CN115489558A - 机车、动力转向架及其监控系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种机车、动力转向架及其监控系统，属于机车技术领域。该动力转向架包括构架、轮轴装置、一系悬挂装置、驱动装置、多个数据采集装置和多个踏面主动研磨装置。其中，轮轴装置包括与车轴可转动连接的轴箱体；一系悬挂装置连接轴箱体和构架；驱动装置与构架和车轴连接，用于驱动轮轴装置；多个数据采集装置与各个轴箱体一一对应设置；数据采集装置设置于对应的轴箱体上，用于采集轴箱体的运行参数并将轴箱体的运行参数发送出去；轴箱体的运行参数包括轴箱体的垂向加速度；多个踏面主动研磨装置与各个车轮一一对应设置；踏面主动研磨装置能够响应研磨控制信号而对对应的车轮的踏面进行研磨。该动力转向架能够避免车轮踏面的过度研磨。

Description

机车、动力转向架及其监控系统

技术领域

本公开涉及机车技术领域，具体而言，涉及一种机车、动力转向架及其监控系统。

背景技术

国内铁路运用线路复杂多样，很多机车在运用过程中出现了车轮多边形的问题，严重的车轮多边形会恶化机车运用环境，使机车出现如构架焊缝裂纹、弹簧断裂、车梯断裂等机车部件故障问题。当前，消除机车多边形只能通过镟修车轮的方式进行，但是频繁镟修造成车轮快速消耗，浪费大量人力和物力。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种机车、动力转向架及其监控系统，避免车轮踏面的过度研磨。

根据本公开的第一个方面，提供一种机车的动力转向架，包括

构架；

轮轴装置，包括车轴和与所述车轴固定连接的两个车轮，还包括在所述车轮外侧且与所述车轴可转动连接的轴箱体；

一系悬挂装置，连接所述轴箱体和所述构架，以使得所述轴箱体悬挂于所述构架；

驱动装置，与所述构架和所述车轴连接，用于驱动所述轮轴装置；

多个数据采集装置，与各个所述轴箱体一一对应设置；所述数据采集装置设置于对应的所述轴箱体上，用于采集所述轴箱体的运行参数并将所述轴箱体的运行参数发送出去；所述轴箱体的运行参数包括所述轴箱体的垂向加速度；

多个踏面主动研磨装置，与各个所述车轮一一对应设置；所述踏面主动研磨装置能够响应研磨控制信号而对对应的所述车轮的踏面进行研磨。

根据本公开的一种实施方式，所述轴箱体的运行参数还包括：

轴箱体内的轴承的温度、轴箱体的横向加速度和轴箱体的纵向加速度。

根据本公开的一种实施方式，所述机车的动力转向架还包括与各个所述车轮一一对应的制动器；其中，至少部分所述制动器的安装高度，高于所述车轴。

根据本公开的一种实施方式，所述驱动装置包括驱动电机和电机吊杆；

所述电机吊杆的下端与所述驱动电机铰接；

所述电机吊杆的上端与所述构架铰接；

所述电机吊杆具有与所述驱动电机的外壳适配的弧形槽，以使得所述电机吊杆紧贴所述驱动电机的外壳。

根据本公开的一种实施方式，所述构架包括位于两侧的两个侧梁，以及连接两个侧梁的牵引梁、横梁和端梁；

所述机车的动力转向架还包括推挽式短牵引杆；所述推挽式短牵引杆包括牵引杆、牵引橡胶关节和防落机构；所述牵引杆一端安装在所述构架靠近牵引梁的一端，另一端用于安装在车体底架上；且在所述牵引杆和所述端梁之间设置有所述牵引橡胶关节，在所述牵引杆和所述车体底架之间设置有所述牵引橡胶关节。

