CN201205917Y - 高速动车组 - Google Patents

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张曙光
王军
张洪
邓小军
鄢桂珍
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China State Railway Group Co Ltd
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Abstract

本实用新型所述高速动车组实现一种无摇枕结构的构架组成,在保证机械强度的前提下实现转向架主要部件结构的简化、减小重量,以满足时速200公里以上运行的设计和使用要求。其主要具有至少一个机车、以及顺序连接的列车,每一列车具有垂向连接的转向架和车体。所述的车体具有薄壁铝合金挤压型材焊接结构的车顶、侧墙、端墙和底架,在底架的下方设置有多个用于承载其重量的横梁。连接在轮对上的轴箱体具有相互连接的、铝合金材质的前盖和后盖,轮对包括设在空心车轴两端的车轮,空心车轴与轴箱体采用密封式圆锥滚珠轴承进行连接。在横梁上均匀地分布有多个用于通过各种车辆管线的开孔、以及用于固定车辆设备的安装结构。

Description

高速动车组
技术领域
本实用新型涉及一种时速达到200公里以上的动车组,属于机械制造领域。 背景技术
目前现有高速运行的轨道车辆,其转向架采用配置摇枕结构的转向架,为使得 轴重得以均匀分配以实现对轮轨的良好粘着作用,此类转向架的自重均较大、特别 是转向架簧下重量较大,而且基础制动采用空气制动系统,因此既不利于有效地提 高车辆运行速度,也不利于在高速运行过程中、在规定的距离内进行减速或停车的 使用要求,因此给车辆运行带来了安全隐患。
而且,现有轨道车辆的车体-'般为碳钢、不锈钢和铝合金材质,其是由板材和 骨架结构焊接而成的,无法满足对于车体轻量化的使用要求。部分车辆设备置于车 顶,车体的高度相对较高,相应的也就增加了车体本身的重量。
另外,现有轨道车辆的车轮是曲面辐板车轮。由于需要经常使用踏面制动,会 直接导致车轮踏面的严重磨耗,从而縮短车轮的使用寿命。当高速运行的轨道车辆 进行制动时,要求制动距离较短,而且这一距离参数要求得较为严格,采用踏面制 动的方式很难满足制动距离小的要求,这就带来车轴运行的事故隐患。 实用新型内容
本实用新型所述的高速动车组,在于解决上述问题而提供一种轻量化的整体设 计思路。其设计目的在于,实现一种无摇枕结构的构架组成,在保证机械强度的前 提下实现转向架主要部件结构的简化、减小重量,以满足时速200公里以上运行的 设计和使用要求。
设计目的还在于,提供一种满足轻量化要求的车体结构,有效地降低车体重心高 度,以适应高速运行时的车体平稳性能。
另一设计目的是,采用磨耗型踏面的直辐板车轮,实现在车轮上安装制动盘结构, 有效地縮短制动距离,车轮匹配于轨道,以减少车轮的异常磨耗而提高使用寿命。
为实现上述设计目的,所述的高速动车组主要具有:
至少一个机车、以及顺序连接的列车,每一列车具有垂向连接的转向架和车体。 所述的转向架具有承载并连接各部件的构架组成、连接构架组成与轮对的轮对 定位装置、以及连接车体与构架组成的二系悬挂及牵引装置。
所述的车体具有薄壁铝合金挤压型材焊接结构的车顶、侧墙、端墙和底架,在
底架的下方设置有多个用于承载其重量的横梁。
