CN109178012A - 一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高速列车技术领域的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，包括车厢横梁、承重台、中心轴、承重限位座、承重主轴架、承重轮、承重轨道、活动架部件、导向轨道、减震组件以及可垂直伸缩的活动连杆机构；承重台的对称中心通过中心轴水平转动地连接在车厢横梁底侧，承重限位座固定在车厢横梁上且设置为承重台的转动支承；承重轮设有两组且分别转动连接在承重主轴架的左右端，两组承重轮分别在两个承重轨道上滚动；活动架部件安装在承重主轴架下侧，活动架部件设置两组分别与两个导向轨道滚动接触的导向轮；承重台通过活动连杆机构、减震组件与承重主轴架活动连接。能够在高速行驶中保持良好的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及高速列车技术领域，具体来说，是一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统。
背景技术
悬挂系统是高速列车上重要的部件之一，能够缓冲由轨道传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平稳地行驶。
目前，高速列车的悬挂系统技术已经成熟，但是，面对全新的轮轨关系，传统悬挂系统并不能很好地适应全新的轮轨关系，需要进一步得到改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，能够在高速行驶中保持良好的稳定性。
本发明的目的是这样实现的：一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，包括车厢横梁、承重台、中心轴、承重限位座、承重主轴架、承重轮、承重轨道、活动架部件、导向轨道、可在垂直方向伸缩变形的减震组件以及可垂直伸缩的活动连杆机构，其中所述承重轨道、导向轨道均设置为两条；
所述车厢横梁固接车厢地板底部，所述承重台为对称结构，所述承重台的对称中心通过中心轴水平转动地连接在车厢横梁底侧，所述承重限位座固定在车厢横梁上且设置为承重台的转动支承；
所述承重轮设有两组且分别转动连接在承重主轴架的左右端，两组承重轮分别在两个承重轨道上滚动；
所述活动架部件安装在承重主轴架下侧，所述活动架部件设置两组分别与两个导向轨道滚动接触的导向轮；
所述承重台通过活动连杆机构、减震组件与承重主轴架活动连接。
进一步地，所述活动连杆机构包括两组中心连杆组，两组中心连杆组以中心轴为准左右镜像对称布置且靠近中心轴，每组中心连杆组包括两个沿车厢长度方向排列的子级中心连杆单元组，每个子级中心连杆单元组均可进行纵向活动，每一个子级中心连杆单元组均包括两个上中心连杆、两个下中心连杆、一个中心横连杆，两个上中心连杆活动安装在承重台下侧且构成平行四边形连杆机构，两个下中心连杆活动安装在承重主轴架上且构成平行四边形连杆机构，两个上中心连杆和两个下中心连杆相互铰接并形成两个分别与中心横连杆两端相铰接的铰点。
进一步地，每组中心连杆组还包括两个中连加强杆，所述中连加强杆的两端部均活动连接上中心连杆与下中心连杆所形成的铰点。
进一步地，所述活动连杆机构包括两组以车厢中心线为准左右镜像布置的侧向连杆组，每组侧向连杆组均由两个相对布置的、可纵向活动的子级侧向连杆组组成，每个子级侧向连杆组包括两个可形成平行四边形连杆机构的上侧连杆，还包括两个可形成平行四边形连杆机构的下侧连杆，每组侧向连杆组包括一个侧横连杆，所述上侧连杆与承重台相铰接，所述下侧连杆与承重主轴架相铰接，两个上侧连杆与两个下侧连杆分别铰接并形成两个分别与侧横连杆两端相铰接的铰点。
