的内外橡胶轮胎存在相对滑转，至使走行轮（4）磨损严重，降低了车辆的运行安全性，增加了车辆的运行阻力，提高了跨座式单轨交通系统的运营成本。走行轮（4）位于目字形架体（1）的中间，每一走行轮（4）中的两个橡胶轮胎采用一根悬臂梁支承，一根驱动轴驱动，用一根悬臂梁方式支承走行轮（4）虽然方便了橡胶轮胎的更换,但单一悬臂梁结构导致目字形架体（1）受力不均、结构复杂、质量大，走行轮（4）载荷不均、存在轮胎的偏磨；使用的橡胶走行轮胎偏平率高，使轮毂结构复杂、质量大，更换轮胎操作繁琐、耗时长、效率低，即维护成本高；两台电机对角的安装在目字形构（1）架两侧，也使目字形构架（1）受力不均。

综上所述：现有技术的结构复杂、质量大、体积大、运行中载荷不均、轮胎使用寿命短、更换轮胎操作繁琐、耗时长、效率低和运营成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种提结构紧凑、缩小体积、减小车辆垂向通过断面、降低整体重量、运行中载荷均匀、降低运行中走行轮磨损概率、延长走行轮使用寿命、提高了运行安全性、降低后期维护成本和降低运营成本的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架。

为实现上述目的而采用的技术方案是这样的，即跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，包括中央牵引装置安装梁；其中：在中央牵引装置安装梁的中部位置处设置有与中央牵引装置安装梁一体的脊梁，该脊梁的两端设置有与脊梁一体的导向轮安装梁；

在中央牵引装置安装梁的两端设置有与中央牵引装置安装梁一体的稳定轮支撑臂，在导向轮安装梁的两端设置有与导向轮安装梁一体的导向轮支撑臂；

所述中央牵引装置安装梁与脊梁和两根导向轮安装梁一体形成脊梁式转向架体，该脊梁式转向架体上具有四个走行轮安装空间，该四个走行轮安装空间中的两个走行轮安装空间位于中央牵引装置安装梁的一侧，所述四个走行轮安装空间中的另外两个走行轮安装空间位于中央牵引装置安装梁的另一侧；处于中央牵引装置安装梁两侧的走行轮安装空间以中央牵引装置安装梁对称布置，位于中央牵引装置安装梁同一侧的两个走行轮安装空间以脊梁对称布置；

在四个走行轮安装空间中设置有走行轮，位于中央牵引装置安装梁同一侧的走行轮安装在同一根走行轮轴上，位于中央牵引装置安装梁两侧的两根走行轮轴均安装在脊梁上，所述两根走行轮轴由两台驱动电机分别驱动其在轴承组件中转动，该轴承组件固定在脊梁上，所述两台驱动电机分别固定在两根导向轮安装梁上。

进一步的，位于中央牵引装置安装梁同一侧的驱动电机和走行轮轴通过差速器连接，所述差速器固定在脊梁上；

位于中央牵引装置安装梁两侧的走行轮轴均由两根半轴组成，该两根半轴均通过轴承组件安装在脊梁上，所述四个走行轮分别对应安装在四根半轴的动力输出端，所述半轴的动力输入端由差速器驱动。

本发明所述结构具有的优点是：结构紧凑、缩小了整体体积、减小车辆垂向通过断面、降低了整体重量、运行中载荷均匀、降低了运行中走行轮磨损概率、延长了走行轮使用寿命、提高了运行安全性、降低了后期维护成本和降低了运营成本。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为现有技术转向架的结构示意图。

图2为现有技术转向架的目字形架体的结构示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明差速器位置处传动齿轮显现的结构示意图。

图5为本发明脊梁式转向架体的结构示意图。

图6为本发明差速器位置处传动系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见附图3至6，图中的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，包括中央牵引装置安装梁2；其中：在中央牵引装置安装梁2的中部位置处设置有与中央牵引装置安装梁2一体的脊梁9，该脊梁9的两端设置有与脊梁9一体的导向轮安装梁10；

在中央牵引装置安装梁2的两端设置有与中央牵引装置安装梁2一体的稳定轮支撑臂11，在导向轮安装梁10的两端设置有与导向轮安装梁10一体的导向轮支撑臂12；

所述中央牵引装置安装梁2与脊梁9和两根导向轮安装梁10一体形成脊梁式转向架体，该脊梁式转向架体上具有四个走行轮安装空间13，该四个走行轮安装空间13中的两个走行轮安装空间13位于中央牵引装置安装梁2的一侧，所述四个走行轮安装空间13中的另外两个走行轮安装空间13位于中央牵引装置安装梁2的另一侧；处于中央牵引装置安装梁2两侧的走行轮安装空间13以中央牵引装置安装梁2对称布置，位于中央牵引装置安装梁2同一侧的两个走行轮安装空间13以脊梁9对称布置；