根据本公开的第二个方面，提供一种机车的动力转向架的监控系统，应用于上述的机车的动力转向架；所述监控系统包括数据处理器和显示器；

所述数据处理器包括研磨控制单元；所述研磨控制单元被配置为：

获取所述轴箱体的垂向加速度、机车的速度和车轮的轮径；

对所述垂向加速度、机车的速度和车轮的轮径，以第一预设时间段为时间区段进行频谱分析，确定车轮的主频率和主频率能量值，以及车轮的多边形阶次；

将所述主频率能量值和所述多边形阶次发送至显示器，以便显示器显示所述主频率能量值和所述多边形阶次；

在所述主频率能量值超过设定能量阈值时，向对应的车轮的踏面主动研磨装置发送研磨控制信号，直至所述主频率能量值不超过设定能量阈值。

根据本公开的一种实施方式，所述研磨控制信号包括贴靠力等级参数，所述贴靠力等级参数用于控制所述踏面主动研磨装置与所述车轮的踏面进行贴靠时的贴靠力。

根据本公开的一种实施方式，所述贴靠力等级参数为第一靠力等级参数、第二靠力等级参数、第三靠力等级参数、第四靠力等级参数、第五靠力等级参数中的一者；

所述第一靠力等级参数能够使得所述贴靠力为0.8～1.2kN；

所述第二靠力等级参数能够使得所述贴靠力为1.8～2.2kN；

所述第三靠力等级参数能够使得所述贴靠力为2.8～3.2kN；

所述第四靠力等级参数能够使得所述贴靠力为3.8～4.2kN；

所述第五靠力等级参数能够使得所述贴靠力为4.8～5.2kN。

根据本公开的一种实施方式，所述研磨控制信号包括贴靠时间参数，所述贴靠时间参数用于控制所述踏面主动研磨装置与所述车轮的踏面进行贴靠时的贴靠时间和相邻两次贴靠之间的时间间隔；

所述贴靠时间与所述时间间隔的比例为1:2。

根据本公开的第三个方面，提供一种机车，包括上述的机车的动力转向架，以及包括上述的机车的动力转向架的监控系统。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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为本公开一种实施方式中，机车的动力转向架的结构示意图。

图2为本公开一种实施方式中，轮轴装置的结构示意图。

图3为本公开一种实施方式中，驱动装置的结构示意图。

图4为本公开一种实施方式中，构架的结构示意图。

图5为本公开一种实施方式中，机车的动力转向架的立体结构示意图。

图6为本公开一种实施方式中，一系悬挂装置的结构示意图。

图7为本公开一种实施方式中，制动器的结构示意图。

图8为本公开一种实施方式中，机车的动力转向架的结构示意图。

图9为本公开一种实施方式中，排石撒砂装置的结构示意图。

图10为本公开一种实施方式中，牵引装置的结构示意图。

图11为本公开一种实施方式中，踏面主动研磨装置的结构示意图。

图12为本公开一种实施方式中，数据采集装置的结构示意图。

图13为本公开一种实施方式中，监控系统的结构示意图。

图14为本公开一种实施方式中，监控系统的工作流程示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开实施方式提供一种机车，参见图13，该机车具有机车的动力转向架和机车的动力转向架的监控系统。

参见图1，该动力转向架包括

构架300；

轮轴装置100，包括车轴103和与所述车轴103固定连接的两个车轮102，还包括在所述车轮102外侧且与所述车轴103可转动连接的轴箱体101；

一系悬挂装置500，连接所述轴箱体101和构架300，以使得所述轴箱体101悬挂于所述构架300；

驱动装置200，与所述构架300和所述车轴103连接，用于驱动所述轮轴装置100；

多个数据采集装置1100，与各个所述轴箱体101一一对应设置；所述数据采集装置1100设置于对应的所述轴箱体101上，用于采集所述轴箱体101的运行参数并将所述轴箱体101的运行参数发送出去；所述轴箱体101的运行参数包括所述轴箱体101的垂向加速度；

多个踏面主动研磨装置1000，与各个所述车轮102一一对应设置；所述踏面主动研磨装置1000能够响应研磨控制信号而对对应的所述车轮102的踏面进行研磨。

参见图13，该机车的动力转向架的监控系统包括数据处理器100M和显示器200M；其中，所述数据处理器100M包括研磨控制单元；参见图14所示意的流程示意图，所述研磨控制单元被配置为：

获取所述轴箱体101的垂向加速度、机车的速度和车轮102的轮径；

对所述垂向加速度、机车的速度和车轮102的轮径，以第一预设时间段为时间区段进行频谱分析，确定车轮102的主频率和主频率能量值，以及车轮102的多边形阶次；

将所述主频率能量值和所述多边形阶次发送至显示器200M，以便显示器200M显示所述主频率能量值和所述多边形阶次；

在所述主频率能量值超过设定能量阈值时，向对应的车轮102的踏面主动研磨装置1000发送研磨控制信号，直至所述主频率能量值不超过设定能量阈值。

在本公开提供的机车及其动力转向架、监控系统中，动力转向架设置有能够采集轴箱体101的运行参数的数据采集装置1100和能够对车轮102的踏面进行研磨以消除车轮102多边形的踏面主动研磨装置1000。监控系统能够获取轴箱体101的垂向加速度，并根据机车的速度(可以根据速度信号来确定)和预先确定的车轮102的轮径，来确定车轮102的主频率能量值，并根据车轮102的主频率能量值判断是否需要对车轮102的踏面进行研磨以减弱车轮102多边形。如此，本公开实施方式提供的机车，能够持续的监控车轮102的多边形状态，尤其是监控机车在运行时车轮102的主频率能量值，以便在主频率能量值超过预设能量阈值的情况下使得踏面主动研磨装置1000动作，以降低车轮102多边形进而降低主频率能量值，以达到对车轮102多边形的危害进行管控的目的，改善机车运行环境。

