CN107628049B - 用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架 - Google Patents

Abstract

用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架属于用于轨道车辆的转向架装置领域，其包括两套驱动装置、两套制动装置、两套轮对装置、紧凑型铸造构架、紧凑型二系悬挂系统和两套轮对内置型轴箱装置，轮对装置包括车轴以及对称布置在其两端的车轮，驱动装置包括牵引电机和齿轮箱，制动装置包括两组轮对制动器。本发明在保障结构强度的同时大幅减小转向架固定轴距，有效地降低了轮对的摇头角刚度和转向架的扭曲刚度，从而减小转向架的回转半径，提高其小曲线通过能力，完全可以满足横向减震和曲线弯道上的防撞需求，并节约了旧有横向缓冲器止挡座所占用的空间；雪犁装置和三轨冰雪刮刀装置使得本发明的转向架能够适用于高纬度极寒地区的冰雪天气。

Description

用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架

技术领域

本发明属于用于轨道车辆的转向架装置领域，具体涉及一种用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架。

背景技术

现有的铁路车辆转向架的构架通常是轴箱外置式转向架，如图1至图3所示，常见的轴箱外置式转向架是一种由两条横梁1和两个侧梁3共同形成的近似H字形的焊接构架，其构架的基本构成包括两个纵梁2、两个横梁1及固连于横梁1两端的侧梁3，其六者共同焊接成一个近似大写字母H型的构架主体结构，每个横梁1均包括两个无缝钢管1-1、齿轮箱吊座1-2、电机吊座1-3和一组牵引拉杆座1-4，两个无缝钢管1-1彼此平行，其二者的间距分别通过两个平行的纵梁2跨接和固定。两条横梁1和两个纵梁2共同合围形成一个矩形窗口区域。该矩形窗口区域用于容纳和安装类似于中国专利CN104442882所公开的Z字形构架中心窗内置型牵引拉杆以及牵引座，其彼此平行且以转向架的垂向中心Z轴为旋转中心线进行旋转对称分布，两组Z字形布置的两个牵引拉杆分别与对应的牵引拉杆座1-4铰接。齿轮箱吊座1-2和电机吊座1-3均位于横梁1的外侧，一组牵引拉杆座1-4固连于横梁1中段的上方并位于齿轮箱吊座1-2和电机吊座1-3之间。纵梁2的两端分别与两个横梁1固连，纵梁2的上端中段设有构架的横向缓冲器止挡座2-1，在每一个纵梁2一端设有一个横向减振器座2-2，其横向缓冲器止挡座2-1和横向减振器座2-2直接设置于构架矩形窗口区域的上端面，旧有的横向缓冲器装置为双向活塞杆缓冲结构，导致此类带有构架中心窗的H型的构架无法使用枕梁结构。两个横梁1以构架的垂向旋转轴Z为旋转对称中心，彼此按180°的圆周角旋转对称，两个纵梁2以同样的旋转中心和圆周角彼此旋转对称。两个横向减振器座2-2分别用于安装一个对应的横向减振器。侧梁3是由多块板材拼合组焊而成的、横断面为矩形截面的箱型整体焊接结构，其通常包括二系空气弹簧座3-1和两条悬臂，二系空气弹簧座3-1中部设置的二系空气弹簧安装孔3-1-1直接用于与二系空气弹簧同轴固连，两条悬臂分别位于二系空气弹簧安装孔3-1-1的两端，并向两侧伸展形成翼形的结构。每一条悬臂均包括制动吊座3-4、一系弹簧座3-3、翼桥段3-2、轮轴定位座3-5，一系弹簧座3-3通过翼桥段3-2与二系空气弹簧座3-1连接，制动吊座3-4固连于翼桥段3-2的内侧，轮轴定位座3-5固连于翼桥段3-2的下方。制动吊座3-4由制动吊座悬臂3-4-1和制动吊座基座3-4-2共同构成。二系空气弹簧座3-1的外侧壁分别固连有一个抗蛇形减振器吊座3-6和一个抗侧滚扭杆座3-7。两个侧梁3关于转向架整体结构的x轴对称，并分别通过各自的二系空气弹簧座3-1固连于两个横梁1的两端。

然而，地铁等弯道较多、线路转弯半径较小的城铁轨道环境对转向架的结构、强度、重量和最小曲线半径等技术参数均提出了新的高标准要求，例如，某新建地铁项目的设计要求提出，该地铁转向架构架在30g设备冲击载荷下，其静强度不超过屈服强度的50％、转向架的最小曲线通过半径为36米。而如图1至图3所示的旧有轴箱外置式H字形焊接构架，其仅能满足在20g冲击载荷下不超过材料屈服强度的100％的较低要求，其轴箱外置式的传统构架结构导致轮对间距较宽、外置轴箱、电机和齿轮箱等构架附属机构的布局无法进一步压缩紧凑，进而造成转向架的整体结构占用空间大、回转半径大、质量重、质心高，并导致该类转向架最小曲线通过半径至少为100米，而且，为了保证焊接构架的结构强度，其钢板壁厚为至少20毫米，转向架构架总体重量的均值约为1.6吨，其两个侧梁3的轴向跨距至少1800毫米，这些既有的指标参数均使得该轴箱外置式的传统构架笨重、宽大，最小曲线半径无法进一步缩减，无法满足新型地铁线路的设计要求，而其焊缝疲劳强度也必然随着时间的推移而逐步下降，甚至导致构架关键焊缝出现裂纹，也不利于行车安全。

再者，如图1至图3所述的常见的构架中心窗内置型牵引拉杆、横向缓冲器止挡座2-1和横向减振器座2-2均位于转向架构架中心的矩形窗口内部，该布局方式使得构架的尺寸无法进一步缩减，从而导致无法进一步减小构架的最小曲线通过半径，而且两个横向减振器分别布置在矩形窗口对角线上的布局方式通常仅适用于构架尺寸和重量均较大的轴箱外置式转向架构架，由于大尺寸构架的结构强度大，使其拥有较为宽阔的附属部件布局空间或加载扭矩较大的悬挂或吊臂结构。而二系空气弹簧座3-1直接布局在侧梁3中段，使得侧梁直接承受二系空气弹簧的垂向振动载荷，不利于构架使用寿命的提高。抗蛇形减振器吊座3-6和抗侧滚扭杆座3-7均对称布局于两套侧梁3的外侧，其对构架应力结构的强度要求较大，不利于缩减构架重量和减小回转半径。

此外，如图4所示，传统轨道客车的轮对装置6除基本的两个车轮6-1和一根车轴6-2以外，轮对装置6普遍采用两个常规轴箱16均分别布置于对应的车轴6-2的外侧端部的轴箱外置式结构，其通常均直接通过嵌入常规轴箱16的垂向圆锥金属橡胶弹簧或刚弹簧式定位结构与弹簧座3-3进行链接，其常规轴箱16的结构外露于车轴6-2外端，导致其间距跨度较大，结构不够紧凑，使得此类旧有的外置式轴箱间距横向跨距较大，占用空间多，不利于转向架的最小曲线通过性能的提高。

此外，三轨供电系统是不同于车顶取电的地面供电设施，其供电第三轨18平行于常规铁轨20铺设于地面，并经由三轨受流器17上的电刷17-1从三轨18表面取电。但为适应极寒地区的冰雪路况，列车的转向架还需新增设防撞清雪装置和供电第三轨结冰清除装置，防撞清雪装置需要足够的结构强度，以防止车体遭受意外撞击的破坏，并兼具将厚重的积雪向轨道两侧推开的功能，而且，一旦防撞清雪装置受到严重损坏和脱落，其需要额外的保护装置，防止其直接掉落在常规轨道的表面上和导致脱轨事故。供电第三轨结冰清除装置需要安装在三轨受流器17的前方，并铲除第三轨表面的结冰层，以确保电刷17-1能连续从第三轨上获取电能。现有的天线梁装置上安装有轮缘润滑设备19，但天线梁装置通常布置于三轨受流器17附近，其信号设备容易受到电磁信号的干扰。而现有铁路车辆转向架均未能在兼顾转向架的最小曲线通过性能的前提下很好的考量和优化上述防撞清雪装置、供电第三轨结冰清除装置以及轮缘润滑设备19的结构和布局位置，导致转向架结构不够紧凑。

为此，需要重新设计一款新型的轴箱内置式紧凑型地铁转向架，增设枕梁结构并综合考虑牵引拉杆、横向减振装置以及二系空气弹簧的布局和装配，并在兼顾转向架的最小曲线通过性能的前提重新优化防撞清雪装置、供电第三轨结冰清除装置以及天线梁装置的结构和布局，以便适应高寒地区城际地铁项目设计的新要求。

