CN113428181A - 一种车辆转向架及重载运输车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆转向架及重载运输车，涉及冶金重载运输技术领域，解决了现有的转向架在结构设计上体积较大，导致装卸不便的问题。车辆转向架包括车架、直驱电机、两个车轮组和制动组件；两个车轮组平行且间隔设置在车架上，两个车轮组均包括车轴，两个车轴相互平行，车轴的两端分别设置有车轮；至少一个车轮组安装有直驱电机；车轮组上设置有至少一个制动组件，制动组件包括制动盘和制动器，制动盘固定设置在车轴的一端，制动盘位于一个车轮背向另一个车轮的一侧；制动器固定设置在车架上，制动器可夹紧制动盘以实现制动。重载运输车包括车体、超级电容器和车轮转向架。本发明能缩小转向架的体积和厚度，且驱动灵活。

Description

一种车辆转向架及重载运输车

技术领域

本发明涉及冶金重载运输技术领域，特别涉及一种车辆转向架及重载运输车。

背景技术

在冶金工业生产中，比如钢卷、钢坯、板材、铁水包、钢水包等，往往其载重量非常高，达到几十吨甚至几百吨，对于这类物料的运输，其运输距离往往不大，通常为几百米至几公里，至远也不过几十公里，运输速度如果仅仅在车间内运输，通常在45米/分钟左右，对于这种工况下的运输，一般采用有轨运输，运输中难免有转向的需求，这时就要求运输车辆要具备转向功能，现有技术中解决转向问题通常为使用转向架的方式，但现有的转向架在结构设计上体积较大，导致装卸不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆转向架及重载运输车，以解决上述背景技术提出的但现有的转向架在结构设计上体积较大，导致装卸不便的问题。

为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种车辆转向架，包括车架、直驱电机、两个车轮组和制动组件；

两个所述车轮组平行且间隔设置在所述车架上，两个所述车轮组均包括车轴，两个所述车轴相互平行，所述车轴的两端分别设置有车轮；

至少一个所述车轮组安装有所述直驱电机；

所述车轮组上设置有至少一个制动组件，所述制动组件包括制动盘和制动器，所述制动盘固定设置在所述车轴的一端，所述制动盘位于一个车轮背向另一个车轮的一侧；所述制动器固定设置在所述车架上，所述制动器可夹紧所述制动盘以实现制动。

进一步的，所述制动盘包括盘体和轴端连接部，所述轴端连接部的一端与所述车轴的端面固定连接，所述轴端连接部的另一端与所述盘体固定连接，所述盘体与轴端连接部同轴；

所述制动器为电磁制动器，所述电磁制动器的制动端为夹盘，所述夹盘可夹紧所述盘体。

进一步的，所述车架包括两个沿行驶方向设置的纵梁及连接两个所述纵梁的横梁，所述前车轮组和后车轮组分别设置在所述横梁的相对两侧。

进一步的，所述前车轮组和所述后车轮组均设有轮组轴承座，所述轮组轴承座固定安装在所述纵梁底面，所述轮组轴承座与所述纵梁之间设有弹性缓冲装置；

所述盘体位于所述轮组轴承座的外侧面。

进一步的，所述纵梁下侧固定设置有卡块，所述卡块中部设有卡槽，所述轮组轴承座安装于所述卡块下方，并活动的卡接于所述卡槽内，所述弹性缓冲装置设置在所述卡块与所述轮组轴承座之间。

进一步的，所述轮组轴承座的中部为轴端安装部，所述轴端安装部的两侧面为卡接面，所述轴端安装部的相对两侧下部分别向外延伸形成承托部，两个所述承托部与所述卡块上下对应，所述弹性缓冲装置为弹簧，所述弹簧为双层，两个所述弹簧分别设置在两个所述承托部上，并位于所述承托部与所述卡块之间；在所述卡块及所述承托部上均设有凸起的挡圈。

