CN113562013B - 一种电机悬挂装置及其安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机悬挂装置，电机的一侧通过吊杆(9)悬挂在构架上，电机的另一侧设置有两个同轴的电机安装套筒(1.1)，其特征在于：两个所述电机安装套筒(1.1)通过橡胶关节(2)安装所述构架上，所述橡胶关节(2)同时贯穿两个所述电机安装套筒(1.1)，所述橡胶关节(2)的两端通过紧固件固定在所述构架上。本发明还涉及该悬挂装置的安装方法。本发明提供了一种两电机安装套筒一体式橡胶关节及其安装方案，同时提供了一种定位工装以便于该橡胶关节与电机安装套筒的压装，实现了更为紧凑的轻量化设计，既缩减了电机悬挂装置的占用空间，又降低了构架的重量。

Description

一种电机悬挂装置及其安装方法
技术领域
本发明涉及一种电机悬挂装置及其安装方法，属于轨道车辆转向架技术领域。
背景技术
驱动装置及其悬挂结构对转向架总体设计影响很大。特别是在电机悬挂方式为架悬且直接通过联轴器驱动齿轮箱小齿轮时。
既有的一种电机架悬式驱动装置如图1所示，电机通过两个橡胶关节吊挂在电机悬挂座上。该类型驱动装置存在以下局限性：当电机输出功率或扭矩加大后电机重量大幅度增加，考虑电机振动加速度，传递给电机悬挂装置的冲击载荷也大幅度增加，此时通过螺栓或橡胶关节安装在构架横梁一侧都存在螺栓或橡胶关节强度不足的问题。故该类型驱动装置一般仅用于输出功率或扭矩较小的地铁中，在动车组或机车中难以适用。
申请人的在先申请专利（公开号为CN202178654U）公开了一种电机悬挂装置，其中，电机通过三点悬挂在转向架的构架上，电机通过弧形悬挂臂的两端安装在构架横梁上，弧形悬挂臂在俯视图中呈C字形。这种电机悬挂安装方式存在的问题是：构架横梁上对应于弧形悬挂臂的每一个端部（即对应于每一个连接杆套筒）设置有两个安装座，即构架横梁上共设置有四个安装座，四个安装座一方面不利于转向架（构架）的减重，另一方面四个安装座需要较大地横向空间，较多安装座的设置给构件横梁上其他部件的设置带来了困难。
发明内容
为了在有限空间和重量要求下提高电机悬挂装置的可靠性，本发明提供一种电机悬挂装置，具体技术方案如下。
一种电机悬挂装置，电机的一侧通过吊杆悬挂在构架上，电机的另一侧设置有两个同轴的电机安装套筒，其特征在于：两个所述电机安装套筒通过橡胶关节安装所述构架上，所述橡胶关节同时贯穿两个所述电机安装套筒，所述橡胶关节的两端通过紧固件固定在所述构架上。
采用上述的技术方案，巧妙地将使两个电机安装套筒共用一个橡胶关节，而非现有技术中两个电机安装套筒各自独立地利用一个橡胶关节与构架相连，这样取得的技术效果是：一方面只需要在构架横梁（或端梁）上设置两个用来承接橡胶关节的电机安装座，相比于现有技术减少了两个电机安装座，有利于降低转向架的重量；另一方面，由于取消了现有技术中靠内侧的两个电机安装座，能够适当地减小横梁（或端梁）上仅有的两个电机安装座之间的间距，以适应构件上有限的安装空间。
进一步地，所述橡胶关节包括芯轴、两个橡胶套筒和两个外圈套筒，两个所述橡胶套筒间隔地固定套设在所述芯轴上，每一个所述橡胶套筒上固定套设有一个所述外圈套筒；每一个所述外圈套筒外套设有一个所述电机安装套筒。橡胶关节的外形大致呈哑铃状，能够同时将两个电机安装套筒可靠地安装到构架上。
进一步地，所述芯轴的中部具有小直径段，所述小直径段的直径小于所述芯轴对应于所述橡胶套筒的部分的直径。通过设置小直径段，能够进一步地降低橡胶关节的重量。
进一步地，所述小直径段的两端具有弧形过渡段。弧形过渡段在有利于减重的同时避免在芯轴上出现应力集中现象。
进一步地，所述芯轴的两端通过紧固件固定在所述构架的电机安装座上。
进一步地，所述电机安装套筒的内壁上设置有周向延伸的凹槽，所述凹槽内设置有挡圈，所述挡圈用于阻挡所述外圈套筒的外端面。挡圈具有一定弹性，以便于在橡胶关节安装到位安装挡圈，挡圈可以是C字形型或者O型；挡圈安装后能有效防止橡胶关节从电机安装套筒中意外脱出。
基于同一发明构思，本发明还涉及上述电机悬挂装置的安装方法，主要包括以下步骤：
1）、在所述橡胶关节上安装定位工装：定位工装包括至少两片弧形管片，所述弧形管片的两端分别抵接于两个所述外圈套筒的端面，所述弧形管片的内表面抵接于所述芯轴的外表面，所述定位工装的外轮廓不超出所述外圈套筒的外轮廓；