与现有技术的区别之处在于,连接在轮对上的轴箱体具有相互连接的、铝合金 材质的前盖和后盖,轮对包括设在空心车轴两端的车轮,空心车轴与轴箱体采用密-封式圆锥滚珠轴承进行连接。
在横梁上均匀地分布有多个用于通过各种车辆管线的开孔、以及用于固定车辆 设备的安装结构。
如上述基本方案,由于省去了构架组成与车体之间的摇枕结构,转向架整体重 量得以降低,而且轮对采用高频淬火空心车轴,既可降低车轴疲劳强度和重量,又 利于减小转向架簧下质量。
转向架一般分为动车转向架和拖车转向架,上述结构是针对拖车转向架的轻量 化改进。对于动车转向架的轻量化改进方案可以是,
在构架组成与轮对之间设置一牵引驱动装置,牵引驱动装置包括有牵引电机、 由铝合金材质制成的齿轮箱,齿轮箱套设在空心车轴上。
齿轮箱与牵引电机通过齿轮形挠性连接器进行连接,齿轮箱的齿轮组压装于空 心车轴。
车轮采用直辐板结构,直辐板的中心线是垂直于空心车轴的垂线,车轮的踏面 采用LMA型踏面构造。
采用磨耗型踏面的直辐板车轮,可以实现在车轮上安装制动盘结构,从而有效地 縮短制动距离,保证轨道车轴的高速安全运行。
为进一步提高牵引驱动力和降低二系悬挂系统的质量,二系悬挂系统采用空气 弹簧来支承车体、牵引方式采用单拉杆结构,具体地细化方案是,
所述的二系悬挂及牵引装置具有与车体的底架相连接的、至少2个空气弹簧。
其中心销的一端与车体连接,另一端与牵引拉杆连接。
牵引拉杆的一端连接中心销,其另一端安装于构架组成的牵引拉杆座。
为改善转向架的动力学性能、降低车辆在轨道上高速行进过程中的振动,在车
体和构架组成之间,设置有横向减振器、高度控制阀和抗蛇形减振器。 在构架组成上设有垂向止挡和横向止挡。
上述采用的减振器,可有效地降低车辆在各个方向上的振动。垂向止挡和横向 止挡还可避免构架组成在横向和垂向上的较大位移。
所述设置在横梁上的安装结构,可以采用其底部的吊挂槽结构,其中吊挂螺栓 的螺栓头置于吊挂槽中,其螺杆垂直向下伸出并通过紧固螺母进行定位,在吊挂槽 上设置有用于吊挂螺栓放入的放置孔。
在本实用新型中,轮对定位装置采用轴梁式结构,轴箱设置在轮对的两端外侧。 以将轮对外侧的空间充分地加以利用,同时将其他悬挂和支撑装置设置在轮对的内 侧,进而有效地减小转向架所占的空间体积,具体的改进方案是,
所述的轮对定位装置,其一端通过轴箱弹簧与构架组成的弹簧筒连接,另一端 通过定位节点与构架组成的定位臂连接。
另外,在轴箱体与其上方的构架组成之间设有垂向油压减振器。
为改善动车转向架高速运行过程中的制动性能,在邻近前、后车轮处分别设有
轮盘卡钳制动器和车轮踏面清扫装置。
轮盘卡钳制动器安装在构架横梁的制动座上,车轮踏面清扫装置安装在构架横 梁上。
在动车转向架的车轮上设置轮盘制动器,制动盘的摩擦片呈圆环状设置,可有
效地提高空间利用率,避免单独在动车转向架的车轴上安装制动盘。
为改善拖车转向架高速运行过程中的制动性能,在拖车转向架的车轮上设有轴
盘的制动器结构,具体地,
在邻近前、后车轮处,设有轴盘卡钳制动器,轴盘卡钳制动器安装在构架横梁
的制动座上。
综上内容,所述高速动车组具有以下优点和有益效果:
1、 实现了一种无摇枕轻型转向架结构,部件结构的简化和减小重量,特别地能够满 足时速200公里以上动车组车辆;
2、 有效地降低转向架自重,同时提高了转向架的可靠性和动力学性能,能够有效地 提高制动性能以保证高速运行时的安全要求。
3、 动车组的车体大量地采用长大中空薄壁铝合金挤压型材,其型材强度大、重量轻,
