CN111055872B - 一种单轴胶轮转向架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其包括：构架、轴桥装置和轴桥固定装置，所述构架包括导向架和悬架，所述悬架通过至少四个弹性元件设置于所述导向架的上方，所述导向架上固定设置有导向轮；所述轴桥装置的两端设置有胶轮，且所述轴桥装置位于所述悬架和所述导向架之间；所述轴桥固定装置用于将所述轴桥装置固定于所述导向架；其中，所述轴桥固定装置和所述悬架之间连接有牵引杆，所述悬架上还设置有驱动装置，所述驱动装置用于为所述轴桥装置提供动力。本发明有利于实现轻量化设计、并且提高车辆的舒适性，简化了转向架结构，增强了可维护性。

Description

一种单轴胶轮转向架
技术领域
本发明涉及一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，属于轨道交通转向架总体结构技术领域。
背景技术
轨道交通技术领域，胶轮路轨系统因其采用公路交通的轮胎技术，而不是传统轨道交通领域的钢轮钢轨，从而拥有了噪声低、振动小、乘车舒适度高等优点；同时具有较高的黏着力，车辆的爬坡能力强，最大坡度可达10%；车辆通过小曲线半径的能力较高，可适应复杂地形。国内广州、北京和天津等城市都有一些运用。现有胶轮车辆转向架采用板簧承载方式、重量较重、刚度较大、无法继续提高乘坐舒适性；现有胶轮车辆牵引杆需要通过在轴桥焊接安装座，焊接会影响轴桥内部齿轮传动装置的性能、并且由于轴桥本身尺寸较大，不利于结构紧凑。另外由于不具备防倾覆功能，车辆运行速度不能继续提高。从上述描述可以得知，如何继续提升胶轮车辆的舒适性和轻量化，并且避免轴桥与推力杆之间的联接采用焊接方式，防止车辆倾覆成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了提升单轴胶轮车辆的舒适性和轻量化，本发明提供一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，具体技术方案如下。
一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，包括：
构架，所述构架包括导向架和悬架，所述悬架通过至少四个弹性元件设置于所述导向架的上方，所述导向架上固定设置有导向轮；
轴桥装置，所述轴桥装置的两端设置有胶轮，且所述轴桥装置位于所述悬架和所述导向架之间；以及
轴桥固定装置，所述轴桥固定装置用于将所述轴桥装置固定于所述导向架；
其中，所述轴桥固定装置和所述悬架之间连接有牵引杆，所述悬架上还设置有驱动装置，所述驱动装置用于为所述轴桥装置提供动力。
采用上述技术方案，解决了板簧结构复杂、刚度大等问题，有利于实现轻量化设计、并且提高车辆的舒适性。通过轴桥固定装置将轴桥装置和导向架连接起来，并且牵引杆的两端分别与悬架和轴桥固定装置相连，摒弃了传统轴桥装置安装牵引杆所采用的焊接方式、避免影响轴桥装置内部齿轮传动装置，可以起到简化结构，增强可维护性的效果。通过设置导向轮，提升了车辆的抗倾覆能力。
进一步地，所述弹性元件为空气弹簧；所述导向架包括形成为口字形的两根导向架侧梁和两根导向架端梁，所述导向架的四个角部均设置有空气弹簧安装座；所述导向架侧梁的中部上表面具有轴桥安装座；所述悬架包括两根悬架侧梁和两根悬架端梁，所述悬架的四个角部均设置有空气弹簧安装座；所述导向架和所述悬架通过所述空气弹簧相连。
进一步地，其中一根悬架端梁上设置有电机安装座，用于安装所述驱动装置，另一根悬架端梁上设置有牵引杆座，用于连接所述牵引杆。
进一步地，所述轴桥固定装置包括上固定架、下固定架和紧固螺栓，所述上固定架位于所述轴桥装置的上方，所述下固定架位于所述导向架的下方，所述紧固螺栓将所述上固定架和下固定架紧固连接；所述上固定架设置有牵引杆座。
