CN109878545B - 一种有轨电车及转向架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有轨电车及转向架。所述转向架包括构架，摇枕，以及轮对；所述构架的左右两端各设有一根轴箱梁，该轴箱梁包括轴箱梁体和位于轴箱梁体前后端的轴箱，所述轮对的车轴端部通过轴箱定位套安装在相应的轴箱内；所述轴箱梁体安装在所述构架的纵梁下方，该轴箱梁体通过垂向减震器与摇枕的端部相连，所述摇枕的端部安装在构架上。本发明的转向架有效地提高了有轨电车小曲线通过能力和系统减震性能。

Description

一种有轨电车及转向架

技术领域

本发明涉及一种有轨电车及转向架，属于轨道交通领域。

背景技术

有轨电车，尤其是低地板有轨电车是城市轨道交通的主要工具之一，其主要特点是车辆地板高度比普通地铁车辆低，方便乘客上下车，低地板有轨电车转向架作为低地板车辆的走行部，是实现车辆低地板化的关键部件。

为了适应低地板有轨电车地板面低地板化，当下比较主流的方法是将电机纵向布置在转向架两侧或者采用独立轮对电机轮边驱动技术，为转向架轮对内侧让出空间，实现有轨电车低地板化。然而，低地板有轨电车采用电机纵向布置在构架的外侧，这种结构相对复杂，部件费用较高；此外，电机安装在构架纵梁伸出的电机安装座上，稳定性较差。另外传统有轨电车一系定位采用锥形橡胶簧定位，构架通过一系橡胶弹簧安装在与车轮装配的轴箱体上，结构的稳定性有进一步提升的空间。

电机纵向布置在转向架两侧的方法由于受车辆两侧限界的限制，必然要求转向架采用轮对内侧设置轴箱方式，从而构架纵梁也必须设置在轮对内侧，使得车体过道空间受限，另外电机纵向布置的方式结构相对传统电机横向布置的方式复杂，结构也相对不稳定，对设备长期运营是不利的。如中国发明专利CN104590304 B公开了一种低地板有轨电车转向架，转向架一系弹簧设置在轮对和构架之间，转向架没有设置轴箱梁，制动器采用轴盘制动。

独立轮对电机轮边驱动技术，可以有效解决有轨电车低底板面的设置问题，但相对传统转向架结构不稳定，削弱了传统转向架轮对自导向功能，增加脱轨风险。

在实际运行过程中，有轨电车通常需要在中心城区穿行，一方面小曲线半径运营线路多，运营工况复杂；另一方面，有轨电车对乘客的舒适性要求较高，怎样提高有轨电车的悬挂系统适应性，提高有轨电车小曲线通过能力和系统减震性能，也是低地板有轨电车需要解决的关键问题和难题。

本发明就是在这样的背景下提出来的。

中国专利申请公开号CN107839710 A公开了低地板有轨电车的转向架，该转向架的电机采用纵向布置，结构相对复杂，电机安装在构架纵梁伸出的电机安装座上，稳定性较差，此外，该专利申请采用锥形橡胶簧定位，悬挂方式采用锥形橡胶簧加橡胶沙漏簧的二系悬挂，小曲线通过能力和系统减震性能不高。

因此，怎样合理利用传统转向架现有结构的优势，同时能够有效实现有轨电车低地板化，是本发明的重点研究内容。

发明内容

本发明旨在提供一种有轨电车及转向架，该转向架可以有效地提高有轨电车小曲线通过能力和系统减震性能。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种转向架，包括构架，装在构架上的摇枕，以及轮对；其结构特点是，所述构架的左右两端各设有一根轴箱梁，该轴箱梁包括轴箱梁体和位于轴箱梁体前后端的轴箱，所述轮对的车轴端部通过轴箱定位套安装在相应的轴箱内；