发明内容

为了解决现有带有中心矩形窗口的轴箱外置式转向架仅适用于结构强度高、整体质量大、附属设备布局空间充裕且最小曲线半径较大的动车组等轨道车辆，其带有构架中心窗的H型的构架结构需要内置于中心矩形窗口的传统Z字形构架中心窗内置型牵引拉杆以及牵引座导致其需要两套外置于侧梁的外侧抗蛇形减振器和抗侧滚扭杆座与传统Z字形构架中心窗内置型牵引拉杆配合使用以消除构架沿对角线方向上的倾覆震动和沿行进方向上的蛇行扭摆，由此导致此类构架大轴箱必须至于轮对外侧，从而造成转向架的整体结构占用空间大、回转半径大、质量重、质心高，并导致该类转向架最小曲线通过半径至少为100米，而且，其拼接组焊所需钢板壁厚为至少20毫米，转向架构架总体重量的均值约为1.6吨，其两个侧梁的轴向跨距至少1800毫米，这些既有的指标参数均使得该轴箱外置式的传统构架笨重、宽大，最小曲线半径无法进一步缩减，无法满足新型地铁线路的设计要求，而其焊缝疲劳强度也必然随着时间的推移而逐步下降，甚至导致构架关键焊缝出现裂纹，也不利于行车安全；以及常规轴箱的结构外露于车轴外端，导致其外置式轴箱间距横向跨距均较大，占用空间多，结构不够紧凑；以及旧有轴箱外置式H字形焊接构架仅能满足在20g冲击载荷下不超过材料的屈服强度的100％的考核参数，其轴箱外置式的传统构架结构使其在强度、重量和最小曲线半径等技术指标均无法同时满足新的地铁项目的设计要求的；铁路车辆转向架均未能在兼顾转向架的最小曲线通过性能的前提下很好的考量和优化上述防撞清雪装置、供电第三轨结冰清除装置以及轮缘润滑设备的结构和布局位置，导致转向架结构不够紧凑的技术问题，本发明提供一种用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架，其包括两套驱动装置、两套制动装置和两套轮对装置，轮对装置包括车轴以及对称布置在其两端的车轮，驱动装置包括牵引电机和齿轮箱，制动装置包括两组轮对制动器，其特征在于：该轴箱内置式紧凑型转向架还包括紧凑型铸造构架、紧凑型二系悬挂系统、两套轮对内置型轴箱装置、雪犁装置、两个雪犁安装机构和多个三轨冰雪刮刀装置；

所述紧凑型铸造构架包括横梁单元和两个侧梁单元，两个侧梁单元平行且对称布置于横梁单元的两侧，其三者经铸造工艺一体成型；

所述横梁单元为中空的矩形箱体，其中心设有中心销孔，两个电机吊座单元以中心销孔的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元的两个X轴向外侧壁上；侧梁单元为中空的矩形箱体，其包括侧梁中部小横梁和两个梯形轴箱定位框，两个梯形轴箱定位框对称布置于侧梁中部小横梁的两端，其三者由铸造工艺一体成型；

所述侧梁中部小横梁包括受流器安装座、枕梁连接座、两个制动安装座、侧梁齿轮箱吊座和两个枕梁止挡，其七者均由铸造工艺一体成型；枕梁连接座设置于侧梁中部小横梁上端面的中心，受流器安装座设置于侧梁中部小横梁外侧壁的中心，两个制动安装座对称地布置于受流器安装座的两侧；

所述梯形轴箱定位框的开口朝下，其梯形一个腰线上的坡面侧壁与侧梁中部小横梁连接并一体成型；梯形轴箱定位框两个坡面侧壁的下部均设有同轴水平贯通轴箱定位杆轴孔；

所述侧梁齿轮箱吊座布置于位于梯形轴箱定位框的其中一个腰线的顶端，并且侧梁齿轮箱吊座的开口端垂直朝向另外一个侧梁的侧壁端面；

所述位于两个侧梁单元上的各个侧梁齿轮箱吊座，其二者以中心销孔的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元的两侧；两个电机吊座单元分布于铸造构架的第一和第三象限，且两个侧梁齿轮箱吊座分布于铸造构架的第二和第四象限，每一个侧梁单元仅设有一个枕梁止挡，枕梁止挡位于其对应侧梁中部小横梁与梯形轴箱定位框二者的连接部上方；两个侧梁单元上的枕梁止挡分别位于铸造构架的第三和第四象限；

所述牵引电机的侧壁与一个对应的电机吊座单元固连，齿轮箱通过其齿轮箱螺杆连接座与一个对应的侧梁齿轮箱吊座固连；

所述轮对内置型轴箱装置包括梯形轴箱、两组屋脊形橡胶弹簧片组成、定位拖杆、两个橡胶弹簧片定位卡子和半环形轴箱防撞垫片；所述定位拖杆的中段与梯形轴箱的下底面活动连接；两组屋脊形橡胶弹簧片组成分别通过一个对应的橡胶弹簧片定位卡子平行固连于梯形轴箱的一个腰线上；橡胶弹簧片定位卡子的下端与梯形轴箱的上底端部固连，橡胶弹簧片定位卡子通过其卡爪将对应的一组屋脊形橡胶弹簧片组成的顶端沿梯形轴箱的腰线外侧壁向斜外侧压紧；屋脊形橡胶弹簧片组成的底部坐落于梯形轴箱的底座上；

所述梯形轴箱的横断面为等腰梯形，梯形轴箱的中心设有贯通的车轴装配孔；作为梯形轴箱两个腰线的外侧壁的顶端均设有卡子安装螺孔，外侧壁的底部设有外延底座；梯形轴箱的上底中部设有垂向防撞止挡；位于梯形轴箱内侧端面的车轴装配孔外径上设有半环形的防撞垫片安装座，位于梯形轴箱外侧端面的车轴装配孔外径上设有圆形防撞止挡；橡胶弹簧片定位卡子的中部通过螺栓与卡子安装螺孔固连；定位拖杆的两端分别插入一个对应的轴箱定位杆轴孔并与梯形轴箱定位框固连；

所述紧凑型二系悬挂系统包括横向减振器、同侧外置型双牵引拉杆、两个双曲囊空气弹簧、紧凑型枕梁、双弯头抗侧滚扭杆和两个垂向减振器，所述紧凑型枕梁包括枕梁基体、横向缓冲器、枕梁芯筒、两个牵引拉杆铰座、两个垂向减振器基座、两个抗侧滚扭杆座、两个构架连接基座、两个空气弹簧安装座和两个起吊座，枕梁基体为矩形结构，两个起吊座固连于枕梁基体的两端；枕梁芯筒垂直固连于枕梁基体下端面的中心，横向缓冲器固连于枕梁基体上端面的中心；两个牵引拉杆铰座对称固连于枕梁基体同一条长边的两端，每一个垂向减振器基座均为向上开口的凹槽结构，其靠外侧的凹槽侧壁与一个对应牵引拉杆铰座内侧壁固连；

所述两个构架连接基座以枕梁基体的中心平面对称布置于枕梁基体的底部，构架连接基座到枕梁基体的中心平面的间距值为其同侧起吊座到枕梁基体的中心平面的间距值的一半，构架连接基座的长度是枕梁基体的宽度的二倍；两个空气弹簧安装座以枕梁基体的中心平面对称布置于枕梁基体的上端；空气弹簧安装座位于其所临近构架连接基座和垂向减振器基座二者之间；每一个抗侧滚扭杆座均固连于一个对应的空气弹簧安装座外径边缘，所述两个抗侧滚扭杆座均位于枕梁基体的另外一条长边所在的一侧；

所述双弯头抗侧滚扭杆包括两个卡箍连接座、双弯头水平长轴和两个垂向抗侧滚扭杆，两个卡箍连接座对称同轴固连于双弯头水平长轴的水平段两端，每个卡箍连接座均与一个对应抗侧滚扭杆座固连；两个垂向抗侧滚扭杆分别与双弯头水平长轴两端的一个对应弯头固连，两个垂向抗侧滚扭杆平行且均向上布置；

所述横向减振器的活塞杆两端均设有橡胶节点，横向减振器活塞杆的一端设有带倾角的焊接连接基座，其另一端设有横向减振器车体端连接座；带倾角的焊接连接基座与牵引拉杆所在一侧的一个构架连接基座以及临近的枕梁基体外侧壁均焊接固连；同侧外置型双牵引拉杆的长杆两端均设有橡胶节点，一个牵引拉杆的一端通过一个Y轴方向的橡胶节点与一个对应牵引拉杆铰座水平铰接，其另一端通过一个Y轴方向的橡胶节点与另一个对应牵引拉杆铰座与车体底部垂直连接；