进一步地，所述导向架侧梁的下表面设置有与所述下固定架相对应的凹和/或凸定位结构，所述导向架侧梁的上表面设置有与所述轴桥装置相对应的凹和/或凸定位结构，所述上固定架的下表面设置有与所述轴桥装置相对应的凹和/或凸定位结构。
进一步地，所述牵引杆包括纵向牵引杆和V型牵引杆，所述纵向牵引杆平行于所述悬架的悬架侧梁，其一端连接于所述上固定架的牵引杆座，另一端连接于所述悬架的牵引杆座；所述V型牵引杆包括一对关于所述转向架纵向中心线对称的斜牵引杆，所述斜牵引杆和所述纵向牵引杆呈一定的夹角，所述斜牵引杆的一端连接于所述上固定架的牵引杆座，另一端连接于所述悬架的牵引杆座。
进一步地，所述导向架的四个角部为悬伸梁，所述悬伸梁上设置有所述空气弹簧安装座；所述悬架的四个角部为向下方延伸的悬架悬伸梁，所述悬架悬伸梁的下端设置有所述空气弹簧安装座。
进一步地，还包括有垂向减振器，所述垂向减振器的下端与所述导向架相连，上端与所述悬架相连；优选地，所述垂向减振器与竖直方向呈一定的夹角。
进一步地，所述悬架侧梁的中部固定设置有回转支撑机构。
进一步地，所述导向轮为一对，且关于所述转向架纵向中心线对称，所述导向轮的旋转轴线为竖直方向。
进一步地，所述驱动装置为电机，所述电机通过安装板安装于所述电机安装座，所述安装板通过第一紧固件与所述电机固定连接，所述安装板通过第二紧固件固定于所述电机安装座，所述第二紧固件上套设有弹性橡胶垫。
本发明的单轴胶轮轻轨车辆转向架具有以下有益效果、
采用回转支撑机构，可以解决小曲线处车体与悬架之间的大转角的技术难题；
车辆设计的中央导向系统保证车辆沿着导向轨运行，兼具抗侧倾的作用，导向轮在导向轨下部运行，防止车辆倾覆；
电机采用弹性架悬方式，电机与轴桥的连接采用万向联轴器的纵向连接，可以适应导向架与悬架之间较大的动态位移；
通过轴桥固定装置将轴桥装置和导向架连接起来，牵引杆与轴桥固定装置连接，解决了轴桥尺寸限制牵引杆安装空间的问题，简化了结构，增强了可维护性。
二系悬挂方式为四个空气弹簧和垂向减振器组合方式，空气弹簧配有高度调节装置，便于调节车辆地板的高度；
纵向牵引杆和V型牵引杆布置在轴桥装置及悬架之间，可以传递牵引力和制动力，同时克服了因车辆牵引和制动引起的点头运动，V型牵引杆与纵向牵引杆成一定的夹角还可以传递横向载荷。
采用了单个轮轴技术，结构简单可靠、成本低、可维护性好；采用橡胶轮，可以降低运行噪音，且车辆的爬坡能力强，启动和制动加速度较高、制动距离短，且车轮更换效率高，工艺简单。
附图说明
图1是本发明的单轴胶轮轻轨车辆转向架的立体示意图；
图2是本发明的单轴胶轮轻轨车辆转向架的立体示意图（具有部分剖面）；
图3是轴桥装置的剖面示意图；
图4是导向架的示意图；
图5是悬架的示意图；
图6是构架的示意图；
图7是轴桥固定装置的示意图；
图8是构架的俯视图（示出牵引杆）；
图9是牵引杆的分解示意图；
图10是减震器的分解示意图；
图11是安装板的示意图。
图中：导向架1、导向架侧梁1.1、导向架端梁1.2、悬伸梁1.3、轴桥安装座1.4、悬架2、悬架侧梁2.1、悬架端梁2.2、中间横梁2.3、悬架悬伸梁2.4、空气弹簧3、空气弹簧安装座4、导向轮安装座6、回转支撑安装座7、牵引杆座8、电机安装座9、牵引杆10、纵向牵引杆10.1、V型牵引杆10.2、导向轮11、轴桥装置12、轴桥固定装置13、上固定架13.1、下固定架13.2、紧固螺栓13.3、电机14、凹和/或凸定位结构16、垂向减振器17、纵向减振器18、回转支撑机构19、导向轨20、安装板21、第一螺栓22、第二螺栓23、弹性橡胶垫24、胶轮25、紧急轮26。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