在四个走行轮安装空间13中设置有走行轮4，位于中央牵引装置安装梁2同一侧的走行轮4安装在同一根走行轮轴3上，位于中央牵引装置安装梁2两侧的两根走行轮轴3均安装在脊梁9上，所述两根走行轮轴3由两台驱动电机14分别驱动其在轴承组件中转动，该轴承组件固定在脊梁9上，所述两台驱动电机14分别固定在两根导向轮安装梁10上。在该实施例中，通过脊梁式转向架体自身布局结构，将转向架的走行轮4的轮距加大，有效减小了车辆在运行过程中的侧倾力，这样就缩短了稳定轮支撑臂11的长度，缩小了脊梁式转向架体【即缩小了整个转向架】的体积，降低了转向架整体重量，从而降低了车辆的垂向通过断面，车辆在运行中载荷均匀。并且后续维护更换走行轮4便捷，能够降低后续维护成本和运行成本。

为延长走行轮使用寿命、提高运行安全性、降低后期维护成本和降低运营成本，上述实施例中，优选地：位于中央牵引装置安装梁2同一侧的驱动电机14和走行轮轴3通过差速器15连接，所述差速器15固定在脊梁9上；

位于中央牵引装置安装梁2两侧的走行轮轴3均由两根半轴组成，该两根半轴均通过轴承组件安装在脊梁9上，所述四个走行轮4分别对应安装在四根半轴的动力输出端，所述半轴的动力输入端由差速器15驱动。在该实施例中，差速器15的设置使得两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少走行轮4与轨道梁6的接触面的摩擦，提高了跨座式单轨车辆的曲线通过性能，解决了跨座式单轨车辆转向架的走行轮4不能差速走行的行业中存在的技术难题。

为进一步降低整体重量，保证结构的紧凑性，上述实施例中，优选地：所述脊梁9的截面为中空的框形【脊梁9截面形状的最佳实施方式为规则的矩形、规则的多边形或圆形。】，在脊梁9的顶板上设置有可启闭的用于差速器15拆装的门盖【具体实施时，门盖也可以是可启闭的盖板。】，所述差速器15和走行轮轴3的中部轴段位于脊梁9的内腔中，所述走行轮轴3的两端位于脊梁9的两侧。

为进一步提高动力传递的平稳性，上述实施例中，优选地：所述驱动电机14的动力输出端设置有减速器，该减速器的动力输出端与差速器15的动力输入端连接。

为更进一步降低整体重量，保证结构的紧凑性，上述实施例中，优选地：所述差速器15又包括由驱动电机14驱动旋转的第一级转轴，在第一级转轴的动力输出端上固定有第一级主动锥齿轮18，与第一级主动锥齿轮18啮合的第一级从动锥齿轮19固定在第二级转轴的动力输入端上，该第二级转轴的动力输出端上固定有第二级主动圆柱齿轮20，与第二级主动圆柱齿轮20啮合的第二级从动圆柱齿轮21固定在差速器壳体22上，所述第二级从动圆柱齿轮21的内壁上固定有行星齿轮轴25，该行星齿轮轴25的下端固定有行星齿轮23，在行星齿轮23的两侧设置有与行星齿轮23啮合的半轴齿轮24，每一个半轴齿轮24对应固定在一根半轴的动力输入端；