进一步地，所述上中心连杆和下中心连杆所形成的活动轨迹面与上侧连杆和下侧连杆所形成的活动轨迹面相互垂直。
进一步地，所述承重限位座设有限位槽，所述承重台的边缘处于限位槽内，所述承重台的边缘下侧与限位槽壁面之间留有自由间隙且在该间隙处设置有若干保持滚珠，所有保持滚珠以中心轴为准圆弧状排列，且所述承重台的边缘下侧与限位槽壁面均设有与保持滚珠滚动配合的弧形凹槽。
进一步地，所述承重台的边缘上侧与限位槽壁面之间留有自由间隙且在该间隙处设置有若干承重滚珠，所述承重滚珠至少设有两组，且每一组承重滚珠以中心轴为准圆弧状排列，所述承重台的边缘上侧与限位槽壁面均设有与承重滚珠滚动配合的弧形凹槽。
进一步地，所述承重主轴架的左右侧均设有安全轮，两个导向轨道上沿均设有向内侧方向延伸的安全凸缘，所述安全轮对应安全凸缘的下侧位置。
进一步地，所述减震组件包括主减震器、减震弹簧、主弹簧座，所述主弹簧座设有两个且分别固定在承重台、承重主轴架上，所述主减震器上端与上方的主弹簧座相连，所述主减震器下端与下方的主弹簧座相连，所述减震弹簧上下端分别与两个主弹簧座相连，所述减震弹簧同轴套装主减震器。
进一步地，所述活动架部件包括活动连杆机构、弹性组件，所述活动连杆机构为剪刀叉连杆机构且能够以垂直于车厢中心线的方向进行水平伸缩，且所述活动连杆机构与承重主轴架滑动配合，所述导向轮设置在活动连杆机构上，所述弹性组件与活动连杆机构相结合以驱使活动连杆机构处于向两侧张紧的状态，并使得两组导向轮分别贴靠两个导向轨道，所述活动连杆机构为对称式结构，所述活动连杆机构的对称中心处于中心轴的轴线上。
本发明的有益效果在于：其一，能够在高速行驶中保持良好的稳定性，且整个系统配置合理，具备良好的抗震性能和快速响应性能；其二，具有良好的抗震防偏移性能，安全性进一步得到保障，首先减震组件包括主减震器和减震弹簧，两者结合使用可消减大幅度的震动，保障高速行驶的安全性，其次中心连杆组和侧向连杆组可同时遏制承重主轴架在承重轮轴线方向上的偏移以及行驶方向上的偏移，使得承重主轴架只受到垂直方向上的震动，考虑到减震组件能够很好地减轻垂直方向上的震动，因此承重主轴架在高速行驶过程中所受的震动相对较弱，最终目的就是使得车厢地板所受的震动也相对较弱，以保障行驶的安全性和乘坐的舒适性，再其次，安全轮和安全凸缘的设置可提升整个系统的安全系数，在列车受到较大侧向力作用时安全轮抵触安全凸缘，可防止列车侧翻；其三，承重滚珠、保持滚珠可进一步保证承重台与车厢横梁能够顺畅地、快速地进行相对旋转，减小承重台与承重限位座的相对摩擦作用，以保障系统的响应性能。
附图说明
图1是本发明的总装示意图。
图2是图1中的A-A剖视示意图。
图3为图1中的B-B剖视示意图。
图4为承重主轴架和活动架部件的配合安装示意图。
图5为承重滚珠和保持滚珠的布置示意图。
图中，1车厢横梁，2承重台，3中心轴，4承重限位座，4a限位槽，5承重滚珠，6保持滚珠，7承重主轴架，8承重轮，9承重轨道，10活动连杆机构，11导向轮，12导向轨道，12a安全凸缘，13安全轮，14减震组件，14a主弹簧座，14b主减震器，14c减震弹簧，15上中心连杆，16下中心连杆，17中心横连杆，18中连加强杆，19上侧连杆，20下侧连杆，21侧横连杆，22车厢地板，23弹性组件，24中心铰轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，包括车厢横梁1、承重台2、中心轴3、承重限位座4、承重主轴架7、承重轮8、承重轨道9、活动架部件、导向轨道12、可在垂直方向伸缩变形的减震组件14以及可垂直伸缩的活动连杆机构，其中承重轨道9、导向轨道12均设置为两条。