所述两个垂向减振器分别与一个对应的垂向减振器基座垂向铰链，两个双曲囊空气弹簧分别与一个对应的空气弹簧安装座同轴固连；

所述雪犁装置包括横梁组成、四个叶片、两个加固板、两个垫块和四个垫板，雪犁安装机构包括雪犁安装座、二级保护机构、润滑设备安装架和润滑设备安装架螺栓；

横梁组成包括由断面为口字形的铝型材制成的雪犁横梁和多个宽度不同的安装板，雪犁横梁外形宽度由中间向两端递减，雪犁横梁的两个端部各设有一个延伸板；多个安装板的中部与雪犁横梁的顶部固连，多个安装板按照自中间向两端宽度递减的顺序安装在雪犁横梁上，对应同一叶的多个安装板的外侧壁均共面，每个安装板的两端均设有一个第一横向长条孔；

两个垫块上各设有两个垫块螺孔和两个第一安装孔，每个垫块均通过螺钉与两个第一安装孔的配合固连在雪犁横梁两个端口的内部；

两个加固板的下部两端各设有一个第二横向长条孔，两个加固板的上部前端各设有两个第二安装孔；

四个叶片上各设有多个纵向长条孔，四个叶片对称分布在雪犁横梁的两侧，相邻两个叶片呈V字形分布；

四个垫板上各设有多个螺孔，一一对应的四个垫板和四个叶片分别通过多个螺栓顺次穿过多个螺孔、多个纵向长条孔后与多个第一横向长条孔或一个第二横向长条孔螺纹连接；

雪犁安装座包括上盖板、下盖板、立板、筋板和横板，立板的上端与上盖板的上端连接，立板的下端与下盖板的上端连接，立板上设有多个安装螺孔；横板的一端与上盖板的下端固连，另一端与下盖板的下端固连，横板的中部设有两个安装螺孔；筋板分别与上盖板、下盖板、立板、横板的内侧壁垂直固连；两个雪犁安装座的底部各自通过两个螺栓顺次穿过横板的螺孔、第二安装孔、雪犁横梁端口处的螺孔后与垫块螺孔螺纹连接；

润滑设备安装架包括横板、中立板和侧立板，横板的前端设有两个平行的长条圆孔，横板的后端垂直固连在筋板上；中立板的后端垂直固连在筋板上，中立板的底部垂直固连在横板的中部上端面上；侧立板的后端垂直固连在筋板上，侧立板的中部垂直固连在横板的侧端面上；

润滑设备安装架螺栓与两个长条圆孔螺纹连接；

二级保护机构包括上安全夹、下安全夹、螺纹销轴、钢丝绳和紧固螺母，上安全夹卡在上盖板的上部，下安全夹卡在下盖板的下部，钢丝绳一端套在下安全夹上，另一端通过螺纹销轴和紧固螺母的配合固定在上安全夹上

所述雪犁装置的下端距离行车铁轨的高度为50毫米；

每个所述三轨冰雪刮刀装置均包括一个刮刀基座和两个刀片，刮刀基座与电刷平行且位于电刷的前方，其二者均固连于三轨受流器上，两个刀片呈八字形布置并均与刮刀基座固连；刀片的刃口垂直于列车行进的方向，且刃口距离三轨的距离为3毫米。

所述紧凑型二系悬挂系统的枕梁基体、枕梁芯筒、两个牵引拉杆铰座、两个垂向减振器基座、两个抗侧滚扭杆座、两个构架连接基座、两个空气弹簧安装座和两个起吊座均通过铸造一体成型，枕梁基体总重量为460千克、铸造壁厚为16毫米；所述两个构架连接基座垂向中心平面的间距为1095毫米，两个牵引拉杆铰座垂向中心平面的间距为2370毫米，两个垂向减振器基座垂向中心平面的间距为2010毫米，两个抗侧滚扭杆座垂向中心平面的间距为1573毫米，两个构架连接基座垂向中心平面的间距为1116毫米，两个空气弹簧安装座的轴线间距为1556毫米，两个起吊座垂向中心平面的间距为2340毫米。

所述横向缓冲器包括基座方盒、两组宽度调整片、两个橡胶减震垫块和两组焊料垫板，所述每一个橡胶减震垫块和一个对应的宽度调整片均顺次与基座方盒的一个侧壁固连，两个橡胶减震垫块彼此对称；基座方盒的另外两个侧壁端面分别与一个对应的焊料垫板焊接固连；焊料垫板的上、下边缘分别与基座方盒的上端盖和对应侧壁均形成填料缝隙；基座方盒的下端与枕梁基体上端面的中心焊接固连。

所述橡胶减震垫块的橡胶减震块由横向金属外壳端坐和橡胶块硫化合成，橡胶减震垫块的端头从横向金属外壳端坐的开口端向外侧突出，突出的距离值为1厘米。

所述同侧外置型双牵引拉杆的牵引拉杆活塞杆为920毫米的大跨度长杆结构，其二者均朝向构架X轴的正方向；带倾角的焊接连接基座垂直于临近的枕梁基体外侧壁，并且带倾角的焊接连接基座与竖直平面的夹角为30度；所述双弯头抗侧滚扭杆的两个弯头所在平面向下倾斜，其与竖直平面的夹角为度。

所述横梁单元和两个侧梁单元的钢板壁厚均为毫米，两个侧梁单元间的跨距为1165毫米。

所述梯形轴箱的腰线与下底的夹角为79度；安装在同一车轴上的两个梯形轴箱的间距为1165毫米；所述外侧壁的横断面为左右对称、中部相连的V字形，其V字形横断面的张口角度为106度。

所述屋脊形橡胶弹簧片组成的每一个屋脊形橡胶弹簧片均是横断面为左右对称、中部相连的V字形，其长度、宽度和张口角度均与外侧壁的外侧端面相匹配；多个屋脊形橡胶弹簧片层叠固连形成一个屋脊形橡胶弹簧片组成；位于最内层的屋脊形橡胶弹簧片与对应的外侧壁匹配扣合。

本发明的有益效果是：

本发明的紧凑型枕梁用于实现车体与紧凑型铸造构架的连接，其二者的中空铸造结构均能够在保证结构强度的同时大幅减重，紧凑型铸造构架的内置式轴箱需完全安装于梯形轴箱定位框内的内部，从而形成一种全新的轴箱内置式转向架布局结构，由于该紧凑型铸造构架的侧梁间距小，重量轻，导致其结构尺寸和结构强度均发生显著变化；该新型构架由铸造工艺一体成型，其仅在构架的几何中心保留了圆筒形的中心销座，但取消了由两条横梁和两个纵梁所共同合围形成的中部矩形窗口、横向减振器座以及构架横向止挡等原有结构，因此，其可以在保障结构强度的同时大幅减小转向架固定轴距，两个侧梁单元间的跨距为1165毫米，有效地降低了轮对的摇头角刚度和转向架的扭曲刚度，从而减小转向架的回转半径，提高其小曲线通过能力。

横向缓冲器位于枕梁中心上方的新布置方式有效克服了因紧凑型铸造构架缩减布局空间和取消其中心矩形窗口而导致的旧有的横向减振器座不复存在的问题，同时，新设计的横向缓冲器体积小、强度高，其插入车体底架的匹配凹槽之后，完全可以满足横向减震和曲线弯道上的防撞需求，并节约了旧有横向缓冲器止挡座所占用的空间。

同侧外置型双牵引拉杆的牵引拉杆活塞杆为920毫米的大跨度长杆结构，其二者均朝向构架X轴的正方向；带倾角的焊接连接基座垂直于临近的枕梁基体外侧壁，并且带倾角的焊接连接基座与竖直平面的夹角为30度，其能使横向减振器成为兼顾竖直Z轴方向和纵向Y轴方向的双向减震缓冲装置，并大幅节约了横向减振器的旧有长度，提升布局结构的紧凑性。

