CN109532914B - 一种独立旋转车轮齿轨转向架及机车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种独立旋转车轮齿轨转向架，相对两组内侧轴箱体上连接驱动轴，驱动轴上安装齿轨轮，齿轨轮由驱动装置带动旋转，并且齿轨轮能够与齿轨相啮合传动，作为整个转向架的驱动轮；内侧轴箱体上设置车轮轴，车轮轴上安装车轮，车轮与钢轨接触并相对旋转；由于驱动轴与车轮轴相对独立，齿轨轮相对于车轮独立旋转，车轮的转动不受齿轨轮和驱动轴转动的影响，无论齿轨轮与车轮的直径是否相同，均不会造成车轮与钢轨发生相对摩擦滑动，防止了不必要的磨损，提高了车轮的使用寿命。

Description

一种独立旋转车轮齿轨转向架及机车
技术领域
本发明涉及轨道车辆技术领域，更进一步涉及一种独立旋转车轮齿轨转向架。此外，本发明还涉及一种机车。
背景技术
依靠轮轨粘着力牵引的轨道车辆虽然可通过编组运行提高运量，但最大爬坡能力仅为60‰左右，当坡度达到一定程度后，车轮极易出现空转、打滑，无法继续发挥牵引性能。在钢轨受到雨水、树叶、有机物等污染，会使粘着系统大大降低，维持正常运动十分困难。
为了应对大坡度运行设计了齿轨铁路，相当于在普通铁轨中间加设一条带“齿”的钢轨，机车下方对应的位置设置一个齿轮，通过齿轮和齿轨之间的相互配合驱动，车轮起支撑作用。在齿轨上行走的机车，走行时齿轮与齿轨相互啮合，能够克服车轮与钢轨粘着力不足的问题，可爬上坡度达到25％的轨道。
但齿轮与车轮的直径并不相同，齿轮与车轮同步转动，必然出现转速差，齿轮驱动过程中车轮相对于钢轨发生滑动，造成车轮和钢轨不必要的磨损。
发明内容
本发明提供一种独立旋转车轮齿轨转向架，齿轨轮与车轮独立旋转，避免车轮与钢轨发生相对摩擦滑动，具体方案如下：
一种独立旋转车轮齿轨转向架，包括多组内侧轴箱体和外侧轴箱体，相对两组中的所述内侧轴箱体之间安装驱动轴，所述驱动轴上安装齿轨轮，所述齿轨轮由驱动装置带动旋转，所述齿轨轮能够与齿轨相啮合传动；
同组的所述内侧轴箱体和所述外侧轴箱体之间设置车轮轴，所述车轮轴通过轴承连接车轮，所述车轮与钢轨接触并相对旋转；
所述驱动轴与所述车轮轴相对独立，且所述齿轨轮相对于所述车轮独立旋转。
可选地，所述车轮轴的两端分别固定安装于所述内侧轴箱体和所述外侧轴箱体上；所述内侧轴箱体和所述外侧轴箱体分别与构架通过弹簧连接。
可选地，所述驱动轴和所述车轮轴共线设置。
可选地，所述内侧轴箱体上安装驱动轴承，所述驱动轴的两端分别插装于两个所述驱动轴承的内圈。
可选地，所述内侧轴箱体上设置偏心轴承套，所述驱动轴承的外圈嵌套在所述偏心轴承套的内圈，所述偏心轴承套能够相对于所述内侧轴箱体周向转动。
可选地，所述内侧轴箱体包括能够相互分离和固定的上半体和下半体，所述车轮轴设置在所述上半体上。
可选地，所述外侧轴箱体和所述车轮轴通过螺栓相对固定。
本发明还提供一种机车，包括上述任一项所述的独立旋转车轮齿轨转向架，每个所述独立旋转车轮齿轨转向架上至少设置两根所述驱动轴。
本发明提供了一种独立旋转车轮齿轨转向架，相对两组内侧轴箱体上连接驱动轴，驱动轴上安装齿轨轮，齿轨轮由驱动装置带动旋转，并且齿轨轮能够与齿轨相啮合传动，作为整个转向架的驱动轮；内侧轴箱体上设置车轮轴，车轮轴上安装车轮，车轮与钢轨接触并相对旋转；由于驱动轴与车轮轴相对独立，齿轨轮相对于车轮独立旋转，车轮的转动不受齿轨轮和驱动轴转动的影响，无论齿轨轮与车轮的直径是否相同，均不会造成车轮与钢轨发生相对摩擦滑动，防止了不必要的磨损，提高了车轮的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明独立旋转车轮齿轨转向架的主视图；