换言之，本公开实施方式的机车的动力转向架的监控系统，能够根据机车的动力转向架所监测到的轴箱体101的垂向加速度，来判断车轮102的踏面是否需要进行研磨以减弱车轮102多边形，并在需要进行研磨时发出研磨控制信号；机车的动力转向架能够响应研磨控制信号来进行踏面研磨动作，以减弱车轮102多边形。这样，通过机车的动力转向架及监控系统的相互配合，一方面可以在车轮102多边形可能产生危害时减弱车轮102多边形，进而对车轮102多边形的危害进行管控；另一方面，可以仅在车轮102多边形可能产生危害时对踏面进行研磨，避免了车轮102踏面的过度研磨，进而降低了车轮102的损耗，利于提高车轮102的寿命。再一方面，本公开实施方式提供的机车，可以在运行过程中消除车轮102多边形，而无需停车作业或者拆卸车轮102以专门对车轮102进行镟修，提高了消除车轮102多边形的及时性和便捷性，节省了人力物力，降低了成本。

如下，结合附图对本公开实施方式的机车的原理和效果做进一步的介绍和说明。

根据本公开的一种实施方式，该机车采用C0-C0轴式。具体的，每个机车具有两副动力转向架，每个动力转向架设置有三个轮轴装置100，每个轮轴装置100均具有独立的驱动装置200。这样，本公开实施方式的机车的动力转向架具有三个轮轴装置100和与三个轮轴装置100一一对应的三个驱动装置200，每个驱动装置200驱动对应的轮轴装置100。这样，车轮102可以具有更大的粘附力，利于提高机车的重载能力。在一种示例中，本公开实施方式提供的机车的动力转向架，可应用于最大速度100km/h、机车轮周牵引功率2000～3000kW、单轴牵引力≤95kN的重型调车机车和专用干线机车，并满足欧洲动态限界和国内铁路限界要求。如此，本公开提供的机车可以为一种重载大功率机车，尤其是可以为一种适用氢燃料电池的重载大功率机车。

在本公开的一种实施方式中，机车为一种具有氢燃料电池的机车，尤其是可以为采用大功率氢燃料电池的混合动力机车；具体的，该动力转向架的驱动装置200可以为电机，该电机能够在大功率氢燃料电池的驱动下工作。当然的，可以理解的是，本公开的机车也可以采用其他电源或者电池，例如借助铁路接触网或者储能电池来供电。这使得该机车不会对使用环境的空气造成污染，改善机车周围的作业空间的空气质量。在现有技术中，广泛应用于铁路机务段、车辆段、编组场和电气化不连续的工厂、矿山、港口等场所担任调车及救援任务的调车机车大多采用内燃牵引调车机车，内燃机机车采用内燃机动力，对空气污染严重，特别时在密闭空间中运行时(例如地铁、山洞、隧道等)，对空气的污染更为严重。相较于现有技术中的内燃牵引车机车，本公开实施方式提供的动力机车更适合承担这些任务。

在本公开的一种实施方式中，参见图1，该动力转向架除了包括构架300、轮轴装置100、一系悬挂装置500、驱动装置200、数据采集装置1100和踏面主动研磨装置1000外，还设置有二系悬挂装置400、制动装置600、轮缘润滑装置700、排石撒砂装置800和牵引装置(图1中未示出)等。

参见图4，构架300为“月”字形构架300，其包括侧梁301、牵引梁302、横梁303和端梁304。

其中，侧梁301的数量为两个，相对的设置于构架300的横向两侧且沿纵向延伸。横梁303、牵引梁302和端梁304位于两个侧梁301之间且两端与侧梁301连接。其中，牵引梁302靠近“月”字形的开口一侧，横梁303位于牵引梁302和端梁304之间。在侧梁301上，布置有二系横向减振器座、摇头止挡座、制动器安装座、轴箱拉杆安装座等。

参见图2，轮轴装置100包括车轴103和与所述车轴103固定连接的两个车轮102，还包括在所述车轮102外侧且与所述车轴103可转动连接的轴箱体101，即轮轴装置100采用传统轮对结构。每个车轮102外侧，均设置有与车轴103可转动连接的轴箱体101。