与垂直布置于转向架中心矩形窗口内的旧有Z字形牵引拉杆相比，本发明布置于构架外侧的大跨距双牵引拉杆等效于将整个紧凑型枕梁变成了尺寸更大的新型牵引拉杆结构，由于力矩的大幅增加，使得该牵引拉杆结构可以更为有效地传递应力。两个牵引拉杆均朝向列车行进的X方向的布局方式可有效抑制车体沿行进方的X轴方向前后扭摆的效果。双弯头抗侧滚扭杆的两个弯头所在平面向下倾斜，其可以将车体沿前进的X轴方向的前后扭动力矩和竖直Z轴方向上垂向震动力矩形成合力传递，在分别通过卡箍连接座内的橡胶节点和垂向抗侧滚扭杆端部的橡胶节点进行吸能缓冲，从而在另一角度辅助双曲囊二系空气弹簧的减震作用。该设计使得紧凑型枕梁及其附属减震部件能够在大幅节约设备布局空间的同时，依旧发挥良好的全方位的减震缓冲效果。枕梁基体是铸造成型的矩形板状密闭空盒结构，其在保障结构强度的同时有助于减重，并同时作为压缩空气的供风通道为双曲囊空气弹簧供风；此外，与自重至少为8吨级同等载客能力的传统地铁动力转向架相比，本发明的地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架及其全部附属部件整体自重仅约为5.5吨，因此，其在大幅在节约牵引动力的同时，还有效降低了对轨道和车轮踏面之间的磨耗，从而有效延长轮对和轨道的设计使用寿命。

随着城市地铁线路的不断增多，地下线路与线路的交叉将不对增多，加之地上建筑的地基的影响，未来地铁线路上的曲线半径必然会不断减小，本发明的地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架将会很好的解决地铁线路曲线半径不断变小而引发的车辆运行难题。

雪犁装置的下端距离常规铁轨的高度为50毫米，其呈V字形分布的叶片可有效将铁轨路基表面的雪向轨道两侧推开，并可以有效保护转向架免受冰块或小动物等危险物体的高速撞击。三轨冰雪刮刀装置作为供电第三轨结冰清除装置，可以有效清除三轨表面的薄冰和树枝、鸟粪等异物，从而确保电刷能连续从第三轨上获取电能。轮缘润滑设备及其附属信号天线设备均从原有的三轨受流器附近该装置远离三轨受流器的雪犁安装机构上，可有效避免轮缘润滑设备及其附属信号天线设备受到电磁信号的干扰，从而提高其工作可靠性，进而使得本发明的地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架更加适用于高纬度极寒地区的冰雪天气。

附图说明

图1是旧有轴箱外置式H型焊接构架的立体结构示意图；

图2是旧有轴箱外置式H型焊接构架的仰视图；

图3是旧有轴箱外置式H型焊接构架在另一视角下的立体结构示意图；

图4是旧有轮对装置的立体结构示意图；

图5是本发明用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架的结构示意图；

图6是图5的爆炸装配示意图；

图7是不包含三轨受流器、雪犁装置、三轨、轮缘润滑设备、雪犁装置、两个雪犁安装机构以及三轨冰雪刮刀装置的本发明用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架的核心结构示意图；

图8是图7所示紧凑型转向架的核心结构的爆炸装配示意图；

图9本发明紧凑型铸造构架在立体视角下的结构示意图；

图10是本发明紧凑型铸造构架的俯视图；

图11是图9中I部分的局部放大图；

图12是本发明两套轮对内置型轴箱装置与一套轮对装置的装配示意图；

图13是本发明轮对内置型轴箱装置的结构示意图；

图14是本发明梯形轴箱的立体结构示意图；

图15是本发明梯形轴箱在另一立体视角下的结构示意图；

图16是本发明梯形轴箱的主视图；

图17是图13的爆炸装配示意图；

图18是本发明屋脊形橡胶弹簧片组成的主视图；

图19是两套轮对内置型轴箱装置与一套轮对装置以及侧梁单元的装配示意图；

图20是本发明紧凑型二系悬挂系统的立体结构示意图；

图21是本发明紧凑型二系悬挂系统的主视图；

图22是本发明紧凑型二系悬挂系统的俯视图；

图23是图20的爆炸装配示意图；

图24是本发明紧凑型二系悬挂系统的在仰视视角下立体结构示意图；

图25是本发明横向缓冲器的立体结构示意图；

图26是本发明横向缓冲器在立体视角下的爆炸装配示意图；

图27是本发明双弯头抗侧滚扭杆的立体图；

图28是图20的爆炸装配示意图；

图29是图20的右视图；

图30是本发明紧凑型铸造构架与紧凑型二系悬挂系统的装配示意图；

图31是旧有三轨受流器与本发明三轨冰雪刮刀装置的装配结构示意图；

图32是本发明雪犁装置的立体结构示意图；

图33是图32的爆炸装配示意图；

图34是本发明用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架的总装应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图5至图33所示，本发明的用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架包括两套驱动装置14、两套制动装置15和两套轮对装置6，紧凑型铸造构架、紧凑型二系悬挂系统和两套轮对内置型轴箱装置7。轮对装置6包括车轴6-2以及对称布置在其两端的车轮6-1，驱动装置14包括牵引电机14-1和齿轮箱14-2，制动装置15包括两组轮对制动器，其采用常规液压闸瓦制动器。

紧凑型铸造构架包括横梁单元4和两个侧梁单元5，两个侧梁单元5平行且对称布置于横梁单元4的两侧，其三者经铸造工艺一体成型。

横梁单元4为中空的矩形箱体，其中心设有中心销孔4-1，两个电机吊座单元4-2以中心销孔4-1的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元4的两个X轴向外侧壁上。侧梁单元5为中空的矩形箱体，其包括侧梁中部小横梁5-1和两个梯形轴箱定位框5-2，两个梯形轴箱定位框5-2对称布置于侧梁中部小横梁5-1的两端，其三者由铸造工艺一体成型。

侧梁中部小横梁5-1包括受流器安装座5-1-1、枕梁连接座5-1-2、两个制动安装座5-1-3、侧梁齿轮箱吊座5-1-4和两个枕梁止挡5-1-5，其七者均由铸造工艺一体成型。枕梁连接座5-1-2设置于侧梁中部小横梁5-1上端面的中心，受流器安装座5-1-1设置于侧梁中部小横梁5-1外侧壁的中心，两个制动安装座5-1-3对称地布置于受流器安装座5-1-1的两侧。

梯形轴箱定位框5-2的开口朝下，其梯形一个腰线上的坡面侧壁与侧梁中部小横梁5-1连接并一体成型。梯形轴箱定位框5-2两个坡面侧壁的下部均设有同轴水平贯通轴箱定位杆轴孔5-2-1。

侧梁齿轮箱吊座5-1-4布置于位于梯形轴箱定位框5-2的其中一个腰线的顶端，并且侧梁齿轮箱吊座5-1-4的开口端垂直朝向另外一个侧梁的侧壁端面。

位于两个侧梁单元5上的各个侧梁齿轮箱吊座5-1-4，其二者以中心销孔4-1的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元4的两侧。以图10所示的XY轴平面直角坐标系作为参照基准，设圆点o右上角的直角区域为第一象限，圆点o左上角的直角区域为第二象限，并按逆时针方向顺次递推第三和第四象限，则：两个电机吊座单元4-2分布于铸造构架的第一和第三象限，且两个侧梁齿轮箱吊座5-1-4分布于铸造构架的第二和第四象限，每一个侧梁单元5仅设有一个枕梁止挡5-1-5，枕梁止挡5-1-5位于其对应侧梁中部小横梁5-1与梯形轴箱定位框5-2二者的连接部上方。两个侧梁单元5上的枕梁止挡5-1-5分别位于铸造构架的第三和第四象限。

牵引电机14-1的侧壁与一个对应的电机吊座单元4-2固连，齿轮箱14-2通过其齿轮箱螺杆连接座14-2-1与一个对应的侧梁齿轮箱吊座5-1-4固连。

轮对内置型轴箱装置7包括梯形轴箱7-1、两组屋脊形橡胶弹簧片组成7-2、定位拖杆7-3、两个橡胶弹簧片定位卡子7-4和半环形轴箱防撞垫片7-5。定位拖杆7-3的中段与梯形轴箱7-1的下底面活动连接。两组屋脊形橡胶弹簧片组成7-2分别通过一个对应的橡胶弹簧片定位卡子7-4平行固连于梯形轴箱7-1的一个腰线上。橡胶弹簧片定位卡子7-4的下端与梯形轴箱7-1的上底端部固连，橡胶弹簧片定位卡子7-4通过其卡爪将对应的一组屋脊形橡胶弹簧片组成7-2的顶端沿梯形轴箱7-1的腰线外侧壁向斜外侧压紧。屋脊形橡胶弹簧片组成7-2的底部坐落于梯形轴箱7-1的底座上。