所述轴箱梁体通过一系悬挂安装在所述构架的纵梁下方，该轴箱梁体通过垂向减震器与摇枕的端部相连，所述摇枕的端部通过二系悬挂安装在构架上。

本发明的轴箱梁是指梁和轴箱成一体，本发明创造性地将构架变成了摇枕和轴箱梁的过渡结构，相当于把传统构架的功能分散开了。这种结构实现了传统转向架两系（一系弹簧、二系弹簧）减震结构转变为三系（轴箱定位套、一系弹簧、二系弹簧）减震结构，该结构设计结构层次分明，可维护性更好，有效地提高了有轨电车小曲线通过能力和系统减震性能。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述构架包括左右两根纵梁和前后两根横梁，两根横梁平行间隔设置，两根纵梁设置在两根横梁的左右两端，且两根纵梁的端部相对前后两根横梁伸出；优选所述纵梁的前后两端均设有一系簧安装座，该一系簧安装座相对前后两根横梁伸出。

优选地，所述构架上设有电机安装座、齿轮箱吊挂座、牵引拉杆座、纵向止挡座、二系簧安装座、磁轨制动器座 中的至少一种；优选所述电机安装座上安装有横向布置的电机。

所述纵梁中间部分相对前后两端向下凹进形成凹进部，该纵梁的凹进部顶面与横梁的顶面整体上位于同一个平面；所述凹进部顶面设有二系弹簧安装座，所述摇枕的端部通过安装在该二系弹簧安装座的二系弹簧装在构架上。

优选地，所述轴箱定位套包括内钢套、外钢套、位于内钢套和外钢套之间的弹性橡胶，所述轮对的车轴端部伸入并定位于所述内钢套中。

优选地，所述轴箱梁的中部相对于两根车轴形成的平面下凹，使得一系弹簧的安装面低于车轴所在的平面；优选所述轴箱梁外侧设置有垂向减震器安装座、提吊拉杆下安装座和横向减震器安装座。

优选地，所述摇枕的两端顶面设置有环形安装座，该环形安装座内安装有承载磨耗板；优选所述环形安装座的两侧开设有凹槽。

优选地，所述摇枕的中部向下凹进，在中部与两端部之间通过设置在车轮内侧面的外侧的摇枕垂直平面相连；所述摇枕的中间设置有中心销安装座；优选所述摇枕的两侧端设置有环形的二系垂向止挡座，且所述二系垂向止挡座具有高出摇枕上二系弹簧安装面的高度。

优选地，所述摇枕上设置有横向减震器安装座、纵向止挡板、垂向减震器安装座、提吊拉杆上安装座。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种有轨电车，其包括所述的转向架和车体；所述车体通过设置在摇枕上的中心销与所述转向架连接。

本发明的轴箱梁通过轴箱定位套和轴承与前后轮对连接，电机安装在构架横梁上，齿轮箱一端安装在车轴上，另一端通过齿轮箱吊杆安装在构架上，摇枕和构架之间安装有钢弹簧，车体通过设置在摇枕上的中心销实现与转向架的连接。

本发明的无连接轮对的轴箱梁，一系弹簧与轴箱和轮对连接，本发明的二系悬挂作用于摇枕后再将力传递到构架，所述二系弹簧直接作用于构架。

由此，本发明的所述转向架轴箱内置一种弹性轴箱定位套，起到转向架轴箱定位和减震的作用；所述转向架构架和轴箱梁之间设置有圆锥橡胶弹簧，构架和摇枕之间设置有圆钢弹簧，摇枕和轴箱梁之间设置有垂向减震器和横向减震器，摇枕和构架之间设置有纵向止挡，所述结构和轴箱定位套一起组成转向架的悬挂减震系统，所述转向架独特的悬挂系统布置方式，提高了有轨电车小曲线通过能力和系统减震性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的所述转向架上的电机横向安装在构架上，电机采用小直径定子结构，减小电机主体结构尺寸，适应低地板有轨电车地板面的安装高度要求。

2、所述转向架轴箱内置一种轴箱定位套，这种轴箱定位套由内钢套、外钢套和弹性橡胶组成，起到转向架轴箱定位和减震的作用。

3、转向架设置有轴箱梁，轴箱梁由轴箱梁体与半封闭轴箱采用螺栓连接，两侧轴箱梁连接前后两组轮对，组成转向架基本的支撑结构，该结构紧凑、稳定，而且轴箱梁体及轴箱内部轴承拆装方便。

4、一系簧安装座设置在两组轮对内侧，且轴箱梁相对车轴平面下凹，从而使得一系弹簧安装面低于车轴平面，有利于降低一系弹簧安装高度，从而降低整个车体的安装高度，实现有轨电车低地板的设置。