在一种示例中，车轮102的轮径在1100～1400mm之间，例如在1250mm。这样，可以使得动力转向架满足轮轴牵引力要求。

在本公开的一种实施方式中，动力转向架的轴距为2000mm+1850mm。即，在动力转向架的三个轮轴装置100中，中间的轮轴装置100与其中一端的轮轴装置100的轴距为2000mm，与另一端的轮轴装置100的轴距为1850mm，保证了动力转向架具有良好的动力学和曲线通过性能。如此，该动力转向架能够在牵引能力不变的情况下具有较小的轴距，可以使得该动力转向架更容易通过小曲率半径，进而能够适应复杂的专用线路，并为机车的其他设备的安装让出更多空间。

参见图1和图6，轮轴装置100通过一系悬挂装置500与构架300连接。具体的，一系悬挂装置500连接所述轴箱体101和构架300，以使得所述轴箱体101悬挂于所述构架300。

在本公开的一种实施方式中，如图6所示，一系悬挂装置500主要包括一系悬挂弹簧501、一系垂向止挡502、一系弹性侧挡503、一系垂向减振器504、轴箱拉杆505。

轴箱体101通过一系悬挂弹簧501与构架300连接。例如，每个一系悬挂装置500具有两个一系悬挂弹簧501，两个一系悬挂弹簧501的底端分别承载在轴箱体101的两端，两个一系悬挂弹簧501的顶端分别承载构架300的侧梁301。可选的，一系悬挂弹簧501可以为小刚度一系弹簧，其能够实现较大的一系挠度。

一系垂向止挡502固定于侧梁301且位于侧梁301的下侧面，用于限制构架300与轴箱体101之间的垂向距离，避免构架300过度下垂。

一系弹性侧挡503设于侧梁301的外侧面，位于侧梁301的外侧面与轴箱体101的内侧面之间，用于限制侧梁301与轴箱体101之间在横向上的间距，进而减小构架300相对于轮轴装置100在横向上的偏移和振动，并实现对轴箱体101的横向定位，使得轴箱体101具有合适的横向定位刚度。

一系垂向减振器504的顶端与侧梁301连接，具体的，与侧梁301上的一系垂向减振器504安装座连接。一系垂向减振器504的底端与轴箱体101连接，具体的，与轴箱体101外侧的垂向减振安装座连接。如此，一系垂向减振器504可以减小构架300在垂向上的振动。

轴箱拉杆505一端与轴箱体101连接，另一端构架300上设置的轴向拉杆安装座连接，以限制轮轴装置100在纵向(机车长度方向)上的移位，实现轴向在纵向上的定位。

在一种示例中，与轮轴装置100配合的轴向拉杆、驱动装置200，位于车轴103的同一侧。

可选的，轴向拉杆为单拉杆，这可以使得轴箱体101具有适宜的纵向定位刚度。

如图5所示，二系悬挂装置400包括二系橡胶堆401、二系横向减振器402和二系横向止挡403，用于承载和固定车体。

在侧梁301上设置有橡胶堆安装座，二系橡胶堆401设置在橡胶堆安装座上，用于承载机车的车体。在一种示例中，构架300每侧设置两组二系橡胶堆401，纵向布置在侧梁301中心线上。在一种示例中，二系橡胶堆401垂向刚度在4～8kN/mm之间，静挠度在10～14mm之间。举例而言，二系橡胶堆401垂向刚度为6kN/mm，静挠度为12mm。

二系横向减振器402设置在二系横向减振器座上，用于与机车的车体连接，限制车体的横向振动。在一种示例中，动力转向架的一个侧梁301上设置二系横向减振器402；机车的两个动力转向架中，二系横向减振器402分别设置在相对的两侧。在一种示例中，每个动力转向架均设置两个二系横向减振器402。

二系横向止挡403设置在侧梁301外侧，用于限制车体的横向位移。其中，动力转向架的两个外梁的外侧均设置有二系横向止挡403。在一种示例中，在每个外梁的外侧，均设置有1个二系横向止挡403。

在本公开一种实施方式提供的动力转向架中，转向架悬挂系统采用一系软、二系硬的悬挂参数，这样可以给车体上部提供更大空间用于布置管路和电路。这样造成了采用一系悬挂弹簧501和单个轴箱拉杆505结构不能提供足够的轮对横向定位刚度；然而双轴箱拉杆505的轮对定位结构相对复杂并且占用纵向空间尺寸，因此本公开采用一系悬挂弹簧501+单个轴箱拉杆505+一系弹性侧挡503的设计方式，小刚度一系悬挂弹簧501可实现较大的一系挠度，单轴箱拉杆505及一系弹性侧挡503提供适合的轴箱体101纵向及横向定位刚度。