梯形轴箱7-1的横断面为等腰梯形，梯形轴箱7-1的中心设有贯通的车轴装配孔7-1-1。作为梯形轴箱7-1两个腰线的外侧壁7-1-2的顶端均设有卡子安装螺孔7-1-2-1，外侧壁7-1-2的底部设有外延底座7-1-2-2。梯形轴箱7-1的上底中部设有垂向防撞止挡7-1-4。位于梯形轴箱7-1内侧端面的车轴装配孔7-1-1外径上设有半环形的防撞垫片安装座7-1-3，位于梯形轴箱7-1外侧端面的车轴装配孔7-1-1外径上设有圆形防撞止挡7-1-5。橡胶弹簧片定位卡子7-4的中部通过螺栓与卡子安装螺孔7-1-2-1固连。定位拖杆7-3的两端分别插入一个对应的轴箱定位杆轴孔5-2-1并与梯形轴箱定位框5-2固连。

紧凑型二系悬挂系统包括横向减振器8、同侧外置型双牵引拉杆9、两个双曲囊空气弹簧10、紧凑型枕梁11、双弯头抗侧滚扭杆12和两个垂向减振器13，紧凑型枕梁11包括枕梁基体11-1、横向缓冲器11-2、枕梁芯筒11-3、两个牵引拉杆铰座11-4、两个垂向减振器基座11-5、两个抗侧滚扭杆座11-6、两个构架连接基座11-7、两个空气弹簧安装座11-8和两个起吊座11-9，枕梁基体11-1为矩形板状空盒结构，其在保障结构强度的同时有助于减重，并同时作为压缩空气的供风通道为双曲囊空气弹簧10供风。两个起吊座11-9固连于枕梁基体11-1的两端。枕梁芯筒11-3垂直固连于枕梁基体11-1下端面的中心，横向缓冲器11-2固连于枕梁基体11-1上端面的中心。两个牵引拉杆铰座11-4对称固连于枕梁基体11-1同一条长边的两端，每一个垂向减振器基座11-5均为向上开口的凹槽结构，其靠外侧的凹槽侧壁与一个对应牵引拉杆铰座11-4内侧壁固连。

两个构架连接基座11-7以枕梁基体11-1的中心平面对称布置于枕梁基体11-1的底部，构架连接基座11-7到枕梁基体11-1的中心平面的间距值为其同侧起吊座11-10到枕梁基体11-1的中心平面的间距值的一半，构架连接基座11-7的长度是枕梁基体11-1的宽度的二倍。两个空气弹簧安装座11-8以枕梁基体11-1的中心平面对称布置于枕梁基体11-1的上端。空气弹簧安装座11-8位于其所临近构架连接基座11-7和垂向减振器基座11-5二者之间。每一个抗侧滚扭杆座11-6均固连于一个对应的空气弹簧安装座11-8外径边缘，两个抗侧滚扭杆座11-6均位于枕梁基体11-1的另外一条长边所在的一侧。

双弯头抗侧滚扭杆12包括两个卡箍连接座12-1、双弯头水平长轴12-3和两个垂向抗侧滚扭杆12-2，两个卡箍连接座12-1对称同轴固连于双弯头水平长轴12-3的水平段两端，每个卡箍连接座12-1均与一个对应抗侧滚扭杆座11-6固连。两个垂向抗侧滚扭杆12-2分别与双弯头水平长轴12-3两端的一个对应弯头固连，两个垂向抗侧滚扭杆12-2平行且均向上布置。垂向抗侧滚扭杆12-2的上端与车体底部铰接。

横向减振器8的两端均设有橡胶节点，横向减振器的一端设有带倾角的焊接连接基座8-1，其另一端设有横向减振器车体端连接座8-2。带倾角的焊接连接基座8-1与牵引拉杆9所在一侧的一个构架连接基座11-7以及临近的枕梁基体11-1外侧壁均焊接固连。同侧外置型双牵引拉杆9的长杆两端均设有橡胶节点，一个牵引拉杆9的一端通过一个Y轴方向的橡胶节点与一个对应牵引拉杆铰座11-4水平铰接，其另一端通过一个Y轴方向的橡胶节点与另一个对应牵引拉杆铰座11-4与车体底部垂直连接。

两个垂向减振器13分别与一个对应的垂向减振器基座11-5垂向铰链，两个双曲囊空气弹簧10分别与一个对应的空气弹簧安装座11-8同轴固连。

紧凑型二系悬挂系统的枕梁基体11-1、枕梁芯筒11-3、两个牵引拉杆铰座11-4、两个垂向减振器基座11-5、两个抗侧滚扭杆座11-6、两个构架连接基座11-7、两个空气弹簧安装座11-8和两个起吊座11-10均通过铸造一体成型，枕梁基体11-1的总重量为460千克、铸造壁厚为16毫米。两个构架连接基座11-7垂向中心平面的间距为1095毫米。两个牵引拉杆铰座11-4垂向中心平面的间距为2370毫米。两个垂向减振器基座11-5垂向中心平面的间距为2010毫米。两个抗侧滚扭杆座11-6垂向中心平面的间距为1573毫米。两个构架连接基座11-7垂向中心平面的间距为1116毫米。两个空气弹簧安装座11-8的轴线间距为1556毫米。两个起吊座11-10垂向中心平面的间距为2340毫米。

横向缓冲器11-2包括基座方盒11-2-1、两组宽度调整片11-2-2、两个橡胶减震垫块11-2-3和两组焊料垫板11-2-4，每一个橡胶减震垫块11-2-3和一个对应的宽度调整片11-2-2均顺次与基座方盒11-2-1的一个侧壁固连，两个橡胶减震垫块11-2-3彼此对称。基座方盒11-2-1的另外两个侧壁端面分别与一个对应的焊料垫板11-2-4焊接固连。焊料垫板11-2-4的上、下边缘分别与基座方盒11-2-1的上端盖和对应侧壁均形成填料缝隙。基座方盒11-2-1的下端与枕梁基体11-1上端面的中心焊接固连。

橡胶减震垫块11-2-3的橡胶减震块由横向金属外壳端坐11-2-3-1和橡胶块11-2-3-2硫化合成，橡胶减震垫块11-2-3的端头从横向金属外壳端坐11-2-3-1的开口端向外侧突出，突出的距离值为1厘米。横向金属外壳端坐11-2-3-1对超过限位行程的高强度撞击起到限位作用，从而保护其内部的橡胶块11-2-3-2免遭破坏。该横向缓冲器11-2位于枕梁中心上方的新布置方式有效克服了因轴箱内置式地铁铸造转向架4缩减布局空间和取消其中心矩形窗口而导致的旧有的横向缓冲器止挡座2-1不复存在的问题，同时，新设计的横向缓冲器11-2体积小、强度高，易于制作和安装，其插入车体底架的匹配凹槽之后，完全可以满足横向减震和曲线弯道上的防撞需求，并大幅节约了旧有横向缓冲器所占用的空间。

同侧外置型双牵引拉杆9的牵引拉杆活塞杆为920毫米的大跨度长杆结构，其二者均朝向构架X轴的正方向。带倾角的焊接连接基座8-1垂直于临近的枕梁基体11-1外侧壁，并且带倾角的焊接连接基座8-1与竖直平面的夹角为30度。该设计使横向减振器8成为兼顾竖直Z轴方向和纵向Y轴方向的双向减震缓冲装置，并大幅节约了横向减振器的旧有长度，提升布局结构的紧凑性。与垂直布置于转向架中心矩形窗口内的旧有Z字形牵引拉杆相比，本发明布置于构架外侧的大跨距双牵引拉杆9等效于将整个紧凑型枕梁11变成了尺寸更大的新型引拉杆结构，由于力矩的大幅增加，使得该牵引拉杆结构可以更为有效地传递应力。两个牵引拉杆均朝向同一方向，在一定程度上起到抑制车体沿行进方的X轴方向前后扭摆的效果。

双弯头抗侧滚扭杆12的两个弯头所在平面向下倾斜，其与竖直平面的夹角为65度。该结构可以将车体沿前进的X轴方向的前后扭动力矩和竖直Z轴方向上垂向震动力矩形成合力传递，在分别通过卡箍连接座12-1内的橡胶节点和垂向抗侧滚扭杆12-2端部的橡胶节点进行吸能缓冲，从而在另一角度实现辅助垂向减振器以及双曲囊二系空气弹簧10的减震效果。双曲囊二系空气弹簧10选用康迪泰克公司生产的FD1330-80型双曲囊二系空气弹簧。