进一步的，所述轮组轴承座还包括轮组卡接板；

所述纵梁沿其长度方向的外侧面设有卡接部，所述卡接部上设有凹槽，所述凹槽的长度方向竖直；

所述轮组卡接板的顶端设有卡接块，所述卡接块与所述凹槽卡接；所述轮组卡接板的底端与所述轮组轴承座的端面固定连接。

进一步的，所述横梁顶端还设有心盘组件，所述心盘组件包括顶部连接板、支撑轴、万向球轴承、内密封围挡、外密封围挡及定位销；

所述支撑轴的顶端与所述顶部连接板固定连接，所述支撑轴的底端与所述万向球轴承配合连接；所述万向球轴承安装于所述横梁预先开设的轴孔内；

所述支撑轴的轴向上设有贯通的定位孔，所述定位销从所述定位孔穿出并插入到所述横梁内部的预设孔内；

在所述横梁的顶面还设有内密封围挡，所述内密封围挡围合所述轴孔，所述支撑轴外环壁沿所述支撑轴的周向延伸有外密封围挡，所述内密封围挡可位于所述外密封围挡内；

所述外密封围挡与所述内密封围挡之间设有间隙，所述外密封围挡的外环壁设有柔性密封圈。

进一步的，所述车辆转向架还包括扭力杆组件；

所述扭力杆组件包括第一扭力座、第二扭力座、连接杆和两个关节轴承；所述连接杆的一端通过一个关节轴承与所述第一扭力座铰接，所述连接杆的另一端通过另一个关节轴承与所述第二扭力座铰接，两个所述关节轴承的轴线平行；

所述第一扭力座固定安装在所述直驱电机上，所述第二扭力座固定安装在所述横梁的底面；

所述关节轴承的外部设有柔性球形套。

一种重载运输车，包括车体、超级电容器和车辆转向架，所述车体安装在所述车辆转向架上，所述超级电容器安装于所述车体上，所述超级电容器与所述直驱电机电路连接。

本发明的有益效果：

由上述技术方案可知，本发明公开的车辆转向架，通过直驱电机直接驱动车轮，使车轮的轴距缩短，进而提升更小转弯半径下的通过性能，同时，采用直驱电机，电机的输出轴直接与车轴固定连接，可大幅缩小转向架的体积和厚度，且驱动灵活，适宜转弯这一应用场景；

本发明公开的车辆转向架，还通过将制动盘设置在车轮外侧，使制动组件不再占用两个车轮之间的空间，以进一步缩小车轮之间的轴距，并缩小转向架的体积；且将制动组件外置，可大幅提升对制动组件检修、更换的效率；

本发明还公开了一种重载运输车，不仅具备上述车轮转向架的各有益技术效果，而且可以通过超级电容器直接给直驱电机供电，可以实现自主式转向驱动，利用超级电容的充电时间短的特性，还可以使得本重载运输车可以满足冶金车间内更加复杂的物流运输场景，比如钢卷生产线的后部运输，铁水车、钢包车的厂内运输等，适用范围大幅扩大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1的立体结构示意图；

图2为图1的另一视角立体结构示意图；

图3为图1的爆炸结构示意图；

图4为本发明实施例1心盘组件的剖视结构示意图；

图5为本发明实施例1扭力杆组件的爆炸结构示意图；

图6为本发明实施例1扭力杆组件的剖视结构示意图。

图中标记：1-车架，2-直驱电机，3-前车轮组，4-后车轮组，11-纵梁，12-横梁，111-卡块，41-轮组轴承座，42-弹性缓冲装置，411-轴端安装部，412-卡接面，413-承托部，5-挡圈，414-轮组卡接板，415-卡接部，6-制动组件，61-制动盘，62-电磁制动器，63-制动安装座，611-盘体，612-轴端连接部，7-心盘组件，71-顶部连接板，72-支撑轴，73-万向球轴承，74-内密封围挡，75-外密封围挡，76-定位销，8-扭力杆组件，81-第一扭力座，82-第二扭力座，83-连接杆，84-关节轴承，811-安装板，841-柔性球形套，9-中间车轮组。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参见图1至图6，图1为本发明实施例的立体结构示意图，图2为图1的另一视角立体结构示意图，图3为图1的爆炸结构示意图，图4为本发明实施例心盘组件的剖视结构示意图，图5为本发明实施例扭力杆组件的爆炸结构示意图，图6为本发明实施例扭力杆组件的剖视结构示意图。

本实施例提供了一种车辆转向架，用于有轨重载运输领域，尤其适用于冶金重载运输，载重从几十吨至数吨，主要包括钢卷、钢坯、钢材成品等运输，以及钢水、铁水、钢渣等运输。

在本实施例提供的一种车辆转向架的具体实施例中，车辆转向架包括车架1、直驱电机2、制动组件6和两个车轮组。

两个车轮组间隔设置在车架1上，两个车轮组均包括车轴，两个车轴相互平行，车轴的两端分别设置有车轮，至少一个车轮组安装有直驱电机2，直驱电机2的输出轴与车轴固定连接，输出轴的轴线与车轴的轴线位于同一直线上，使电机可直接驱动车轴并带动车轮转动，无需在车轴上设置齿轮箱等传动机构，节省车架1空间，减小车架1体积。需要说明的是，直驱电机是直接驱动式电机的简称。是指电机在驱动负载时，不需经过传动装置如传动皮带等而直接与车轮或其它转动部件连接，本实施例中，直驱电机2可选择永磁直驱电机2。