5、所述转向架构架和轴箱梁之间设置有圆锥橡胶弹簧，构架和摇枕之间设置有圆钢弹簧，摇枕和轴箱梁之间设置有垂向减震器和横向减震器，摇枕和构架之间设置有纵向止挡，所述结构和轴箱定位套一起组成转向架的悬挂减震系统，所述转向架独特的悬挂系统布置方式，提高了有轨电车小曲线通过能力和系统减震性能。

6、构架设置在轴箱梁和摇枕之间，构架由两个对称纵梁和两个横梁组成，纵梁高度相对横梁高度有明显的梯度变化，满足横梁承载结构强度的同时，构架纵梁和轴箱梁之间留有适当间距，适应安装在构架和轴箱梁之间一系弹簧的压缩行程，另外纵梁和横梁之间采用圆滑梯度过渡连接方式，平衡纵梁和横梁高度差带来的结构变化，有利于转向架承载过程中过渡区域的应力均匀分布。

7、所述转向架制动器安装在电机外壳端部的制动器安装座上，磁轨制动器安装在构架的底部、轴箱梁的内侧，中心销牵引安装在摇枕的中心，通过牵引拉杆与构架连接，所述结构实现部件功能的同时，适应转向架空间结构装配要求，使得转向架结构形成一个有机整体。

8、摇枕上的承载磨耗板安装在摇枕两侧的环形安装座内，环形安装座两侧开设有凹槽，有利于承载磨耗板的安装和拆卸，承载磨耗板采用特殊耐磨材料，不仅起到承载车体重量的作用，而且其使用寿命满足运营要求，同时具有适当的回转摩擦系数，控制车体行驶过程中的蛇形偏摆。

9、摇枕的垂直平面设置在车轮内侧面的外侧，从而使得低地板车体穿过转向架部分的过道可以不受摇枕垂直平面的约束，直至与车轮内侧面平齐，实现低地板车体过道空间的最大化。

10、摇枕两侧设置有环形二系垂向止挡座，满足二系弹簧内侧安装要求的同时，具有高出摇枕上二系弹簧安装面的适当高度，当二系弹簧压缩变形超出二系弹簧压缩极限时，环形二系垂向止挡与构架上二系弹簧安装座刚性接触，起到二系弹簧垂向止挡的作用。

11、与CN107839710 A相比，本发明的电机采用小直径定子结构，适应低地板有轨电车地板面的安装高度要求的同时，采用传统安装在构架横梁上的悬挂方式，结构更加稳定；此外，本发明采用轴箱定位套定位，结构更加紧凑、稳定，悬挂方式采用锥形橡胶簧、圆钢弹簧加轴箱定位套的方式，提高了有轨电车小曲线通过能力和系统减震性能。

附图说明

图1是本发明一种实施例的转向架正等侧视图；

图2是图1中构架正等测视图；

图3是图1中摇枕正等测视图；

图4是图1中摇枕局部放大视图；

图5是图1中摇枕底部等测视图；

图6是图1中左侧轴箱梁正等测视图；

图7是图1中右侧轴箱梁正等测视图；

图8是图1的俯视图；

图9是图1的仰视图；

图10是图1中轮对和轴箱梁的配合结构示意图；

图11是图10中轴箱定位套的结构示意图；

图12是图2的正视图；

图13是图2的俯视图；

图14是图2的左视图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种低地板有轨电车转向架，如图1，10所示，所述转向架设置有轴箱梁1，轴箱梁1由轴箱梁体26与半封闭轴箱28采用螺栓连接，两侧轴箱梁1连接前后两组轮对33，组成转向架基本的支撑结构，该结构紧凑、稳定，而且轴箱梁体26和半封闭轴箱28及内部轴承拆装方便，轴箱梁1通过一系簧安装座11承载一系弹簧4上部质量，一系簧安装座11设置在两组轮对33内侧，且轴箱梁1相对车轴34平面下凹，从而使得一系弹簧4安装面低于车轴34平面，有利于降低一系弹簧4安装高度，从而降低整个车体的安装高度，实现有轨电车低地板的设置。轴箱梁1外侧还设置有垂向减震器安装座27、提吊拉杆下安装座25和横向减震器安装座24。如图1所示，这样轴箱梁1通过垂向减震器37和提吊拉杆38连接在摇枕3的端部。