横梁单元4和两个侧梁单元5的钢板壁厚均为16毫米，两个侧梁单元5间的跨距为1165毫米。

梯形轴箱7-1的腰线与下底的夹角为79度。安装在同一车轴6-2上的两个梯形轴箱7-1的间距为1165毫米。外侧壁7-1-2的横断面为左右对称、中部相连的V字形，其V字形横断面的张口角度为106度。

屋脊形橡胶弹簧片组成7-2的每一个屋脊形橡胶弹簧片均是横断面为左右对称、中部相连的V字形，其长度、宽度和张口角度均与外侧壁7-1-2的外侧端面相匹配。多个屋脊形橡胶弹簧片层叠固连形成一个屋脊形橡胶弹簧片组成7-2。位于最内层的屋脊形橡胶弹簧片与对应的外侧壁7-1-2匹配扣合。

转向架还包括雪犁装置21和两个雪犁安装机构22，雪犁装置21包括横梁组成21-1、四个叶片21-2、两个加固板21-3、两个垫块21-4和四个垫板21-5，雪犁安装机构22包括雪犁安装座22-1、二级保护机构22-2、润滑设备安装架22-3和润滑设备安装架螺栓22-4。

横梁组成21-1包括由断面为口字形的铝型材制成的雪犁横梁21-1-1和多个宽度不同的安装板21-1-2，雪犁横梁21-1-1外形宽度由中间向两端递减，雪犁横梁21-1-1的两个端部各设有一个延伸板21-1-1-1。多个安装板21-1-2的中部与雪犁横梁21-1-1的顶部固连，多个安装板21-1-2按照自中间向两端宽度递减的顺序安装在雪犁横梁21-1-1上，对应同一叶片21-2的多个安装板21-1-2的外侧壁均共面，每个安装板21-1-2的两端均设有一个第一横向长条孔21-1-2-1。

两个垫块21-4上各设有两个垫块螺孔21-4-1和两个第一安装孔21-4-2，每个垫块21-4均通过螺钉与两个第一安装孔21-4-2的配合固连在雪犁横梁21-1-1两个端口的内部。

两个加固板21-3的下部两端各设有一个第二横向长条孔21-3-1，两个加固板21-3的上部前端各设有两个第二安装孔21-3-2。

四个叶片21-2上各设有多个纵向长条孔21-2-1，四个叶片21-2对称分布在雪犁横梁21-1-1的前后两侧，相邻两个叶片21-2呈V字形分布。前端两组叶片21-2为清雪叶片，后端的两组叶片21-2为备用叶片并对雪犁装置21整体起到结构强化作用。

四个垫板21-5上各设有多个螺孔，一一对应的四个垫板21-5和四个叶片21-2分别通过多个螺栓顺次穿过多个螺孔、多个纵向长条孔21-2-1后与多个第一横向长条孔21-1-2-1或一个第二横向长条孔21-3-1螺纹连接。

雪犁安装座22-1包括上盖板22-1-1、下盖板22-1-2、立板22-1-3、筋板22-1-4和横板22-1-5，立板22-1-3的上端与上盖板22-1-1的上端连接，立板22-1-3的下端与下盖板22-1-2的上端连接，立板22-1-3上设有多个安装螺孔。横板22-1-5的一端与上盖板22-1-1的下端固连，另一端与下盖板22-1-2的下端固连，横板22-1-5的中部设有两个安装螺孔。筋板22-1-4分别与上盖板22-1-1、下盖板22-1-2、立板22-1-3、横板22-1-5的内侧壁垂直固连。两个雪犁安装座22-1的底部各自通过两个螺栓顺次穿过横板22-1-5的螺孔、第二安装孔21-3-2、雪犁横梁21-1-1端口处的螺孔后与垫块螺孔21-4-1螺纹连接。

润滑设备安装架22-3包括横板22-3-1、中立板22-3-2和侧立板22-3-3，横板22-3-1的前端设有两个平行的长条圆孔22-3-1-1，横板22-3-1的后端垂直固连在筋板22-1-4上。中立板22-3-2的后端垂直固连在筋板22-1-4上，中立板22-3-2的底部垂直固连在横板22-3-1的中部上端面上。侧立板22-3-3的后端垂直固连在筋板22-1-4上，侧立板22-3-3的中部垂直固连在横板22-3-1的侧端面上。

润滑设备安装架螺栓22-4与两个长条圆孔22-3-1-1螺纹连接。

二级保护机构22-2包括上安全夹22-2-1、下安全夹22-2-2、螺纹销轴22-2-3、钢丝绳22-2-4和紧固螺母22-2-5，上安全夹22-2-1卡在上盖板22-1-1的上部，下安全夹22-2-2卡在下盖板22-1-2的下部，钢丝绳22-2-4一端套在下安全夹22-2-2上，另一端通过螺纹销轴22-2-3和紧固螺母22-2-5的配合固定在上安全夹22-2-1上。

雪犁装置21的下端距离常规铁轨20的高度为50毫米，其呈V字形分布的叶片21-2可有效将铁轨路基表面的雪向轨道两侧推开，并可以有效保护转向架免受冰块或小动物等危险物体的高速撞击。

三轨受流器17与受流器安装座5-1-1固连，每个三轨受流器17配备两个三轨冰雪刮刀装置23，每个三轨冰雪刮刀装置23均包括一个刮刀基座和两个刀片，刮刀基座与电刷17-1平行且位于电刷17-1的前方，其二者均固连于三轨受流器17上，两个刀片呈八字形布置并均与刮刀基座固连。刀片的刃口垂直于列车行进的方向，且刃口距离三轨18的距离为3毫米。三轨冰雪刮刀装置23作为供电第三轨结冰清除装置，可以有效清除三轨18表面的薄冰和树枝、鸟粪等异物，从而确保电刷17-1能连续从第三轨上获取电能。

轮缘润滑设备19及其附属信号天线设备均从原有的三轨受流器17附近该装置远离三轨受流器17的雪犁安装机构22上，可有效避免轮缘润滑设备19及其附属信号天线设备受到电磁信号的干扰，从而提高其工作可靠性。

具体应用本发明的用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架时，横向缓冲器11-2、双弯头抗侧滚扭杆12、垂向减振器13、横向减振器8、同侧外置型双牵引拉杆9中的减振动作单元均可采用业内通用的油缸阻尼器。

如图34所示，首先将齿轮箱14-2同轴压装在车轴6-2给定的位置上，然后将两套梯形轴箱7-1通过轴承与车轴6-2同轴压装，再分别完成轮对内置型轴箱装置7上其它部件的组装以及向车轴6-2端部压装车轮6-1，然后将两套完成预组装后的动力轮对机构分别装入侧梁单元5上对应的四个梯形轴箱定位框5-2内。将牵引电机14-1与电机吊座单元4-2固连并与车轴6-2的中段同轴转动连接，此后，将齿轮箱14-2的轴向外侧壁与其临近的侧梁中部小横梁5-1内侧壁横向固连，再将齿轮箱14-2的上端与侧梁齿轮箱吊座5-1-4垂向固连，并将定位拖杆7-3的两端分别与对应的构架定位杆轴孔5-2-1固连。此后，分别将两套制动装置15通过螺栓与其对应的侧梁单元5上的安装座进行连接，并调整闸瓦与车轮6-1的间隙。

接着，将紧凑型枕梁11下方的枕梁芯筒11-3通过磨耗套筒与横梁单元4中心的中心销孔4-1压装轴连，并分别将紧凑型枕梁11下方的两个构架连接基座11-7与侧梁3中段对应的枕梁连接座5-1-2通过旁承摩擦副配合，此后，将横向缓冲器11-2、双弯头抗侧滚扭杆12、垂向减振器13、横向减振器8、同侧外置型双牵引拉杆9分别与车体上的对接结构相应连接，即可通过本发明的紧凑型二系悬挂系统实现车体与本发明的紧凑型铸造构架二者连接，并在大幅节约设备布局空间的同时，依旧发挥良好的全方位的减震缓冲效果。

最后，向头车第一个转向架的构架前端安装两个雪犁安装机构22和雪犁装置21以及三轨受流器17，并将轮缘润滑设备19通过润滑设备安装架螺栓22-4与两个长条圆孔22-3-1-1螺纹连接，再分别调整雪犁装置21以及三轨冰雪刮刀装置23的高度，即可全部完成本发明用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架的组装作业。

Claims (8)

1.用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架，其包括两套轮对装置(6)、两套驱动装置(14)和两套制动装置(15)，轮对装置(6)包括车轴(6-2)以及对称布置在其两端的车轮(6-1)，驱动装置(14)包括牵引电机(14-1)和齿轮箱(14-2)，制动装置(15)包括两组轮对制动器，其特征在于：该转向架还包括紧凑型铸造构架、紧凑型二系悬挂系统、两套轮对内置型轴箱装置(7)、雪犁装置(21)、两个雪犁安装机构(22)和多个三轨冰雪刮刀装置(23)；