上述车厢横梁1固接车厢地板22底部，承重台2为对称结构，承重台2的对称中心通过中心轴3水平转动地连接在车厢横梁1底侧，承重限位座4固定在车厢横梁1上且设置为承重台2的转动支承。
上述承重轮8设有两组且分别转动连接在承重主轴架7的左右端，两组承重轮8分别在两个承重轨道9上滚动。
上述活动架部件安装在承重主轴架7下侧，活动架部件设置两组分别与两个导向轨道12滚动接触的导向轮11，每组导向轮11可以有两个。
上述承重台2通过活动连杆机构、减震组件14与承重主轴架7活动连接。
上述活动连杆机构包括两组中心连杆组，两组中心连杆组以中心轴3为准左右镜像对称布置且靠近中心轴3，每组中心连杆组包括两个沿车厢长度方向排列的子级中心连杆单元组，每个子级中心连杆单元组均可进行纵向活动，每一个子级中心连杆单元组均包括两个上中心连杆15、两个下中心连杆16、一个中心横连杆17，两个上中心连杆15活动安装在承重台2下侧且构成平行四边形连杆机构，两个下中心连杆16活动安装在承重主轴架7上且构成平行四边形连杆机构，两个上中心连杆15和两个下中心连杆16相互铰接并形成两个分别与中心横连杆17两端相铰接的铰点。
如图3所示，每组中心连杆组还包括两个中连加强杆18，中连加强杆18的两端部均活动连接上中心连杆15与下中心连杆16所形成的铰点。中连加强杆18起到了加强结构强度的作用。
如图2所示，上述活动连杆机构包括两组以车厢中心线为准左右镜像布置的侧向连杆组，每组侧向连杆组均由两个相对布置的、可纵向活动的子级侧向连杆组组成，每个子级侧向连杆组包括两个可形成平行四边形连杆机构的上侧连杆19，还包括两个可形成平行四边形连杆机构的下侧连杆20，每组侧向连杆组包括一个侧横连杆21，上侧连杆19与承重台2相铰接，下侧连杆20与承重主轴架7相铰接，两个上侧连杆19与两个下侧连杆20分别铰接并形成两个分别与侧横连杆21两端相铰接的铰点。
结合图1-2所示，上述上中心连杆15和下中心连杆16所形成的活动轨迹面与上侧连杆19和下侧连杆20所形成的活动轨迹面相互垂直。
如图1所示，上述承重限位座4设有限位槽4a，承重台2的边缘处于限位槽4a内，承重台2的边缘下侧与限位槽4a壁面之间留有自由间隙且在该间隙处设置有若干保持滚珠6，所有保持滚珠6以中心轴3为准圆弧状排列，且承重台2的边缘下侧与限位槽4a壁面均设有与保持滚珠6滚动配合的弧形凹槽。
上述承重台2的边缘上侧与限位槽4a壁面之间留有自由间隙且在该间隙处设置有若干承重滚珠5，承重滚珠5至少设有两组，且每一组承重滚珠5以中心轴3为准圆弧状排列，承重台2的边缘上侧与限位槽4a壁面均设有与承重滚珠5滚动配合的弧形凹槽。
上述承重主轴架7的左右侧均设有安全轮13，两个导向轨道12上沿均设有向内侧方向延伸的安全凸缘12a，安全轮13对应安全凸缘12a的下侧位置。在列车受到较大侧向力作用时安全轮13抵触安全凸缘12a，可防止列车侧翻，保证列车行驶的安全性，在正常行驶状态下，安全轮13与安全凸缘12a保持一定的距离。
如图1、2所示，上述减震组件14可设置为两组，两组减震组件14以车厢中心线为准左右对称布置，使得车厢左右侧所受的震动均能够得到消减；每一组减震组件14设有一对，每个减震组件14包括主减震器14b、减震弹簧14c、主弹簧座14a，主弹簧座14a设有两个且分别固定在承重台2、承重主轴架7上，主减震器14b上端与上方的主弹簧座14a相连，主减震器14b下端与下方的主弹簧座14a相连，减震弹簧14c上下端分别与两个主弹簧座14a相连，减震弹簧14c同轴套装主减震器14b。