车轮组上设置有至少一个制动组件6，制动组件6包括制动盘61和制动器，制动盘61固定设置在车轴的一端，制动盘61位于一个车轮背向另一个车轮的一侧，即将制动盘61设置在车架1的外侧，而非同一车轮组的两个车轮之间，使制动组件6不再占用两个车轮之间的空间，以进一步缩小车轮之间的轴距，并缩小转向架的体积；且将制动组件6外置，可大幅提升对制动组件6检修、更换的效率；制动器固定设置在车架1上，制动器可夹紧制动盘61以实现制动。

其中，两个车轮组分别为前车轮组3及后车轮组4，直驱电机2可安装在前车轮组3上，也可安装在后这轮组4上，当然，前车轮组3和后车轮组4也均可以安装直驱电机2，以满足不同的运输需求，而制动组件6可以安装在任一车轮组上，随着制动需求的提升，可设置多个制动组件6，参照图2，可在每根车轴的两端均设置制动组件6，以提升制动的稳定性、安全性和制动效率。需要说明的是，的前、后指的是以车辆的前进和后退方向，两侧为左右，以下涉及的均适用。

本实施例的具体结构如下：

制动盘61包括盘体611和轴端连接部612，轴端连接部612的一端与盘体611固定连接，轴端连接部612的另一端与车轴的一个端面固定连接，盘体611为圆盘形结构，盘体611与轴端连接部612同轴，轴端连接部612与车轴的端面通过螺栓或平键或花键连接，优选为平键连接。

制动组件6的动力源为可电磁式制动或气压制动，本实施例中，制动器为电磁制动器62，即制动组件6的动力源为电磁式制动，电磁制动器62的制动端为夹盘，夹盘可夹紧盘体611。

此外，纵梁11上还固定安装有制动安装座63，电磁制动器62固定安装在制动安装座63。

对于重载运输来说，车辆的制动非常关键，需要保证制动的安全性及使用寿命。由于制动时均是靠摩擦，因此不可避免的要产生易损易耗部件，采用本发明中所提供的结构，盘体611与轴端连接部612直接连接，以及制动器与车架1的直接连接，并且制动组件6均布置于车架1的外侧，更换维修都非常方便，可以大幅节省后期的维护时间，进而提高生产效益。

参照图1，车架1包括两个沿行驶方向设置的纵梁11及连接两个纵梁11的横梁12，使车架1为H型结构，车架1顶部承接车体，底部安装车轮，前后设为敞口式结构，前车轮组3和后车轮组4分别设置在横梁12的相对两侧，即车架1前后两个敞口的空间内，安装、拆卸均非常方便。

参照图1～3，前车轮组3和后车轮组4均设有轮组轴承座41，轮组轴承座41固定安装在纵梁11底面，轮组轴承座41与纵梁11之间设有弹性缓冲装置42。此时，盘体611位于轮组轴承座41的外侧面，使制动盘61能够处于架体1的外侧。

纵梁11下侧固定设置有卡块111，卡块111中部设有卡槽，卡块111可以为整体式结构，在卡块111中部开设槽体即可，当然，也可以为分体式结构，两个卡块11相对设置，两个卡块11之间即为卡槽。

轮组轴承座41安装于卡块111下方，并活动的卡接于卡槽内，弹性缓冲装置42设置在卡块111与轮组轴承座41之间。

即本实施例中，车架1和卡块111为一个整体，前车轮组3或后车轮组4分别是一个整体，组装转向架时，可以分别装配各个整体后再合装，组装时用天车将车架1吊起，直接放于已装配好的车轮组上即可，操作简便，效率极高。

具体的，轮组轴承座41的中部为轴端安装部411，轴端安装部411的两侧面为卡接面412，轴端安装部411的相对两侧下部分别向外延伸形成承托部413，两个承托部413与卡块111上下对应，弹性缓冲装置42为弹簧，两个弹簧分别设置在两个承托部413上，并位于承托部413与卡块111之间；本实施例中，弹簧采用双层弹簧，以增加稳定性及缓冲能力。