图2为本发明独立旋转车轮齿轨转向架的结构原理图；
图3A为内侧轴箱体和车轮轴的俯视图；
图3B为内侧轴箱体的正视图；
图4为偏心轴承套的正视图。
图中包括：
构架1、驱动轴2、齿轨轮21、驱动装置22、车轮轴3、内侧轴箱体31、上半体311、下半体312、外侧轴箱体32、偏心轴承套33、车轮4。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种独立旋转车轮齿轨转向架，齿轨轮与车轮独立旋转，避免车轮与钢轨发生相对摩擦滑动。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的独立旋转车轮齿轨转向架进行详细的介绍说明。
如图1所示，为本发明独立旋转车轮齿轨转向架的主视图；本发明提供了一种独立旋转车轮齿轨转向架，包括多组内侧轴箱体31和外侧轴箱体32，一个内侧轴箱体31和一个外侧轴箱体32构成一组，图中所示共设置四组，相对设置的两组中的内侧轴箱体31之间安装驱动轴2，驱动轴2上安装齿轨轮21，齿轨轮21与驱动轴2保持相对固定，齿轨轮21由驱动装置22带动旋转，驱动装置22包括牵引电机和齿轮箱，牵引电机输出转动，经过齿轮箱调速后带动齿轨轮21和驱动轴2旋转；齿轨轮21能够与齿轨相啮合传动，进而驱动车体前进，齿轨轮21作为驱动单元；同组中的内侧轴箱体31和外侧轴箱体32之间设置车轮轴3，车轮轴3通过轴承连接车轮4，车轮4与钢轨接触并相对旋转，车轮4起到支撑车体的作用。
本发明中的驱动轴2与车轮轴3相对独立，也即驱动轴2和车轮轴3并不是同一根轴，两者采用相互分离的独立式结构，因而齿轨轮21相对于车轮4独立旋转；车体走行的速度由齿轨轮的转速确定，车轮仅起到支撑作用，并不提供动力，由于齿轨轮21和车轮4相对独立旋转，因而两者可以不同的转速转动，实现齿轨轮21和车轮4解耦，避免车轮相对于钢轨滑移产生磨损，从而提高车轮的作用寿命。由于驱动轴2和车轮轴3相互独立，在拆卸维护驱动装置时，仅需拆除驱动轴2上相应的部件即可，不需要拆卸车轮轴对应的结构，降低了拆卸检修时的操作难度，提高操作效率。
在上述方案的基础上，本发明中齿轨轮21设置于两个车轮4之间，齿轨轮21的位置需与齿轨的位置相匹配，优选地将齿轨轮21设置在中间位置，两个车轮4分别设置在齿轨轮21两侧的位置。
如图2所示，为本发明独立旋转车轮齿轨转向架的结构原理图；车轮轴3的两端分别固定安装于内侧轴箱体31和外侧轴箱体32上，内侧轴箱体31和外侧轴箱体32分别与构架1通过弹簧相连接，由内侧轴箱体31和外侧轴箱体32分别支撑车轮轴3的两端，内侧轴箱体31和外侧轴箱体32可采用扁平的结构，节省横向空间占用。构架1与每个车轮4有内外支撑点，可以保证车轮4不出现侧倾。
更进一步，本发明中的驱动轴2和车轮轴3共线设置，两个车轮轴3在驱动轴2的延长线上；当然，驱动轴2和车轮轴3也可相互交错布置，这些具体的设置形式均应受到本发明的保护。
如图3A所示，为内侧轴箱体31和车轮轴3的俯视图，车轮轴3的中间位置设置轮座，其上用于套装轴承的内圈，车轮4通过轴承安装于车轮轴3上。
驱动轴2的两端分别安装在两端的内侧轴箱体31上，在内侧轴箱体31上安装驱动轴承，驱动轴2的两端分别插装于两个驱动轴承的内圈，驱动轴承的外圈安装在内侧轴箱体31上，驱动轴2可相对于内侧轴箱体31独立旋转。