参见图1-11，一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，包括：
构架，所述构架包括导向架1和悬架2，所述悬架2通过至少四个空气弹簧（弹性元件的示例）设置于导向架1的上方，导向架1上固定设置有导向轮11；
轴桥装置12，轴桥装置12的两端设置有胶轮25，且轴桥装置12位于悬架2和导向架1之间，轴桥装置12采用现有技术，类似于汽车后桥装置；以及
轴桥固定装置13，轴桥固定装置13用于将轴桥装置12固定于导向架1；
其中，轴桥固定装置13和悬架2之间连接有牵引杆10，悬架2上还设置有电机14（驱动装置的示例），所述电机14用于为轴桥装置12提供动力，电机采用纵向布置，通过万向联轴器（未图示）传递电机扭矩。
轴桥装置12每一端具有两个胶轮25，两个胶轮25中间设置有刚性结构的紧急轮26，在胶轮25出现爆胎等紧急情况时，紧急轮26能够对车辆转向架形成支撑作用。
参见图4-6，导向架1包括形成为口字形的两根导向架侧梁1.1和两根导向架端梁1.2，导向架的四个角部为大致水平的悬伸梁1.3，悬伸梁1.3上设置有空气弹簧安装座4；导向架侧梁1.1和导向架端梁1.2均为箱型梁结构，悬伸梁1.3可以是单独的箱型梁结构，也可以是导向架侧梁1.1或者导向架端梁1.2的一部分，导向架侧梁1.1和导向架端梁1.2通过焊接的方式相互连接；导向架侧梁1.1的中部向上凸起，凸起的中部上表面具有轴桥安装座1.4，轴桥安装座1.4用于安装固定轴桥装置12；导向架端梁1.2上还设置有用于安装导向轮11的导向轮安装座6，导向轮11的设置有利于引导车辆并防止车辆倾覆。导向轮安装座6利用导向架端梁1.2上下盖板为基础通过对接焊缝与上下盖板相连，保证了导向轮安装座6的结构强度。
参见图5，悬架2包括两根悬架侧梁2.1、两根中间横梁2.3和两根悬架端梁2.2，悬架2整体呈“目”字型，在悬架的四个角部有向下延伸的悬架悬伸梁2.4，悬架悬伸梁2.4的下端设置有空气弹簧安装座4；两根中间横梁2.3平行于悬架端梁2.2，悬架侧梁2.1的中部设置有回转支撑安装座7，悬架的中间横梁2.3为工字梁结构，有利于减轻重量。
悬架2的一根悬架端梁2.2向下悬伸部分设置牵引杆座8，牵引杆10一端连接在悬架的牵引杆座8上，另一端连接轴桥固定装置13。在悬架2的另一根悬架端梁2.2设置有电机安装座9，用于悬挂安装电机14。
导向架1和悬架2通过四个空气弹簧3相连，悬架2通过空气弹簧3安装在导向架1正上方，通过空气弹簧3传递垂向力。
参见图1、图7，轴桥固定装置13包括上固定架13.1、下固定架13.2和紧固螺栓13.3，上固定架13.1位于轴桥装置12的上方，下固定架13.2位于导向架1的下方，紧固螺栓13.3 将上固定架13.1和下固定架13.2紧固连接；上固定架13.1设置有牵引杆座8。
参见图2、图3、图7，优选地，导向架侧梁的下表面设置有与所述下固定架相对应的凹和/或凸定位结构（未图示），导向架侧梁1.1的上表面设置有与所述轴桥装置相对应的凹和/或凸定位结构16，上固定架13.1的下表面设置有与轴桥装置12相对应的凹和/或凸定位结构16。这样在轴桥装置12通过轴桥固定装置13固定于导向架侧梁1.1时，有利于提高轴桥装置12和导向架侧梁1.1的紧固程度，减小间隙，避免不必要地振动和噪音。