在卡块111及承托部413上均设有凸起的挡圈5，弹簧的端部均套设在对应的挡圈5内，可以有利于安装及工作时弹簧位置的稳定。

为了便于整车的起吊，参照图3，轮组轴承座41还包括轮组卡接板414；纵梁11沿其长度方向的外侧面设有卡接部415，卡接部415上设有凹槽，凹槽的长度方向竖直；

轮组卡接板414的顶端设有卡接块，卡接块的宽度大于轮组卡接板414的宽度，以使轮组卡接板414呈“T”形结构，卡接块与凹槽卡接；轮组卡接板414的底端与轮组轴承座41的端面固定连接。当整车需要吊离原路线，即可通过天车将车架1在卡接板的连接作用下整体吊走。

参照图1和图4在横梁12顶部还设有心盘组件7，心盘组件7包括顶部连接板71、支撑轴72、万向球轴承73、内密封围挡74、外密封围挡75及定位销76；支撑轴72顶部与顶部连接板71固定连接，支撑轴72底部与万向球轴承73配合连接；万向球轴承73安装于横梁12预先开设的轴孔内；支撑轴72的轴向上开设有贯通的定位孔，定位销76从定位孔穿出并插入到横梁12内部的预设孔内。

在横梁12的顶面还设有内密封围挡74，内密封围挡74围合轴孔，支撑轴72外环壁沿支撑轴72的周向延伸有外密封围挡75，内密封围挡74可位于外密封围挡75内。外密封围挡75与内密封围挡74之间间隙设置，即外密封围挡75与内密封围挡74的竖直方向、水平方向上均设有间隙，外密封围挡75的外部设有柔性密封圈。心盘组件7的设计可以避免车辆在运行过程中的摆动或偏载，以提高整体的使用寿命。同时，通过内密封围挡74及外密封围挡75的配合，可以起到防尘防水的作用。

参照图5和图6，车辆转向架还包括扭力杆组件8；扭力杆组件8包括第一扭力座81、第二扭力座82、连接杆83及关节轴承84；连接杆83的一端通过一个关节轴承84与第一扭力座81铰接，连接杆83的另一端通过另一个关节轴承84与第二扭力座82铰接，两个关节轴承84的轴线平行。第一扭力座81固定安装在直驱电机2上，第二扭力座82固定安装在横梁12的底面。

具体的，第一扭力座81及第二扭力座82均设有两个平行的安装板811，连接杆83的两端均设有安装孔，两个关节轴承84分别安装于两个安装孔中，关节轴承84的两端则分别与对应的安装板811固定连接。关节轴承84的外部设有柔性球形套841，该柔性球形套841可以为橡胶材质。

本扭力杆组件8的结构下，可以实现快速拆装，并且通过柔性球形套841的使用，可以适应在运输过程中直驱电机2与横梁12之间产生的各向上的相对运动，以确保车辆的正常运行及使用寿命。

参照图1～3，本实施例提供的车辆转向架还可以包括中间车轮组9，中间车轮组9的结构与前车轮组3和后车轮组4的结构相同，中间车轮组9安装于横梁12底部。根据载重的不同，车辆转向架可以为二轴式或三轴式结构。

实施例2

本实施例提供了一种重载运输车，包括车体、超级电容器和实施例1提供的车辆转向架，车体安装在车辆转向架上，超级电容器安装于车体上，超级电容器与直驱电机2电连接。

通过驱动直驱电机2，本实施例的运输车可以实现自主式转向驱动，利用超级电容的充电时间短的特性，还可以使得本重载运输车可以满足冶金车间内更加复杂的物流运输场景，比如钢卷生产线的后部运输，铁水车、钢包车的厂内运输等，适用范围大幅扩大。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车辆转向架，其特征在于，包括车架(1)、直驱电机(2)、两个车轮组和制动组件(6)；

两个所述车轮组间隔设置在所述车架(1)上，两个所述车轮组均包括车轴，两个所述车轴相互平行，所述车轴的两端分别设置有车轮；

至少一个所述车轮组安装有所述直驱电机(2)；

所述车轮组上设置有至少一个制动组件(6)，所述制动组件(6)包括制动盘(61)和制动器，所述制动盘(61)固定设置在所述车轴的一端，所述制动盘(61)位于一个车轮背向另一个车轮的一侧；所述制动器固定设置在所述车架(1)上，所述制动器可夹紧所述制动盘(61)以实现制动。