2）、将所述橡胶关节和所述定位工装一起沿着所述电机安装套筒的轴向方向向所述电机安装套筒压入；
3）、当每一个所述外圈套筒压入相应的所述电机安装套筒内时，将定位工装从所述橡胶关节上拆除。
进一步地，所述芯轴上设置有通孔，所述通孔的延伸方向垂直于所述芯轴的轴向方向；所述定位工装还包括紧固螺栓和两个所述弧形管片，所述紧固螺栓将两个所述弧形管片对称地安装在所述芯轴上，所述紧固螺栓贯穿所述芯轴和两个所述弧形管片。通过紧固螺栓来固定两个弧形管片，安装、拆卸方便快速，有利于可靠地将弧形管片保持在两个外圈套筒之间。
本发明相比于现有技术，具有以下有益效果。
1）、本发明的电机悬挂采用双侧悬挂，且其中一侧通过吊杆实现弹性悬挂，另一侧通过橡胶关节与构架连接，可大幅度提高电机及其悬挂装置的结构强度及可靠性，从而使此类型驱动装置可用于电机重量较大的动车组或机车；
2）、针对电机轴向长度相对于机车较短、减重要求较高的动车组，提供了一种两电机安装套筒一体式橡胶关节及其安装方案，同时提供了一种定位工装以便于该橡胶关节与电机安装套筒的压装，实现了更为紧凑的轻量化设计，既缩减了电机悬挂装置的占用空间，又降低了构架的重量。
附图说明
图1是本发明的电机悬挂装置的示意图；
图2是图1中A-A剖面图；
图3是图1中B-B剖面图；
图4是定位工装安装在芯轴上的剖面示意图；
图5是定位工装安装在芯轴上的示意图。
图6是橡胶关节和电机安装套筒压装示意图。
图中：1-电机、1.1-电机安装套筒、2-橡胶关节、2.1-外圈套筒、2.2-橡胶套筒、2.3-芯轴、2.3.1-小直径段、2.3.2-弧形过渡段、3-电机安装座、4-联轴器、5-齿轮箱、6-齿轮箱悬挂座、7-车轴、8-悬挂臂、9-吊杆、9.1-吊杆橡胶关节、10-电机悬挂座、11-挡圈、12-弧形管片、12.1-管片平台、13-螺栓、14-紧固螺栓。
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1-6，电机1一侧通过橡胶关节2固定于电机安装座3上，另一侧连接有悬挂臂8，悬挂臂8通过吊杆9安装于电机悬挂座10上，实现弹性悬挂。电机通1过联轴器4与齿轮箱5连接。齿轮箱5一侧通过吊杆（未图示）安装于齿轮箱悬挂座6上，另一侧通过轴承悬挂于车轴7上。
悬挂臂8一侧通过上下两排螺栓13与电机1连接，另一侧通过紧固件与吊杆橡胶关节9.1连接。悬挂臂8将车轴7包围且两者之间的间隙大于构架相对于轮对在任何工况下的运动量，从而避免发生干涉。
吊杆9一端通过吊杆橡胶关节9.1与悬挂臂8连接，另一端通过吊杆橡胶关节9.1与电机悬挂座10连接。
电机1包含两个同轴且间隔一定距离的电机安装套筒1.1。两个电机安装套筒1.1通过橡胶关节2安装构架（未图示）的电机安装座3上，橡胶关节2同时贯穿两个电机安装套筒1.1；
橡胶关节2包括芯轴2.3、两个橡胶套筒2.2和两个外圈套筒2.1，两个橡胶套筒2.2间隔地固定套设在芯轴2.3上，每一个橡胶套筒2.2上固定套设有一个外圈套筒2.1；每一个外圈套筒2.1位于一个电机安装套筒1.1内，芯轴2.3两端分别通过螺栓13与电机安装座3连接。橡胶关节2的外形大致呈哑铃状，能够同时将两个电机安装套筒1.1可靠地安装到构架上。此处常规设计为在每个电机安装套筒1.1内安装独立的橡胶关节，橡胶关节的芯轴两侧都通过螺栓与电机安装座连接，而本方案中通过一体式橡胶关节的设计，取消了两电机安装套筒之间的两个螺栓连接及电机安装座，避免了两电机安装套筒之间空间有限时内部两个电机安装座设计困难的问题，同时实现减重设计。
芯轴2.3的中部具有小直径段2.3.1，小直径段2.3.1的直径小于芯轴2.3对应于橡胶套筒2.2的部分的直径，小直径段2.3.1的两端具有弧形过渡段2.3.2，即芯轴2.3中部变细并通过圆弧向两侧与橡胶层1配合区域过渡，从而在保证强度的同时实现减重设计。
电机安装套筒1.1内壁上设置有周向延伸的凹槽（未图示），凹槽内设置有挡圈11，挡圈11用于阻挡外圈套筒2.1的外端面。挡圈11具有一定弹性，以便于在橡胶关节2安装到位安装挡圈11，挡圈可以是C字形型或者O型；挡圈11安装后能有效防止橡胶关节从电机安装套筒中意外脱出。