在本公开的一种实施方式中，参见图3，所述驱动装置200包括驱动电机201和电机吊杆202；所述电机吊杆202的下端与所述驱动电机201铰接；所述电机吊杆202的上端与所述构架300铰接；所述电机吊杆202具有与所述驱动电机201的外壳适配的弧形槽，以使得所述电机吊杆202紧贴所述驱动电机201的外壳。如此，电机吊杆202采用与驱动电机201的外壳匹配的、具有弧形槽的吊杆，例如采用弧形吊杆，这可以减小驱动电机201与构架300(构架300的横梁303、牵引梁302或者端梁304)之间的距离，进而能够减小两个车轴之间的轴距，利于实现动力转向架的小轴距和为安装其他设备提供空间。

横梁303、牵引梁302和端梁304的靠近“月”字形开口的侧面设置有吊杆安装座，电机吊杆202的上端与吊杆安装座连接。根据与“月”字形开口的距离，将三个驱动装置200按照由近到远的顺序依次编号为第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置。第一驱动装置位于牵引梁302靠近“月”字形开口的一侧且与牵引梁302通过电机吊杆202连接；第二驱动装置位于横梁303靠近“月”字形开口的一侧且与横梁303通过电机吊杆202连接；第三驱动装置位于端梁304靠近“月”字形开口的一侧且与端梁304通过电机吊杆202连接。

在一种示例中，电机吊杆202上均安装有悬挂橡胶套以减缓驱动电机201的振动与冲击。

在一种示例中，电机吊杆202还设置有防落销，以防止驱动电机201脱落，保证驱动装置200的安全性。

如图3所示，驱动装置200还包括齿轮组件203和抱轴箱组件204。其中，齿轮组件203包括齿轮箱和设置于齿轮箱中的齿轮传动系统，齿轮组件203设置在轮对(两个车轮102)内侧，且一侧通过齿轮箱的轴承抱轴悬挂于车轴103上，另一端与驱动电机的输出端连接。这样，齿轮组件203可以连接驱动电机201和车轴103，并将驱动电机201的动力传递至车轴103。抱轴箱组件204与车轴103抱轴连接，并与驱动电机201、齿轮箱连接，这使得驱动电机201抱轴悬挂在车轴103上。

在一种示例中，齿轮传动系统采用平行齿轮传动结构。

制动装置600包括与各个车轮102一一对应的制动器；如图7所示，这些制动器可以包括驻车制动器601和常用制动器602。其中，至少部分所述制动器的安装高度，高于所述车轴103。如此，这些具有较高安装高度的制动器不会挤占相邻车轮102之间的空间，可以减小动力转向架的轴距并为其他设备的安装提供空间。在一种示例中，四个制动器采用顶部安装，以利于动力转向架轴距的缩短。

在一种示例中，制动器设置有踏面制动单元，踏面制动单元用于对车轮102制动。

在一种示例中，制动器采用单侧踏面制动单元，踏面制动单元布置于动力转向架中部，每个动力转向架配有六组踏面制动单元。其中有两组踏面制动单元具有停放制动功能，有四组踏面制动单元采用顶面安装，利于轴距缩短。

如图8所示，轮缘润滑装置700固定于构架300上，用于对车轮102的轮缘进行润滑。动力转向架上的轮缘润滑装置700，可以为干式轮缘润滑装置701，也可以为湿式轮缘润滑装置702，还可以部分为干式轮缘润滑装置701且部分为湿式轮缘润滑装置702。

在本公开的一些实施方式中，轮缘润滑装置700可拆卸地安装在构架300上。动力转向架可以根据应用环境的需求，选择适宜的轮缘润滑装置700，以使得该动力转向架具有平台功能，能够根据不同的需求选配不同的配置。

在本公开的一种实施方式中，动力转向架的轮缘润滑装置700采用干式轮缘润滑技术，同时预留湿式轮缘润滑安装空间，可根据不同的需求进行选择，达到平台化设计的目的。

如图1和图9所示，排石撒砂装置800固定于构架300上，用于排除轨道上的石块等异物并根据需要向轨面撒砂。可选的，排石撒砂装置800包括排石器801、排石器安装座802、调节螺纹连接件803、紧固螺纹连接件804、撒砂支架805、撒砂管806。排石器801和撒砂管806固定于撒砂支架805上，撒砂支架805通过调节螺纹连接件803固定于排石器安装座802上，排石器安装座802通过紧固螺纹连接件804固定于构架300上。