更优选地，本发明在内侧轴箱体31上设置偏心轴承套33，如图4所示，为偏心轴承套33的结构图，偏心轴承套33中间设置圆形开孔，中间开孔的圆心与外周的圆心不相重合，因此偏心轴承套33周向各处侧壁的厚度不同。驱动轴承的外圈嵌套在偏心轴承套33的内圈，偏心轴承套33能够相对于内侧轴箱体31周向转动；当车轮5受到磨损后，造成驱动轴2的高度下降，通过旋转偏心轴承套33，使偏心轴承套33厚度更大的部分支撑驱动轴承，调节驱动轴2的高度。
如图3B所示，为内侧轴箱体31的正视图，内侧轴箱体31包括能够相互分离和固定的上半体311和下半体312，车轮轴3设置在上半体311上，上半体311和下半体312共同围成用于安装偏心轴承套33的开孔。上半体311与上方的车体相对固定，下半体312可与上半体311相对拆卸分离，上半体311和下半体312相对固定时压紧偏心轴承套33；需要拆卸驱动轴2时，将驱动轴2两端处的下半体312从各自对应的上半体311上拆卸，可快速地拆除驱动轴2，并且不影响车轮轴3。上半体311和下半体312可采用螺栓相对固定。
外侧轴箱体32和车轮轴3通过螺栓相对固定，可方便外侧轴箱体32和车轮轴3相互装配。
本发明还提供一种机车，包括上述的独立旋转车轮齿轨转向架，每个独立旋转车轮齿轨转向架上至少设置两根驱动轴2。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种独立旋转车轮齿轨转向架，其特征在于，包括多组内侧轴箱体(31)和外侧轴箱体(32)，相对两组中的所述内侧轴箱体(31)之间安装驱动轴(2)，所述驱动轴(2)上安装齿轨轮(21)，所述齿轨轮(21)由驱动装置(22)带动旋转，所述齿轨轮(21)能够与齿轨相啮合传动；
同组的所述内侧轴箱体(31)和所述外侧轴箱体(32)之间设置车轮轴(3)，所述车轮轴(3)通过轴承连接车轮(4)，所述车轮(4)与钢轨接触并相对旋转；
所述驱动轴(2)与所述车轮轴(3)相对独立，且所述齿轨轮(21)相对于所述车轮(4)独立旋转；
所述车轮轴(3)的两端分别固定安装于所述内侧轴箱体(31)和所述外侧轴箱体(32)上；所述内侧轴箱体(31)和所述外侧轴箱体(32)分别与构架(1)通过弹簧连接。
2.根据权利要求1所述的独立旋转车轮齿轨转向架，其特征在于，所述驱动轴(2)和所述车轮轴(3)共线设置。
3.根据权利要求2所述的独立旋转车轮齿轨转向架，其特征在于，所述内侧轴箱体(31)上安装驱动轴承，所述驱动轴(2)的两端分别插装于两个所述驱动轴承的内圈。
4.根据权利要求3所述的独立旋转车轮齿轨转向架，其特征在于，所述内侧轴箱体(31)上设置偏心轴承套(33)，所述驱动轴承的外圈嵌套在所述偏心轴承套(33)的内圈，所述偏心轴承套(33)能够相对于所述内侧轴箱体(31)周向转动。
5.根据权利要求3或4所述的独立旋转车轮齿轨转向架，其特征在于，所述内侧轴箱体(31)包括能够相互分离和固定的上半体(311)和下半体(312)，所述车轮轴(3)设置在所述上半体(311)上。
6.根据权利要求5所述的独立旋转车轮齿轨转向架，其特征在于，所述外侧轴箱体(32)和所述车轮轴(3)通过螺栓相对固定。
7.一种机车，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的独立旋转车轮齿轨转向架，每个所述独立旋转车轮齿轨转向架上至少设置两根所述驱动轴(2)。
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