所述第一级转轴的轴心线与第二级转轴的轴心线相互垂直，所述第二级转轴的轴心线与差速器壳体22的轴心线和半轴齿轮24的轴心线平行；

所述第一级转轴、第二级转轴、差速器壳体22和半轴均通过轴承组件与中央牵引装置安装梁2连接；

所述第一级主动锥齿轮18与第一级从动锥齿轮19啮合形成一级减速，所述第二级主动圆柱齿轮20与第二级从动圆柱齿轮21啮合形成二级减速；动力通过行星齿轮23差速传递给与其啮合的两个半轴齿轮24，两个半轴齿轮24将差速动力传递到位于中央牵引装置安装梁2同一侧的两个走行轮4上。在该实施例中，差速器15就是一种将减速器的输出扭矩一分为二的装置，它允许转向时输出两种不同的转速。车辆直行时，左右两边车轮受到的阻力相当，差速器壳体22内的行星齿轮23只是跟着壳体22公转而不会自转，此时两个驱动轮【即位于中央牵引装置安装梁2同一侧的走行轮4。】转速相同。车辆通过曲线线路时，由于外侧轮【外侧轮是位于曲线线路外侧的走行轮4。】有滑拖的现象，内侧轮【内侧轮是位于曲线线路内侧的走行轮4。】有滑转的现象，两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，导致两边车轮的转速不同，从而破坏了两个驱动轮和驱动轴三者的平衡关系，并通过半轴反映到半轴齿轮24上，迫使行星齿轮23一边绕半轴公转，一边自转，使内侧半轴转速减慢，外侧半轴转速加快，从而实现两边车轮转速的差异，这样车辆就能够顺利的通过曲线线路了。现有技术的跨座式单轨车辆双轴动力转向架同一轴上的两个走行轮用一个轴箱刚性连接，则两轮只能以相同的角度旋转，这样，当车辆通过曲线线路时，由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大，将使外侧车轮在滚动的产生滑拖，而内侧车轮在滚动的产生滑转。即使是车辆直线行驶，也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等而引起车轮滑动时不仅加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗，还会使车辆曲线通过性差、制动不稳定。

为保证车辆运行的平稳性，上述实施例中，优选地：所述稳定轮支撑臂11的底端安装有稳定轮5，所述导向轮支撑臂12的底端安装有导向轮7。

为保证车辆运行的平稳性和后续装配，上述实施例中，优选地：所述稳定轮支撑臂11的顶端安装有空气弹簧8，该空气弹簧8的空气弹簧储气缸固定在稳定轮支撑臂11的外壁或固定在稳定轮支撑臂11的中空内腔中。

为便于后续装配，上述实施例中，优选地：所述中央牵引装置安装梁2的顶板的中部固定有用于与跨座式单轨交通车辆的车厢相连接的中央牵引装置16。

为保证动力传递的稳定性和使得结构布局更加紧凑，上述实施例中，优选地：所述驱动电机14通过驱动电机安装法兰17固定在导向轮安装梁10的外壁上。

为便于制造和降低走行轮4的制作成本，上述实施例中，优选地：所述走行轮4采用橡胶轮胎。

上述实施例中，在走行轮4的中间采用脊梁式构架，走行轮4的驱动支承方式改为双悬臂梁【即两根导向轮安装梁10】支承【左、右各一】，走行轮4位于脊梁式转向架体的外侧，改善了脊梁式转向架体的受力状况、简化了结构、降低了质量，减少橡胶轮胎载荷不均和轮胎的偏磨，脊梁式转向架体只有一根位于中央且贯穿转向架前后的脊梁9，脊梁9断面形状为中空的框形。本发明所述技术方案的质量小，强度和刚度较大，脊梁式转向架体周围的空间大，为转向架各部件提供了足够的安装和维护空间，解决了跨座式单轨车辆转向架构架载荷不均衡和轮胎更换不方便的技术难题；走行轮4的双悬臂梁支承结构便于采用低偏平率走行轮轮胎和轮辐式轮辋，简化了轮毂结构、减轻了质量，更换轮胎操作方便、耗时少、效率高；脊梁式转向架体既可作为支承单元，又可利用脊梁式转向架体的脊梁9的内部空间布置动力和传动系统，利于后期维护。

上述实施例中，所有部件均采用市场销售产品。

显然，上述所有实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明所述实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范畴。

综上所述，由于上述结构，本发明结构紧凑、缩小了整体体积、降低了整体重量、运行中载荷均匀、降低了运行中走行轮磨损概率、延长了走行轮使用寿命、提高了运行安全性、降低了后期维护成本和降低了运营成本。

Claims (10)

1.一种跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，包括中央牵引装置安装梁（2）；其特征在于：在中央牵引装置安装梁（2）的中部位置处设置有与中央牵引装置安装梁（2）一体的脊梁（9），该脊梁（9）的两端设置有与脊梁（9）一体的导向轮安装梁（10）；

在中央牵引装置安装梁（2）的两端设置有与中央牵引装置安装梁（2）一体的稳定轮支撑臂（11），在导向轮安装梁（10）的两端设置有与导向轮安装梁（10）一体的导向轮支撑臂（12）；

所述中央牵引装置安装梁（2）与脊梁（9）和两根导向轮安装梁（10）一体形成脊梁式转向架体，该脊梁式转向架体上具有四个走行轮安装空间（13），该四个走行轮安装空间（13）中的两个走行轮安装空间（13）位于中央牵引装置安装梁（2）的一侧，所述四个走行轮安装空间（13）中的另外两个走行轮安装空间（13）位于中央牵引装置安装梁（2）的另一侧；处于中央牵引装置安装梁（2）两侧的走行轮安装空间（13）以中央牵引装置安装梁（2）对称布置，位于中央牵引装置安装梁（2）同一侧的两个走行轮安装空间（13）以脊梁（9）对称布置；