参见图8-9，牵引杆10包括纵向牵引杆10.1和V型牵引杆10.2，纵向牵引杆10.1平行于悬架2的悬架侧梁2.1，其一端连接于上固定架13.1的牵引杆座8，另一端连接于悬架2的牵引杆座8；V型牵引杆10.2包括一对关于转向架纵向中心线（转向架纵向中心线大致平行于悬架侧梁的延伸方向）对称的斜牵引杆，斜牵引杆和纵向牵引杆10.1呈一定的夹角，斜牵引杆的一端连接于所述上固定架的牵引杆座，另一端连接于所述悬架的牵引杆座。纵向牵引杆和V型牵引杆布置在轴桥固定装置及悬架之间，可以传递牵引力和制动力，同时克服了因车辆牵引和制动引起的点头运动，V型牵引杆与牵引方向成一定的夹角还可以传递横向载荷。
参见图10，单轴胶轮轻轨车辆转向架还包括有垂向减振器17，垂向减振器17的下端与导向架1相连，上端与悬架2相连；优选地，垂向减振器17与竖直方向呈一定的夹角，倾斜的布置方式有利于垂向减振器发挥一定的横向减振作用。空气弹簧3和垂向减振器17一起构成二系悬挂装置。悬架2上方布置有两个纵向减振器18，纵向减振器18的一端与悬架连接，另一端与车体连接，纵向减振器18可以吸收车体和悬架2相对转角带来的冲击，提高车辆过曲线的舒适度。空气弹簧3配置有高度调节装置（未图示）。高度调节装置用于控制空气弹簧3的高度，以调节车辆（车体）的地板保持水平。
参见图1，悬架侧梁2.1的中部固定设置有回转支撑机构19。回转支撑机构19位于悬架2与车体（未图示）之间，可以使车辆顺利通过过小曲线半径路线。回转支撑机构19类似于推力轴承，包括中间的滚珠单元和包覆滚珠单元的上盖圈、下盖圈。
参见图1-2，导向轮11为一对，安装于其中一个导向架端梁1.2的导向轮安装座6，且关于转向架纵向中心线对称，导向轮11的旋转轴线为竖直方向。导向轨20的横截面呈T型，一对导向轮11夹持于导向轨20的竖直部分，导向轨20的水平部分可以起到防止倾覆的作用。
参见,1、11，驱动装置为电机14，电机14通过安装板21安装于电机安装座9，安装板21通过第一螺栓22（第一紧固件的示例）与电机14固定连接，安装板21通过第二螺栓23（第二紧固件的示例）固定于电机安装座9，第二螺栓23上套设有弹性橡胶垫24。采用这种安装方式能够实现电机的弹性悬挂，并且提升了维护便捷性。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，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。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，包括：
构架，所述构架包括导向架（1）和悬架（2），所述悬架（2）通过至少四个弹性元件设置于所述导向架（1）的上方，所述导向架（1）上固定设置有导向轮（11）；
轴桥装置（12），所述轴桥装置（12）的两端设置有胶轮（25），且所述轴桥装置（12）位于所述悬架（2）和所述导向架（1）之间；以及
轴桥固定装置（13），所述轴桥固定装置（13）用于将所述轴桥装置（12）固定于所述导向架（1）；
其中，所述轴桥固定装置（13）和所述悬架（2）之间连接有牵引杆（10），所述悬架（2）上还设置有驱动装置，所述驱动装置用于为所述轴桥装置（12）提供动力。
2.根据权利要求1所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，所述弹性元件为空气弹簧（3）；所述导向架（1）包括形成为口字形的两根导向架侧梁（1.1）和两根导向架端梁（1.2），所述导向架（1）的四个角部均设置有空气弹簧安装座（4）；所述导向架侧梁（1.1）的中部上表面具有轴桥安装座（1.4）；所述悬架（2）包括两根悬架侧梁（2.1）和两根悬架端梁（2.2），所述悬架（2）的四个角部均设置有空气弹簧安装座（4）；所述导向架（1）和所述悬架（2）通过所述空气弹簧（3）相连。
3.根据权利要求2所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，其中一根悬架端梁（2.2）上设置有电机安装座（9），用于安装所述驱动装置，另一根悬架端梁（2.2）上设置有牵引杆座（8），用于连接所述牵引杆（10）。