上述活动架部件包括活动连杆机构10、弹性组件23，活动连杆机构10为剪刀叉连杆机构且能够以垂直于车厢中心线的方向进行水平伸缩，且活动连杆机构10与承重主轴架7滑动配合，导向轮11设置在活动连杆机构10上，弹性组件23与活动连杆机构10相结合以驱使活动连杆机构10处于向两侧张紧的状态，并使得两组导向轮11分别贴靠两个导向轨道12，活动连杆机构10为对称式结构，活动连杆机构10的对称中心处于中心轴3的轴线上。
如图1所示，在列车高速行驶过程中，承重轮8在承重轨道9上滚动，导向轮11也在导向轨道12上滚动；承重轨道9为平置的平板状结构，导向轨道12为竖板状结构，相应地，承重轮8和导向轮11也相互垂直。
结合图1-2所示，上述减震组件14包含了主减震器14b和减震弹簧14c，两者结合使用可消减大幅度的震动，保障高速行驶的安全性，其次中心连杆组和侧向连杆组可同时遏制承重主轴架7在承重轮轴线方向上的偏移以及在行驶方向上的偏移，使得承重主轴架7只受到垂直方向上的震动，考虑到减震组件14能够很好地减轻垂直方向上的震动，因此承重主轴架7在高速行驶过程中所受的震动相对较弱，最终目的就是使得车厢地板22所受的震动也相对较弱，以保障行驶的安全性和乘坐的舒适性。
如图1所示，在转弯时，保持滚珠6可以起到减小摩擦的作用，同时也能为车厢提供支撑力，承重滚珠5能够进一步减小承重台2与承重限位座4的限位槽4a的摩擦作用，最终目的是使得车厢与承重台2之间的相对转动动作更加流畅。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：包括车厢横梁(1)、承重台(2)、中心轴(3)、承重限位座(4)、承重主轴架(7)、承重轮(8)、承重轨道(9)、活动架部件、导向轨道(12)、可在垂直方向伸缩变形的减震组件(14)以及可垂直伸缩的活动连杆机构，其中所述承重轨道(9)、导向轨道(12)均设置为两条；
所述车厢横梁(1)固接车厢地板(22)底部，所述承重台(2)为对称结构，所述承重台(2)的对称中心通过中心轴(3)水平转动地连接在车厢横梁(1)底侧，所述承重限位座(4)固定在车厢横梁(1)上且设置为承重台(2)的转动支承；
所述承重轮(8)设有两组且分别转动连接在承重主轴架(7)的左右端，两组承重轮(8)分别在两个承重轨道(9)上滚动；
所述活动架部件安装在承重主轴架(7)下侧，所述活动架部件设置两组分别与两个导向轨道(12)滚动接触的导向轮(11)；
所述承重台(2)通过活动连杆机构、减震组件(14)与承重主轴架(7)活动连接。
2.根据权利要求1所述的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：所述活动连杆机构包括两组中心连杆组，两组中心连杆组以中心轴(3)为准左右镜像对称布置且靠近中心轴(3)，每组中心连杆组包括两个沿车厢长度方向排列的子级中心连杆单元组，每个子级中心连杆单元组均可进行纵向活动，每一个子级中心连杆单元组均包括两个上中心连杆(15)、两个下中心连杆(16)、一个中心横连杆(17)，两个上中心连杆(15)活动安装在承重台(2)下侧且构成平行四边形连杆机构，两个下中心连杆(16)活动安装在承重主轴架(7)上且构成平行四边形连杆机构，两个上中心连杆(15)和两个下中心连杆(16)相互铰接并形成两个分别与中心横连杆(17)两端相铰接的铰点。
3.根据权利要求2所述的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：每组中心连杆组还包括两个中连加强杆(18)，所述中连加强杆(18)的两端部均活动连接上中心连杆(15)与下中心连杆(16)所形成的铰点。