在四个走行轮安装空间（13）中设置有走行轮（4），位于中央牵引装置安装梁（2）同一侧的走行轮（4）安装在同一根走行轮轴（3）上，位于中央牵引装置安装梁（2）两侧的两根走行轮轴（3）均安装在脊梁（9）上，所述两根走行轮轴（3）由两台驱动电机（14）分别驱动其在轴承组件中转动，该轴承组件固定在脊梁（9）上，所述两台驱动电机（14）分别固定在两根导向轮安装梁（10）上。

2.根据权利要求1所述的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，其特征在于：位于中央牵引装置安装梁（2）同一侧的驱动电机（14）和走行轮轴（3）通过差速器（15）连接，所述差速器（15）固定在脊梁（9）上；

位于中央牵引装置安装梁（2）两侧的走行轮轴（3）均由两根半轴组成，该两根半轴均通过轴承组件安装在脊梁（9）上，所述四个走行轮（4）分别对应安装在四根半轴的动力输出端，所述半轴的动力输入端由差速器（15）驱动。

3.根据权利要求2所述的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，其特征在于：所述脊梁（9）的截面为中空的框形，在脊梁（9）的顶板上设置有可启闭的用于差速器（15）拆装的门盖，所述差速器（15）和走行轮轴（3）的中部轴段位于脊梁（9）的内腔中，所述走行轮轴（3）的两端位于脊梁（9）的两侧。

4.根据权利要求2或3所述的跨座式单轨车辆用双轴动力脊梁式转向架，其特征在于：所述驱动电机（14）的动力输出端设置有减速器，该减速器的动力输出端与差速器（15）的动力输入端连接。

5.根据权利要求2或3所述的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，其特征在于：所述差速器（15）又包括由驱动电机（14）驱动旋转的第一级转轴，在第一级转轴的动力输出端上固定有第一级主动锥齿轮（18），与第一级主动锥齿轮（18）啮合的第一级从动锥齿轮（19）固定在第二级转轴的动力输入端上，该第二级转轴的动力输出端上固定有第二级主动圆柱齿轮（20），与第二级主动圆柱齿轮（20）啮合的第二级从动圆柱齿轮（21）固定在差速器壳体（22）上，所述第二级从动圆柱齿轮（21）的内壁上固定有行星齿轮轴（25），该行星齿轮轴（25）的下端固定有行星齿轮（23），在行星齿轮（23）的两侧设置有与行星齿轮（23）啮合的半轴齿轮（24），每一个半轴齿轮（24）对应固定在一根半轴的动力输入端；

所述第一级转轴的轴心线与第二级转轴的轴心线相互垂直，所述第二级转轴的轴心线与差速器壳体（22）的轴心线和半轴齿轮（24）的轴心线平行；

所述第一级转轴、第二级转轴、差速器壳体（22）和半轴均通过轴承组件与中央牵引装置安装梁（2）连接；

所述第一级主动锥齿轮（18）与第一级从动锥齿轮（19）啮合形成一级减速，所述第二级主动圆柱齿轮（20）与第二级从动圆柱齿轮（21）啮合形成二级减速；动力通过行星齿轮（23）差速传递给与其啮合的两个半轴齿轮（24），两个半轴齿轮（24）将差速动力传递到位于中央牵引装置安装梁（2）同一侧的两个走行轮（4）上。

6.根据权利要求1所述的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，其特征在于：所述稳定轮支撑臂（11）的底端安装有稳定轮（5），所述导向轮支撑臂（12）的底端安装有导向轮（7）。

7.根据权利要求1或6所述的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，其特征在于：所述稳定轮支撑臂（11）的顶端安装有空气弹簧（8），该空气弹簧（8）的空气弹簧储气缸固定在稳定轮支撑臂（11）的外壁或固定在稳定轮支撑臂（11）的中空内腔中。

8.根据权利要求1所述的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，其特征在于：所述中央牵引装置安装梁（2）的顶板的中部固定有用于与跨座式单轨交通车辆的车厢相连接的中央牵引装置（16）。

9.根据权利要求1或2所述的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，其特征在于：所述驱动电机（14）通过驱动电机安装法兰（17）固定在导向轮安装梁（10）的外壁上。

10.根据权利要求1所述的跨座式单轨车辆用脊梁式双轴动力转向架，其特征在于：所述走行轮（4）采用橡胶轮胎。