在一种示例中，构架300设置有排石撒砂安装座，排石撒砂安装座设置有高度调节长圆孔。紧固螺纹连接件804包括相互螺纹配合的紧固螺栓和紧固螺母。排石器安装座802通过贯穿高度调节长圆孔的紧固螺纹连接件804与排石撒砂安装座连接。这样，可以通过紧固螺纹连接件804和高度调节长圆孔调节排石器801和撒砂管806距轨面的距离。

在一种示例中，排石器安装座802设置有长圆孔；调节螺纹连接件803包括相互配合的调节螺栓和调节螺母。撒砂支架805通过贯穿长圆孔的调节螺纹连接件803和长圆孔，根据轮径的磨耗来调节排石器801和撒砂管806距轨面的距离。

在一种示例中，排石器安装座802设置有长圆孔的数量为两个，并排的沿垂向延伸。

在本公开的一种实施方式中，排石撒砂装置800一体设计。

如图10所示，牵引装置采用推挽式短牵引杆结构，由牵引杆901、牵引橡胶关节902、防落机构903组成。牵引杆901一端安装在动力转向架的构架300靠近牵引梁302的一端，另一端安装在车体底架上。牵引杆901两端装有牵引橡胶关节902，能够缓冲动力转向架与车体间的振动，能有效传递牵引力及制动力且安全可靠。

在本公开的一种实施方式中，该动力转向架可进行23t、25t轴重切换，以满足不同场景的需求，实现平台化设计。

在本公开的一种实施方式中，动力转向架的油漆部件全部采用水性涂料，以降低对环境的污染。

在本公开的一种实施方式中，所述轴箱体101的运行参数还包括：轴箱体101内的轴承的温度、轴箱体101的横向加速度和轴箱体101的纵向加速度。这样，数据采集装置1100可以采集每个轴箱体101的垂向加速度、横向加速度、纵向加速度和轴箱体101内的轴承的温度。如此，参见图12，该数据采集装置1100为一种能够采集多种不同参数的复合传感器。数据采集装置1100安装在动力转向架每个轴箱体101上，采集轴箱体101内轴承的温度和轴箱体101垂向、横向、纵向加速度。

在本公开的一种实施方式中，参见图13和图14，机车设置有动力转向架的监控系统，该动力转向架的监控系统能够实现动力转向架关键部件运用状态检测的功能，为合理安排检修提供数据基础。结合智能监测数据，还可以利用踏面主动研磨装置1000(如图11所示)以及相应的控制方法，消除机车车轮102多边形，改善机车运用环境。

在本公开的一种实施方式中，所述监控系统包括数据处理器100M和显示器200M。数据处理器100M处理由复合传感器采集到的数据，处理后的数据在显示屏上显示。

在本公开的一种实施方式中，所述数据处理器100M包括研磨控制单元；所述研磨控制单元被配置为实现如下步骤：

步骤S110，获取所述轴箱体101的垂向加速度、机车的速度和车轮102的轮径；

步骤S120，对所述垂向加速度、机车的速度和车轮102的轮径，以第一预设时间段为时间区段进行频谱分析，确定车轮102的主频率和主频率能量值，以及车轮102的多边形阶次；

步骤S130，将所述主频率能量值和所述多边形阶次发送至显示器200M，以便显示器200M显示所述主频率能量值和所述多边形阶次；

步骤S140，在所述主频率能量值超过设定能量阈值时，向对应的车轮102的踏面主动研磨装置1000发送研磨控制信号，直至所述主频率能量值不超过设定能量阈值。

其中，轴箱体101的垂向加速度可以通过数据采集装置1100来获取。机车的速度可以通过车载速度信号来获取，或者通过其他方式获取、确定或者检测。车轮102的轮径，为监控系统中预先设置好的、当前的轮径数值。在一种示例中，当轮径数值改变时，可以更新监控系统中的车轮102的轮径。

在本公开的一种实施方式中，步骤S120包括：

采集到的轴箱体101垂向加速度，以第一预设时间段为一个区段进行频谱分析，得到主频率和主频能量值；结合机车的速度和车轮102的轮径，分析出车轮102多边形的阶次。

可选的，第一预设时间段可以在5～20秒之间，例如可以为10秒。当然的，在本公开其他实施方式中，根据需要，第一预设时间段也可以为其他任何可实现的时间段。

步骤S130可以使得显示器200M显示分析结果。具体的，在显示器200M中可以显示车轮102对边形阶次的数值和主频能量值。

通过步骤S140，可以在主频能量值超过设定能量阈值时，启动消除车轮多边形过程。在消除车轮多边形过程中，数据处理器100M可以通过研磨控制信号来控制对应的踏面主动研磨装置1000的动作，例如控制踏面主动研磨装置1000的贴靠力和贴靠时间、动作间歇时间等，直至所述主频率能量值恢复到正常范围内，例如恢复到不超过设定能量阈值。