如图1所示，所述构架2设置在轴箱梁1和摇枕3之间。如图2,12-14所示，构架2由两个对称纵梁7和两个横梁6组成，纵梁7高度相对横梁6高度有明显的梯度变化，满足横梁6承载结构强度的同时，构架纵梁7和轴箱梁1之间留有适当间距，适应安装在构架2和轴箱梁1之间一系弹簧4的压缩行程，另外纵梁7和横梁6之间采用圆滑梯度过渡连接方式，平衡纵梁7和横梁6高度差带来的结构变化，有利于转向架承载过程中过渡区域的应力均匀分布。构架2上还设置有各型安装座包括：电机安装座8、齿轮箱吊挂座12、牵引拉杆座14、纵向止挡座13、二系簧安装座10、磁轨制动器座9、一系簧安装座11。

如图3和4所示，所述摇枕3设置在车体和转向架之间，摇枕3上的承载磨耗板20安装在摇枕3两侧的环形安装座21内，环形安装座21两侧开设有凹槽，有利于承载磨耗板20的安装和拆卸，承载磨耗板20采用特殊耐磨材料，不仅起到承载车体重量的作用，而且其使用寿命满足运营要求，同时具有适当的回转摩擦系数，控制车体行驶过程中的蛇形偏摆。摇枕垂直平面19设置在车轮内侧面的外侧，从而使得低地板车体穿过转向架部分的过道可以不受摇枕垂直平面19的约束，直至与车轮内侧面平齐，实现低地板车体过道空间的最大化。

如图3和图5所示，摇枕3中间设置有中心销安装座15结构，车体与转向架装配时，车体上部的牵引中心座装配穿插到摇枕的中心销安装座15孔内部，从而实现转向架电机牵引力和制动力向车体传递。摇枕3两侧设置有环形二系垂向止挡座23，满足二系弹簧5内侧安装要求的同时，具有高出摇枕3上二系弹簧5安装面的适当高度，当二系弹簧5压缩变形超出压缩极限时，环形二系垂向止挡23与构架2上二系弹簧安装座10刚性接触，起到二系弹簧5垂向止挡的作用。如图3所示，摇枕3上还设置有横向减震器安装座22、纵向止挡板16、垂向减震器安装座17、提吊拉杆上安装座18。

轴箱梁和轴箱体通过螺栓连接在一起，使得轴箱梁实现轴箱体结构的同时实现前后轮对33的一体化设计，这种结构更加稳定、可靠，同时由于轴箱定位套有一定量的横向和径向偏移能力，使得转向架曲线通过能力并不会减弱。

一种低地板有轨电车，包括车体和转向架，车体通过设置在摇枕上的中心销实现与转向架的连接。所述转向架上的电机横向安装在构架2上，电机采用小直径定子结构，减小电机主体结构尺寸，适应低地板有轨电车地板面的安装高度要求。所述转向架轴箱内置一种轴箱定位套，如图11所示，这种轴箱定位套35由内钢套351、外钢套353和弹性橡胶352组成，起到转向架轴箱定位和减震的作用，区别于传统轴箱定位方式，使得前后轮对33形成固定定位，结构更加紧凑、稳定。

所述转向架构架2和轴箱梁1之间设置有圆锥橡胶弹簧，构架2和摇枕之间设置有圆钢弹簧，摇枕和轴箱梁1之间设置有垂向减震器37和横向减震器31，摇枕和构架2之间设置有纵向止挡，所述结构和轴箱定位套一起组成转向架的悬挂减震系统，所述转向架独特的悬挂系统布置方式，提高了有轨电车小曲线通过能力和系统减震性能。如图8和9所示，转向架制动器36安装在电机外壳端部的制动器安装座上，磁轨制动器30安装在构架2的底部、轴箱梁1的内侧，中心销牵引安装在摇枕的中心，通过牵引拉杆32与构架2连接，所述结构实现部件功能的同时，适应转向架空间结构装配要求，使得转向架结构形成一个有机整体。