在橡胶关节2与电机1压装之前，可以在两个外圈套筒2.1之间加装2件弧形管片12。弧形管片12轴向两端分别与两个外圈套筒2.1的内端面抵接配合，弧形管片12的内表面与芯轴2.3的外表面抵接配合，从而使两个外圈套筒2.1可以同时承受轴向力，便于同步压入电机安装套筒之内。弧形管片12具有管片平台12.1，管片平台12.1设有安装孔；芯轴2.3的中部设有通孔（未图示），通孔的延伸方向垂直于芯轴2.3的轴向方向；两件弧形管片12对称位于芯轴2.3的外侧，弧形管片12与芯轴2.3通过紧固螺栓14连接紧固。弧形管片12及紧固螺栓14安装后不超出外圈套筒2.1的直径范围，即定位工装2的外轮廓不超出外圈套筒2.1的外轮廓，从而不影响橡胶关节2压装时从电机安装套筒1.1内通过。需要说明的是：弧形管片12的数量不限于是两件，可以是两件以上。弧形管片12的安装方式也不限于通过紧固螺栓14，比如通过橡胶圈也可以将两件以上的弧形管片12定位在芯轴2.3上。
优选地，两个电机安装套筒1.1和外圈套筒2.1之间的孔轴配合直径有一定相差值，例如1~2mm，即其中一个电机安装套筒1.1的内径稍微大于另一个电机安装套筒1.1的内径，或者其中一个外圈套筒2.1的外径小于另一个外圈套筒2.1的外径，从而使外径较小的外圈套筒2.1先穿过电机安装套筒1.1并位于两个电机安装套筒1.1之间，之后再通过其他压装设备使橡胶关节2的两个外圈套筒2.1同时压入两个电机安装套筒1.1内，然后再在电机安装套筒1.1内安装挡圈11，将定位工装从橡胶关节2上拆除。
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 (6)

1.一种电机悬挂装置的安装方法，电机的一侧通过吊杆（9）悬挂在构架上，电机的另一侧设置有两个同轴的电机安装套筒（1.1），其特征在于：两个所述电机安装套筒（1.1）通过橡胶关节（2）安装所述构架上，所述橡胶关节（2）同时贯穿两个所述电机安装套筒（1.1），所述橡胶关节（2）的两端通过紧固件固定在所述构架上；
所述橡胶关节（2）包括芯轴（2.3）、两个橡胶套筒（2.2）和两个外圈套筒（2.1），两个所述橡胶套筒（2.2）间隔地固定套设在所述芯轴（2.3）上，每一个所述橡胶套筒（2.2）上固定套设有一个所述外圈套筒（2.1）；每一个所述外圈套筒（2.1）外套设有一个所述电机安装套筒（1.1）；
安装方法主要包括以下步骤：
1）、在所述橡胶关节（2）上安装定位工装：定位工装包括至少两片弧形管片（12），所述弧形管片（12）的两端分别抵接于两个所述外圈套筒（2.1）的端面，所述弧形管片（12）的内表面抵接于所述芯轴（2.3）的外表面，所述定位工装的外轮廓不超出所述外圈套筒（2.1）的外轮廓；
2）、将所述橡胶关节（2）和所述定位工装一起沿着所述电机安装套筒（1.1）的轴向方向向所述电机安装套筒（1.1）压入；
3）、当每一个所述外圈套筒（2.1）压入相应的所述电机安装套筒（1.1）内时，将定位工装从所述橡胶关节（2）上拆除。
2.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述芯轴（2.3）的中部具有小直径段（2.3.1），所述小直径段（2.3.1）的直径小于所述芯轴（2.3）对应于所述橡胶套筒（2.2）的部分的直径。
3.根据权利要求2所述的安装方法，其特征在于，所述小直径段（2.3.1）的两端具有弧形过渡段（2.3.2）。
4.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述芯轴（2.3）的两端通过紧固件固定在所述构架的电机安装座（3）上。
5.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述电机安装套筒（1.1）的内壁上设置有周向延伸的凹槽，所述凹槽内设置有挡圈（11），所述挡圈（11）用于阻挡所述外圈套筒（2.1）的外端面。
6.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述芯轴（2.3）上设置有通孔，所述通孔的延伸方向垂直于所述芯轴（2.3）的轴向方向；所述定位工装还包括紧固螺栓（14）和两个所述弧形管片（12），所述紧固螺栓（14）将两个所述弧形管片（12）对称地安装在所述芯轴（2.3）上，所述紧固螺栓（14）贯穿所述芯轴（2.3）和两个所述弧形管片（12）。
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