在本公开的一种实施方式中，所述研磨控制信号包括贴靠力等级参数，所述贴靠力等级参数用于控制所述踏面主动研磨装置1000与所述车轮102的踏面进行贴靠时的贴靠力。踏面主动研磨装置1000根据所接收到的研磨控制信号，可以控制与车轮102踏面的贴靠力。

可选的，在所述研磨控制信号中，所述靠力等级参数选自第一靠力等级参数、第二靠力等级参数、第三靠力等级参数、第四靠力等级参数、第五靠力等级参数中的一个；

所述第一靠力等级参数能够使得所述贴靠力为0.8～1.2kN；

所述第二靠力等级参数能够使得所述贴靠力为1.8～2.2kN；

所述第三靠力等级参数能够使得所述贴靠力为2.8～3.2kN；

所述第四靠力等级参数能够使得所述贴靠力为3.8～4.2kN；

所述第五靠力等级参数能够使得所述贴靠力为4.8～5.2kN。

示例性的，所述第一靠力等级参数能够使得所述贴靠力为1kN；

所述第二靠力等级参数能够使得所述贴靠力为2kN；

所述第三靠力等级参数能够使得所述贴靠力为3kN；

所述第四靠力等级参数能够使得所述贴靠力为4kN；

所述第五靠力等级参数能够使得所述贴靠力为5kN。

可选的，所述研磨控制信号包括贴靠时间参数，所述贴靠时间参数用于控制所述踏面主动研磨装置1000与所述车轮102的踏面进行贴靠时的贴靠时间和相邻两次贴靠之间的时间间隔(动作间歇时间，即脱离贴靠的时间)；

在一种示例中，所述贴靠时间与所述时间间隔的比例为1:2。当然的，根据需要，可以自由的调整贴靠时间和时间间隔。

在本公开的一种实施方式中，研磨控制单元可以根据需要对贴靠时间参数和贴靠力等级参数进行自由组合，已获得合适的研磨控制信号。

在本公开的一种实施方式中，研磨控制单元具有学习模块，该学习模块可以通过对消除车轮多边形过程和消除车轮多边形结果的学习，根据主频率能量值和多边形阶次确定消除车轮多边形过程的参数，例如确定贴靠力等级、贴靠时间和时间间隔，以自适应的实现最优的消除车轮多边形效果。

在本公开的一种实施方式中，数据处理器100M还包括温度监控单元。所述温度监控单元被配置为，将数据采集装置1100采集到的温度信号在显示器200M上显示瞬时温度实测值。所述温度监控单元还被配置为，将瞬时温度实测值与温度阀值进行比较，在瞬时温度实测值超过温度阀值时使得显示器200M上同时显示温度报警信号，即在显示器200M上显示瞬时温度实测值和报警信号。如此，该监控系统可以监测并显示各个轴箱体101的轴承温度，并在轴承温度超过温度阈值时进行报警。

在本公开的一种实施方式中，数据处理器100M包括寿命预测单元。寿命预测单元被配置为，根据采集到的轴箱体101垂向加速度、横向加速度、纵向加速度，以第二预设时间段为一个区段进行功率密度谱计算(例如计算三个方向上的加速度的功率密度谱)，并将计算结果带入到预制好的机车转向构架300架300动应力计算模型和计算程序中，计算出的构架300各部位等效应力幅值并转换成剩余寿命(例如根据功率密度谱和预制的构架300寿命计算模型计算构架300各部位剩余寿命)形成云图并显示在显示器200M上，不同等级的剩余寿命按颜色进行区分。如此，该监控系统可以预测构架300各部分的寿命，并通过显示器200M进行显示，这可以实时判断机车运行状态和转向架关键部件应力状态，进而达到了故障发生前提前预警的效果；不仅如此，这还为合理安排检修提供数据基础。

可选的，第二预设时间段可以长于第一预设时间段，例如可以在0.5～2分钟之间。在一种示例中，第二预设时间段可以为1分钟。当然的，在本公开其他实施方式中，根据需要，第二预设时间段也可以为其他任何可实现的时间段。

在本公开的一种实施方式中，该机车的动力转向架检测系统为一种无线监测系统，至少部分信号的传输采用无线通讯的方式进行。如此，可以简化布线。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种机车的动力转向架，其特征在于，包括