本发明的技术难点在于：传统转向架轴承刚性安装在车轴34和轴箱体之间，转向架通过一系弹簧和轴箱拉杆、转臂等结构实现定位，本发明提出将转向架一系定位结构由轴箱体外移至轴箱体内部，轴箱定位套内侧设置有橡胶弹簧，使得轮对33在横向和径向具有一定量的位移，这种结构不仅具有减震效果，减少车轮和轨道的轮轨接触力，减少车轮磨耗，同时满足转向架走行部件过弯道时的轮对33所需的横动量，满足转向架曲线通过能力。通过轴箱定位套实现轴箱体内部的一系定位。

本实施例实现了传统转向架两系（一系弹簧、二系弹簧）减震结构转变为三系（轴箱定位套、一系橡胶弹簧、二系钢弹簧）减震结构，该结构设计结构层次分明，可维护性更好。轴箱梁通过轴箱定位套和轴承与前后轮对33连接，电机安装在构架横梁上，齿轮箱一端安装在车轴34上，另一端通过齿轮箱吊杆安装在构架上，摇枕和构架之间安装有钢弹簧。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种转向架，包括构架（2），装在构架（2）上的摇枕（3），以及轮对（33）；其特征在于，所述构架（2）的左右两端各设有一根轴箱梁（1），该轴箱梁（1）包括轴箱梁体（26）和位于轴箱梁体（26）前后端的轴箱（28），所述轮对（33）的车轴端部通过轴箱定位套（35）安装在相应的轴箱（28）内；

所述轴箱梁体（26）通过一系悬挂安装在所述构架的纵梁（7）下方，该轴箱梁体通过垂向减震器（37）与摇枕（3）的端部相连，所述摇枕的端部通过二系悬挂安装在构架上。

2.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述构架（2）包括左右两根纵梁（7）和前后两根横梁（6），两根横梁（6）平行间隔设置，两根纵梁（7）设置在两根横梁的左右两端，且两根纵梁的端部相对前后两根横梁伸出；优选所述纵梁（7）的前后两端均设有一系簧安装座（11），该一系簧安装座（11）相对前后两根横梁伸出。

3.根据权利要求2所述的转向架，其特征在于，所述纵梁（7）中间部分相对前后两端向下凹进形成凹进部，该纵梁（7）的凹进部顶面与横梁（6）的顶面整体上位于同一个平面；所述凹进部顶面设有二系弹簧安装座（10），所述摇枕的端部通过安装在该二系弹簧安装座（10）的二系弹簧（5）装在构架上。

4.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述构架（2）上设有电机安装座（8）、齿轮箱吊挂座（12）、牵引拉杆座（14）、纵向止挡座（13）、二系簧安装座（10）、磁轨制动器座（9）中的至少一种；优选所述电机安装座（8）上安装有横向布置的电机。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的转向架，其特征在于，所述轴箱定位套（35）包括内钢套、外钢套、位于内钢套和外钢套之间的弹性橡胶，所述轮对的车轴端部伸入并定位于所述内钢套中。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的转向架，其特征在于，所述轴箱梁（1）的中部相对于两根车轴形成的平面下凹，使得一系弹簧（4）的安装面低于车轴所在的平面；优选所述轴箱梁（1）外侧设置有垂向减震器安装座（27）、提吊拉杆下安装座（25）和横向减震器安装座（24）。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的转向架，其特征在于，所述摇枕（3）的两端顶面设置有环形安装座（21），该环形安装座（21）内安装有承载磨耗板（20）；优选所述环形安装座（21）的两侧开设有凹槽。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的转向架，其特征在于，所述摇枕（3）的中部向下凹进，在中部与两端部之间通过设置在车轮内侧面的外侧的摇枕垂直平面（19）相连；所述摇枕（3）的中间设置有中心销安装座（15）；优选所述摇枕（3）的两侧端设置有环形的二系垂向止挡座（23），且所述二系垂向止挡座（23）具有高出摇枕（3）上二系弹簧安装面的高度。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的转向架，其特征在于，所述摇枕（3）上设置有横向减震器安装座（22）、纵向止挡板（16）、垂向减震器安装座（17）、提吊拉杆上安装座（18）。

10.一种有轨电车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的转向架和车体；所述车体通过设置在摇枕上的中心销与所述转向架连接。

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