4.根据权利要求2所述的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：所述活动连杆机构包括两组以车厢中心线为准左右镜像布置的侧向连杆组，每组侧向连杆组均由两个相对布置的、可纵向活动的子级侧向连杆组组成，每个子级侧向连杆组包括两个可形成平行四边形连杆机构的上侧连杆(19)，还包括两个可形成平行四边形连杆机构的下侧连杆(20)，每组侧向连杆组包括一个侧横连杆(21)，所述上侧连杆(19)与承重台(2)相铰接，所述下侧连杆(20)与承重主轴架(7)相铰接，两个上侧连杆(19)与两个下侧连杆(20)分别铰接并形成两个分别与侧横连杆(21)两端相铰接的铰点。
5.根据权利要求4所述的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：所述上中心连杆(15)和下中心连杆(16)所形成的活动轨迹面与上侧连杆(19)和下侧连杆(20)所形成的活动轨迹面相互垂直。
6.根据权利要求1所述的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：所述承重限位座(4)设有限位槽(4a)，所述承重台(2)的边缘处于限位槽(4a)内，所述承重台(2)的边缘下侧与限位槽(4a)壁面之间留有自由间隙且在该间隙处设置有若干保持滚珠(6)，所有保持滚珠(6)以中心轴(3)为准圆弧状排列，且所述承重台(2)的边缘下侧与限位槽(4a)壁面均设有与保持滚珠(6)滚动配合的弧形凹槽。
7.根据权利要求6所述的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：所述承重台(2)的边缘上侧与限位槽(4a)壁面之间留有自由间隙且在该间隙处设置有若干承重滚珠(5)，所述承重滚珠(5)至少设有两组，且每一组承重滚珠(5)以中心轴(3)为准圆弧状排列，所述承重台(2)的边缘上侧与限位槽(4a)壁面均设有与承重滚珠(5)滚动配合的弧形凹槽。
8.根据权利要求1所述的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：所述承重主轴架(7)的左右侧均设有安全轮(13)，两个导向轨道(12)上沿均设有向内侧方向延伸的安全凸缘(12a)，所述安全轮(13)对应安全凸缘(12a)的下侧位置。
9.根据权利要求1所述的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：所述减震组件(14)包括主减震器(14b)、减震弹簧(14c)、主弹簧座(14a)，所述主弹簧座(14a)设有两个且分别固定在承重台(2)、承重主轴架(7)上，所述主减震器(14b)上端与上方的主弹簧座(14a)相连，所述主减震器(14b)下端与下方的主弹簧座(14a)相连，所述减震弹簧(14c)上下端分别与两个主弹簧座(14a)相连，所述减震弹簧(14c)同轴套装主减震器(14b)。
10.根据权利要求1所述的一种带自动对中转向架的高速列车车厢悬挂系统，其特征在于：所述活动架部件包括活动连杆机构(10)、弹性组件(23)，所述活动连杆机构(10)为剪刀叉连杆机构且能够以垂直于车厢中心线的方向进行水平伸缩，且所述活动连杆机构(10)与承重主轴架(7)滑动配合，所述导向轮(11)设置在活动连杆机构(10)上，所述弹性组件(23)与活动连杆机构(10)相结合以驱使活动连杆机构(10)处于向两侧张紧的状态，并使得两组导向轮(11)分别贴靠两个导向轨道(12)，所述活动连杆机构(10)为对称式结构，所述活动连杆机构(10)的对称中心处于中心轴(3)的轴线上。
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