所述紧凑型铸造构架包括横梁单元(4)和两个侧梁单元(5)，两个侧梁单元(5)平行且对称布置于横梁单元(4)的两侧，其三者经铸造工艺一体成型；

所述横梁单元(4)为中空的矩形箱体，其中心设有中心销孔(4-1)，两个电机吊座单元(4-2)以中心销孔(4-1)的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元(4)的两个X轴向外侧壁上；侧梁单元(5)为中空的矩形箱体，其包括侧梁中部小横梁(5-1)和两个梯形轴箱定位框(5-2)，两个梯形轴箱定位框(5-2)对称布置于侧梁中部小横梁(5-1)的两端，其三者由铸造工艺一体成型；

所述侧梁中部小横梁(5-1)包括受流器安装座(5-1-1)、枕梁连接座(5-1-2)、两个制动安装座(5-1-3)、侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)和两个枕梁止挡(5-1-5)，其七者均由铸造工艺一体成型；枕梁连接座(5-1-2)设置于侧梁中部小横梁(5-1)上端面的中心，受流器安装座(5-1-1)设置于侧梁中部小横梁(5-1)外侧壁的中心，两个制动安装座(5-1-3)对称地布置于受流器安装座(5-1-1)的两侧；

所述梯形轴箱定位框(5-2)的开口朝下，其梯形一个腰线上的坡面侧壁与侧梁中部小横梁(5-1)连接并一体成型；梯形轴箱定位框(5-2)两个坡面侧壁的下部均设有同轴水平贯通轴箱定位杆轴孔(5-2-1)；

所述侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)布置于位于梯形轴箱定位框(5-2)的其中一个腰线的顶端，并且侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)的开口端垂直朝向另外一个侧梁的侧壁端面；

位于所述两个侧梁单元(5)上的各个侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)，其二者以中心销孔(4-1)的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元(4)的两侧；两个电机吊座单元(4-2)分布于铸造构架的第一和第三象限，且两个侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)分布于铸造构架的第二和第四象限，每一个侧梁单元(5)仅设有一个枕梁止挡(5-1-5)，枕梁止挡(5-1-5)位于其对应侧梁中部小横梁(5-1)与梯形轴箱定位框(5-2)二者的连接部上方；两个侧梁单元(5)上的枕梁止挡(5-1-5)分别位于铸造构架的第三和第四象限；

所述牵引电机(14-1)的侧壁与一个对应的电机吊座单元(4-2)固连，齿轮箱(14-2)通过其齿轮箱螺杆连接座(14-2-1)与一个对应的侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)固连；

所述轮对内置型轴箱装置(7)包括梯形轴箱(7-1)、两组屋脊形橡胶弹簧片组成(7-2)、定位拖杆(7-3)、两个橡胶弹簧片定位卡子(7-4)和半环形轴箱防撞垫片(7-5)；所述定位拖杆(7-3)的中段与梯形轴箱(7-1)的下底面活动连接；两组屋脊形橡胶弹簧片组成(7-2)分别通过一个对应的橡胶弹簧片定位卡子(7-4)平行固连于梯形轴箱(7-1)的一个腰线上；橡胶弹簧片定位卡子(7-4)的下端与梯形轴箱(7-1)的上底端部固连，橡胶弹簧片定位卡子(7-4)通过其卡爪将对应的一组屋脊形橡胶弹簧片组成(7-2)的顶端沿梯形轴箱(7-1)的腰线外侧壁向斜外侧压紧；屋脊形橡胶弹簧片组成(7-2)的底部坐落于梯形轴箱(7-1)的底座上；

所述梯形轴箱(7-1)的横断面为等腰梯形，梯形轴箱(7-1)的中心设有贯通的车轴装配孔(7-1-1)；作为梯形轴箱(7-1)两个腰线的外侧壁(7-1-2)的顶端均设有卡子安装螺孔(7-1-2-1)，外侧壁(7-1-2)的底部设有外延底座(7-1-2-2)；梯形轴箱(7-1)的上底中部设有垂向防撞止挡(7-1-4)；位于梯形轴箱(7-1)内侧端面的车轴装配孔(7-1-1)外径上设有半环形的防撞垫片安装座(7-1-3)，位于梯形轴箱(7-1)外侧端面的车轴装配孔(7-1-1)外径上设有圆形防撞止挡(7-1-5)；橡胶弹簧片定位卡子(7-4)的中部通过螺栓与卡子安装螺孔(7-1-2-1)固连；定位拖杆(7-3)的两端分别插入一个对应的轴箱定位杆轴孔(5-2-1)并与梯形轴箱定位框(5-2)固连；

所述紧凑型二系悬挂系统包括横向减振器(8)、同侧外置型双牵引拉杆(9)、两个双曲囊空气弹簧(10)、紧凑型枕梁(11)、双弯头抗侧滚扭杆(12)和两个垂向减振器(13)，所述紧凑型枕梁(11)包括枕梁基体(11-1)、横向缓冲器(11-2)、枕梁芯筒(11-3)、两个牵引拉杆铰座(11-4)、两个垂向减振器基座(11-5)、两个抗侧滚扭杆座(11-6)、两个构架连接基座(11-7)、两个空气弹簧安装座(11-8)和两个起吊座(11-9)，枕梁基体(11-1)为矩形结构，两个起吊座(11-9)固连于枕梁基体(11-1)的两端；枕梁芯筒(11-3)垂直固连于枕梁基体(11-1)下端面的中心，横向缓冲器(11-2)固连于枕梁基体(11-1)上端面的中心；两个牵引拉杆铰座(11-4)对称固连于枕梁基体(11-1)同一条长边的两端，每一个垂向减振器基座(11-5)均为向上开口的凹槽结构，其靠外侧的凹槽侧壁与一个对应牵引拉杆铰座(11-4)内侧壁固连；

所述两个构架连接基座(11-7)以枕梁基体(11-1)的中心平面对称布置于枕梁基体(11-1)的底部，构架连接基座(11-7)到枕梁基体(11-1)的中心平面的间距值为其同侧起吊座(11-9)到枕梁基体(11-1)的中心平面的间距值的一半，构架连接基座(11-7)的长度是枕梁基体(11-1)的宽度的二倍；两个空气弹簧安装座(11-8)以枕梁基体(11-1)的中心平面对称布置于枕梁基体(11-1)的上端；空气弹簧安装座(11-8)位于其所临近构架连接基座(11-7)和垂向减振器基座(11-5)二者之间；每一个抗侧滚扭杆座(11-6)均固连于一个对应的空气弹簧安装座(11-8)外径边缘，所述两个抗侧滚扭杆座(11-6)均位于枕梁基体(11-1)的另外一条长边所在的一侧；

所述双弯头抗侧滚扭杆(12)包括两个卡箍连接座(12-1)、双弯头水平长轴(12-3)和两个垂向抗侧滚扭杆(12-2)，两个卡箍连接座(12-1)对称同轴固连于双弯头水平长轴(12-3)的水平段两端，每个卡箍连接座(12-1)均与一个对应抗侧滚扭杆座(11-6)固连；两个垂向抗侧滚扭杆(12-2)分别与双弯头水平长轴(12-3)两端的一个对应弯头固连，两个垂向抗侧滚扭杆(12-2)平行且均向上布置；

所述横向减振器(8)的活塞杆两端均设有橡胶节点，横向减振器活塞杆的一端设有带倾角的焊接连接基座(8-1)，其另一端设有横向减振器车体端连接座(8-2)；带倾角的焊接连接基座(8-1)与牵引拉杆(9)所在一侧的一个构架连接基座(11-7)以及临近的枕梁基体(11-1)外侧壁均焊接固连；同侧外置型双牵引拉杆(9)的长杆两端均设有橡胶节点，一个牵引拉杆(9)的一端通过一个Y轴方向的橡胶节点与一个对应牵引拉杆铰座(11-4)水平铰接，其另一端通过一个Y轴方向的橡胶节点与另一个对应牵引拉杆铰座(11-4)与车体底部垂直连接；

所述两个垂向减振器(13)分别与一个对应的垂向减振器基座(11-5)垂向铰链，两个双曲囊空气弹簧(10)分别与一个对应的空气弹簧安装座(11-8)同轴固连；

所述雪犁装置(21)包括横梁组成(21-1)、四个叶片(21-2)、两个加固板(21-3)、两个垫块(21-4)和四个垫板(21-5)，雪犁安装机构(22)包括雪犁安装座(22-1)、二级保护机构(22-2)、润滑设备安装架(22-3)和润滑设备安装架螺栓(22-4)；