4.根据权利要求3所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，所述悬架侧梁（2.1）的中部固定设置有回转支撑机构（19）。
5.根据权利要求3所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，所述轴桥固定装置（13）包括上固定架（13.1）、下固定架（13.2）和紧固螺栓（13.3），所述上固定架（13.1）位于所述轴桥装置（12）的上方，所述下固定架（13.2）位于所述导向架（1）的下方，所述紧固螺栓（13.3）将所述上固定架（13.1）和下固定架（13.2）紧固连接；所述上固定架（13.1）设置有牵引杆座（8）。
6.根据权利要求5所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，所述导向架侧梁（1.1）的下表面设置有与所述下固定架（13.2）相对应的凹和/或凸定位结构（16），所述导向架侧梁（1.1）的上表面设置有与所述轴桥装置（12）相对应的凹和/或凸定位结构（16），所述上固定架（13.1）的下表面设置有与所述轴桥装置（12）相对应的凹和/或凸定位结构（16）。
7.根据权利要求5或6所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，所述牵引杆（10）包括纵向牵引杆（10.1）和V型牵引杆（10.2），所述纵向牵引杆（10.1）平行于所述悬架（2）的悬架侧梁（2.1），其一端连接于所述上固定架的牵引杆座（8），另一端连接于所述悬架（2）的牵引杆座（8）；所述V型牵引杆（10.2）包括一对关于所述转向架纵向中心线对称的斜牵引杆，所述斜牵引杆和所述纵向牵引杆（10.1）呈一定的夹角，所述斜牵引杆的一端连接于所述上固定架的牵引杆座（8），另一端连接于所述悬架（2）的牵引杆座（8）。
8.根据权利要求2所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，所述导向架（1）的四个角部为悬伸梁（1.3），所述悬伸梁（1.3）上设置有所述空气弹簧安装座（4）；所述悬架（2）的四个角部为向下方延伸的悬架悬伸梁（2.4），所述悬架悬伸梁（2.4）的下端设置有所述空气弹簧安装座（4）。
9.根据权利要求1所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，还包括有垂向减振器（17），所述垂向减振器（17）的下端与所述导向架（1）相连，上端与所述悬架（2）相连。
10.根据权利要求9所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，所述垂向减振器（17）与竖直方向呈一定的夹角。
11.根据权利要求1所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，所述导向轮（11）为一对，且关于所述转向架纵向中心线对称，所述导向轮（11）的旋转轴线为竖直方向。
12.根据权利要求3所述的一种单轴胶轮轻轨车辆转向架，其特征在于，所述驱动装置为电机（14），所述电机（14）通过安装板（21）安装于所述电机安装座（9），所述安装板（21）通过第一紧固件与所述电机（14）固定连接，所述安装板（21）通过第二紧固件固定于所述电机安装座（9），所述第二紧固件上套设有弹性橡胶垫（24）。
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