构架；

轮轴装置，包括车轴和与所述车轴固定连接的两个车轮，还包括在所述车轮外侧且与所述车轴可转动连接的轴箱体；

一系悬挂装置，连接所述轴箱体和所述构架，以使得所述轴箱体悬挂于所述构架；

驱动装置，与所述构架和所述车轴连接，用于驱动所述轮轴装置；

多个数据采集装置，与各个所述轴箱体一一对应设置；所述数据采集装置设置于对应的所述轴箱体上，用于采集所述轴箱体的运行参数并将所述轴箱体的运行参数发送出去；所述轴箱体的运行参数包括所述轴箱体的垂向加速度；

多个踏面主动研磨装置，与各个所述车轮一一对应设置；所述踏面主动研磨装置能够响应研磨控制信号而对对应的所述车轮的踏面进行研磨。

2.根据权利要求1所述的机车的动力转向架，其特征在于，所述轴箱体的运行参数还包括：

轴箱体内的轴承的温度、轴箱体的横向加速度和轴箱体的纵向加速度。

3.根据权利要求1所述的机车的动力转向架，其特征在于，所述机车的动力转向架还包括与各个所述车轮一一对应的制动器；其中，至少部分所述制动器的安装高度，高于所述车轴。

4.根据权利要求1所述的机车的动力转向架，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机和电机吊杆；

所述电机吊杆的下端与所述驱动电机铰接；

所述电机吊杆的上端与所述构架铰接；

所述电机吊杆具有与所述驱动电机的外壳适配的弧形槽，以使得所述电机吊杆紧贴所述驱动电机的外壳。

5.根据权利要求1所述的机车的动力转向架，其特征在于，所述构架包括位于两侧的两个侧梁，以及连接两个侧梁的牵引梁、横梁和端梁；

所述机车的动力转向架还包括推挽式短牵引杆；所述推挽式短牵引杆包括牵引杆、牵引橡胶关节和防落机构；所述牵引杆一端安装在所述构架靠近牵引梁的一端，另一端用于安装在车体底架上；且在所述牵引杆和所述端梁之间设置有所述牵引橡胶关节，在所述牵引杆和所述车体底架之间设置有所述牵引橡胶关节。

6.一种机车的动力转向架的监控系统，其特征在于，应用于权利要求1～5任意一项所述的机车的动力转向架；所述监控系统包括数据处理器和显示器；

所述数据处理器包括研磨控制单元；所述研磨控制单元被配置为：

获取所述轴箱体的垂向加速度、机车的速度和车轮的轮径；

对所述垂向加速度、机车的速度和车轮的轮径，以第一预设时间段为时间区段进行频谱分析，确定车轮的主频率和主频率能量值，以及车轮的多边形阶次；

将所述主频率能量值和所述多边形阶次发送至显示器，以便显示器显示所述主频率能量值和所述多边形阶次；

在所述主频率能量值超过设定能量阈值时，向对应的车轮的踏面主动研磨装置发送研磨控制信号，直至所述主频率能量值不超过设定能量阈值。

7.根据权利要求6所述的机车的动力转向架的监控系统，其特征在于，所述研磨控制信号包括贴靠力等级参数，所述贴靠力等级参数用于控制所述踏面主动研磨装置与所述车轮的踏面进行贴靠时的贴靠力。

8.根据权利要求7所述的机车的动力转向架的监控系统，其特征在于，所述贴靠力等级参数为第一靠力等级参数、第二靠力等级参数、第三靠力等级参数、第四靠力等级参数、第五靠力等级参数中的一者；

所述第一靠力等级参数能够使得所述贴靠力为0.8～1.2kN；

所述第二靠力等级参数能够使得所述贴靠力为1.8～2.2kN；

所述第三靠力等级参数能够使得所述贴靠力为2.8～3.2kN；

所述第四靠力等级参数能够使得所述贴靠力为3.8～4.2kN；

所述第五靠力等级参数能够使得所述贴靠力为4.8～5.2kN。

9.根据权利要求6所述的机车的动力转向架的监控系统，其特征在于，所述研磨控制信号包括贴靠时间参数，所述贴靠时间参数用于控制所述踏面主动研磨装置与所述车轮的踏面进行贴靠时的贴靠时间和相邻两次贴靠之间的时间间隔；

所述贴靠时间与所述时间间隔的比例为1:2。

10.一种机车，其特征在于，包括权利要求1～5任意一项所述的机车的动力转向架，以及包括权利要求6～9任意一项所述的机车的动力转向架的监控系统。

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