横梁组成(21-1)包括由断面为口字形的铝型材制成的雪犁横梁(21-1-1)和多个宽度不同的安装板(21-1-2)，雪犁横梁(21-1-1)外形宽度由中间向两端递减，雪犁横梁(21-1-1)的两个端部各设有一个延伸板(21-1-1-1)；多个安装板(21-1-2)的中部与雪犁横梁(21-1-1)的顶部固连，多个安装板(21-1-2)按照自中间向两端宽度递减的顺序安装在雪犁横梁(21-1-1)上，对应同一叶片(21-2)的多个安装板(21-1-2)的外侧壁均共面，每个安装板(21-1-2)的两端均设有一个第一横向长条孔(21-1-2-1)；

两个垫块(21-4)上各设有两个垫块螺孔(21-4-1)和两个第一安装孔(21-4-2)，每个垫块(21-4)均通过螺钉与两个第一安装孔(21-4-2)的配合固连在雪犁横梁(21-1-1)两个端口的内部；

两个加固板(21-3)的下部两端各设有一个第二横向长条孔(21-3-1)，两个加固板(21-3)的上部前端各设有两个第二安装孔(21-3-2)；

四个叶片(21-2)上各设有多个纵向长条孔(21-2-1)，四个叶片(21-2)对称分布在雪犁横梁(21-1-1)的两侧，相邻两个叶片(21-2)呈V字形分布；

四个垫板(21-5)上各设有多个螺孔，一一对应的四个垫板(21-5)和四个叶片(21-2)分别通过多个螺栓顺次穿过多个螺孔、多个纵向长条孔(21-2-1)后与多个第一横向长条孔(21-1-2-1)或一个第二横向长条孔(21-3-1)螺纹连接；

雪犁安装座(22-1)包括上盖板(22-1-1)、下盖板(22-1-2)、立板(22-1-3)、筋板(22-1-4)和横板(22-1-5)，立板(22-1-3)的上端与上盖板(22-1-1)的上端连接，立板(22-1-3)的下端与下盖板(22-1-2)的上端连接，立板(22-1-3)上设有多个安装螺孔；横板(22-1-5)的一端与上盖板(22-1-1)的下端固连，另一端与下盖板(22-1-2)的下端固连，横板(22-1-5)的中部设有两个安装螺孔；筋板(22-1-4)分别与上盖板(22-1-1)、下盖板(22-1-2)、立板(22-1-3)、横板(22-1-5)的内侧壁垂直固连；两个雪犁安装座(22-1)的底部各自通过两个螺栓顺次穿过横板(22-1-5)的螺孔、第二安装孔(21-3-2)、雪犁横梁(21-1-1)端口处的螺孔后与垫块螺孔(21-4-1)螺纹连接；

润滑设备安装架(22-3)包括横板(22-3-1)、中立板(22-3-2)和侧立板(22-3-3)，横板(22-3-1)的前端设有两个平行的长条圆孔(22-3-1-1)，横板(22-3-1)的后端垂直固连在筋板(22-1-4)上；中立板(22-3-2)的后端垂直固连在筋板(22-1-4)上，中立板(22-3-2)的底部垂直固连在横板(22-3-1)的中部上端面上；侧立板(22-3-3)的后端垂直固连在筋板(22-1-4)上，侧立板(22-3-3)的中部垂直固连在横板(22-3-1)的侧端面上；

润滑设备安装架螺栓(22-4)与两个长条圆孔(22-3-1-1)螺纹连接；

二级保护机构(22-2)包括上安全夹(22-2-1)、下安全夹(22-2-2)、螺纹销轴(22-2-3)、钢丝绳(22-2-4)和紧固螺母(22-2-5)，上安全夹(22-2-1)卡在上盖板(22-1-1)的上部，下安全夹(22-2-2)卡在下盖板(22-1-2)的下部，钢丝绳(22-2-4)一端套在下安全夹(22-2-2)上，另一端通过螺纹销轴(22-2-3)和紧固螺母(22-2-5)的配合固定在上安全夹(22-2-1)上；

所述雪犁装置(21)的下端距离行车铁轨(20)的高度为50毫米；

每个所述三轨冰雪刮刀装置(23)均包括一个刮刀基座和两个刀片，刮刀基座与电刷(17-1)平行且位于电刷(17-1)的前方，其二者均固连于三轨受流器(17)上，两个刀片呈八字形布置并均与刮刀基座固连；刀片的刃口垂直于列车行进的方向，且刃口距离三轨(18)的距离为3毫米。

2.如权利要求1所述的用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架，其特征在于：所述紧凑型二系悬挂系统的枕梁基体(11-1)、枕梁芯筒(11-3)、两个牵引拉杆铰座(11-4)、两个垂向减振器基座(11-5)、两个抗侧滚扭杆座(11-6)、两个构架连接基座(11-7)、两个空气弹簧安装座(11-8)和两个起吊座(11-9)均通过铸造一体成型，枕梁基体(11-1)的总重量为460千克，铸造壁厚为16毫米；所述两个构架连接基座(11-7)垂向中心平面的间距为1095毫米，两个牵引拉杆铰座(11-4)垂向中心平面的间距为2370毫米，两个垂向减振器基座(11-5)垂向中心平面的间距为2010毫米，两个抗侧滚扭杆座(11-6)垂向中心平面的间距为1573毫米，两个构架连接基座(11-7)垂向中心平面的间距为1116毫米，两个空气弹簧安装座(11-8)的轴线间距为1556毫米，两个起吊座(11-9)垂向中心平面的间距为2340毫米。

3.如权利要求1或2所述的用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架，其特征在于：所述横向缓冲器(11-2)包括基座方盒(11-2-1)、两组宽度调整片(11-2-2)、两个橡胶减震垫块(11-2-3)和两组焊料垫板(11-2-4)，每一个所述橡胶减震垫块(11-2-3)和一个对应的宽度调整片(11-2-2)均顺次与基座方盒(11-2-1)的一个侧壁固连，两个橡胶减震垫块(11-2-3)彼此对称；基座方盒(11-2-1)的另外两个侧壁端面分别与一个对应的焊料垫板(11-2-4)焊接固连；焊料垫板(11-2-4)的上、下边缘分别与基座方盒(11-2-1)的上端盖和对应侧壁均形成填料缝隙；基座方盒(11-2-1)的下端与枕梁基体(11-1)上端面的中心焊接固连。

4.如权利要求3所述的用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架，其特征在于：所述橡胶减震垫块(11-2-3)的橡胶减震块由横向金属外壳端坐(11-2-3-1)和橡胶块(11-2-3-2)硫化合成，橡胶减震垫块(11-2-3)的端头从横向金属外壳端坐(11-2-3-1)的开口端向外侧突出，突出的距离值为1厘米。

5.如权利要求1所述的用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架，其特征在于：所述同侧外置型双牵引拉杆(9)的牵引拉杆活塞杆为920毫米的大跨度长杆结构，其二者均朝向构架X轴的正方向；带倾角的焊接连接基座(8-1)垂直于临近的枕梁基体(11-1)外侧壁，并且带倾角的焊接连接基座(8-1)与竖直平面的夹角为30度；所述双弯头抗侧滚扭杆(12)的两个弯头所在平面向下倾斜，其与竖直平面的夹角为65度。

6.如权利要求1所述的用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架，其特征在于：所述横梁单元(4)和两个侧梁单元(5)的钢板壁厚均为16毫米，两个侧梁单元(5)间的跨距为1165毫米。

7.如权利要求1所述的用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架，其特征在于：所述梯形轴箱(7-1)的腰线与下底的夹角为79度；安装在同一车轴(6-2)上的两个梯形轴箱(7-1)的间距为1165毫米；所述外侧壁(7-1-2)的横断面为左右对称、中部相连的V字形，其V字形横断面的张口角度为106度。

8.如权利要求1或7所述的用于高寒地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架，其特征在于：所述屋脊形橡胶弹簧片组成(7-2)的每一个屋脊形橡胶弹簧片均是横断面为左右对称、中部相连的V字形，其长度、宽度和张口角度均与外侧壁(7-1-2)的外侧端面相匹配；多个屋脊形橡胶弹簧片层叠固连形成一个屋脊形橡胶弹簧片组成(7-2)；位于最内层的屋脊形橡胶弹簧片与对应的外侧壁(7-1-2)匹配扣合。