2.根据权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述制动盘(61)包括盘体(611)和轴端连接部(612)，所述轴端连接部(612)的一端与所述车轴的端面固定连接，所述轴端连接部(612)的另一端与所述盘体(611)固定连接，所述盘体(611)与轴端连接部(612)同轴；

所述制动器为电磁制动器(62)，所述电磁制动器(62)的制动端为夹盘，所述夹盘可夹紧所述盘体(611)。

3.根据权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述车架(1)包括两个沿行驶方向设置的纵梁(11)及连接两个所述纵梁(11)的横梁(12)，所述前车轮组(3)和后车轮组(4)分别设置在所述横梁(12)的相对两侧。

4.根据权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述前车轮组(3)和所述后车轮组(4)均设有轮组轴承座(41)，所述轮组轴承座(41)固定安装在所述纵梁(11)底面，所述轮组轴承座(41)与所述纵梁(11)之间设有弹性缓冲装置(42)；

所述盘体(611)位于所述轮组轴承座(41)的外侧面。

5.根据权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述纵梁(11)下侧固定设置有卡块(111)，所述卡块(111)中部设有卡槽，所述轮组轴承座(41)安装于所述卡块(111)下方，并活动的卡接于所述卡槽内，所述弹性缓冲装置(42)设置在所述卡块(111)与所述轮组轴承座(41)之间。

6.根据权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述轮组轴承座(41)的中部为轴端安装部(411)，所述轴端安装部(411)的两侧面为卡接面(412)，所述轴端安装部(411)的相对两侧下部分别向外延伸形成两个承托部(413)，两个所述承托部(413)与所述卡块(111)上下对应，所述弹性缓冲装置(42)为弹簧，所述弹簧为双层，两个所述弹簧分别设置在两个所述承托部(413)上，并位于所述承托部(413)与所述卡块(111)之间；在所述卡块(111)及所述承托部(413)上均设有凸起的挡圈(5)。

7.根据权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述轮组轴承座(41)还包括轮组卡接板(414)；

所述纵梁(11)沿其长度方向的外侧面设有卡接部(415)，所述卡接部(415)上设有凹槽，所述凹槽的长度方向竖直；

所述轮组卡接板(414)的顶端设有卡接块，所述卡接块与所述凹槽卡接；所述轮组卡接板(414)的底端与所述轮组轴承座(41)的端面固定连接。

8.根据权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述横梁(12)顶端还设有心盘组件(7)，所述心盘组件(7)包括顶部连接板(71)、支撑轴(72)、万向球轴承(73)、内密封围挡(74)、外密封围挡(75)及定位销(76)；

所述支撑轴(72)的顶端与所述顶部连接板(71)固定连接，所述支撑轴(72)的底端与所述万向球轴承(73)配合连接；所述万向球轴承(73)安装于所述横梁(12)预先开设的轴孔内；

所述支撑轴(72)的轴向上设有贯通的定位孔，所述定位销(76)从所述定位孔穿出并插入到所述横梁(12)内部的预设孔内；

在所述横梁(12)的顶面还设有内密封围挡(74)，所述内密封围挡(74)围合所述轴孔，所述支撑轴(72)外环壁沿所述支撑轴(72)的周向延伸有外密封围挡(75)，所述内密封围挡(74)可位于所述外密封围挡(75)内；

所述外密封围挡(75)与所述内密封围挡(74)之间设有间隙，所述外密封围挡(75)的外环壁设有柔性密封圈。

9.根据权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述车辆转向架还包括扭力杆组件(8)；

所述扭力杆组件(8)包括第一扭力座(81)、第二扭力座(82)、连接杆(83)和两个关节轴承(84)；所述连接杆(83)的一端通过一个关节轴承(84)与所述第一扭力座(81)铰接，所述连接杆(83)的另一端通过另一个关节轴承(84)与所述第二扭力座(82)铰接，两个所述关节轴承(84)的轴线平行；

所述第一扭力座(81)固定安装在所述直驱电机(2)上，所述第二扭力座(82)固定安装在所述横梁(12)的底面；

所述关节轴承(84)的外部设有柔性球形套(841)。

10.一种重载运输车，其特征在于，包括车体、超级电容器和权利要求1-9任意一项所述的车辆转向架，所述车体安装在所述车辆转向架上，所述超级电容器安装于所述车体上，所述超级电容器与所述直驱电机(2)电路连接。

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