在很大程度上满足了车体的高强度轻量化的要求。 4、采用直辐板结构的车轮,可以在车轮上安装制动盘结构,从而有效地縮短制动距
离,保证轨道车轴的高速安全运行。 附图说明
现结合以下附图对本实用新型进一步进行说明,
图l是动车转向架的示意图;
图2是拖车转向架的示意图;
图3是轮对定位装置的示意图;
图4是二系悬挂及牵引装置的示意图;
图5是轮对与牵引电机的安装示意图;
图6是动车转向架的制动装置示意图;
图7是拖车转向架的制动装置示意图;
图8是所述车体的结构示意图;
图9是横梁结构的示意图;
图10是横梁安装结构的示意图;
图11是所述车轮的剖面示意图。
如图l至图ll所示,构架组成l,动车构架M,拖车构架T,轮对定位装置2, 二系悬挂及牵引装置3,牵引驱动装置4,定位节点5,轮对6,车体7,排障装置8, 轴箱体9,垂向减振器IO,轴箱弹簧ll,构架横梁12,车轮13,牵引电机14,空 心车轴15,齿轮箱16,圆锥滚珠轴承17,高度控制阀18,空气弹簧19,横向减振 器20,中心销21,牵引拉杆22,横向止挡23,抗蛇形减振器24,轮盘卡钳制动器 25,车轮踏面清扫装置26,轴盘卡钳制动器27,弹簧筒28,定位臂29,制动座30, 直辐板31, LMA型踏面32,制动装置33,螺栓34,车顶61,侧墙62,底架63,横 梁64,开孔65,安装结构66,吊挂槽67,吊挂螺栓68,固螺母69,放置孔70。 具体实施方式
实施例l,如图l至图ll所示,所述的高速动车组首、尾2个机车、以及2个 机车中间顺序进行排列、连接的若干个列车。
每一列车具有垂向连接的转向架50和车体60。 所述的车体60具有薄壁铝合金挤压型材焊接结构的车顶61、侧墙62、端墙和底 架63,在底架63的下方设置有多个用于承载其重量的横梁64。
在横梁64上均匀地分布有多个用于通过各种车辆管线的开孔65、以及用于固定 车辆设备的安装结构66,安装结构66是设在横梁64底部的吊挂槽67。
吊挂螺栓68的螺栓头置于吊挂槽67中,其螺杆垂直向下伸出并通过紧固螺母 69进行定位,在吊挂槽67上设置有用于吊挂螺栓68放入的放置孔70。
所述的转向架50,是一种轻量化无摇枕结构,分为动车构架M和拖车构架T。 其中,拖车构架T包括有,承载并连接各部件的构架组成l、连接构架组成l与轮对 6的轮对定位装置2,连接车体7与构架组成1的二系悬挂及牵引装置3。
连接在轮对6上的轴箱体9具有相互连接的、铝合金材质的前盖和后盖(图中 未单独地示出)。轮对6包括设在空心车轴15两端的车轮13,空心车轴15与轴箱体 9采用密封式圆锥滚珠轴承17进行连接。
车轮13采用直辐板31结构,直辐板31的中心线是垂直于空心车轴15的垂线, 车轮13的踏面采用LMA型踏面32构造。
动车构架M在上述拖车构架T的基础上,还具有下述牵引驱动机构:
在构架组成1与轮对6之间设置一牵引驱动装置4,牵引驱动装置4包括有牵引 电机14、由铝合金材质制成的齿轮箱16,齿轮箱16套设在空心车轴15上。
齿轮箱16与牵引电机14通过齿轮形挠性连接器进行连接,齿轮箱16的齿轮组 压装于空心车轴15。
对于动车构架M, 二系悬挂及牵引装置3具有与车体7的底架相连接的2个空气 弹簧19。
二系悬挂及牵引装置3的中心销21,其一端与车体7连接,另一端与牵引拉杆 22连接。牵引拉杆22的一端连接中心销21,其另一端安装于构架组成1的牵引拉 杆座。
对于动车构架M和拖车构架T,在车体7和构架组成1之间,设置有横向减振器 20、高度控制阀18和抗蛇形减振器24。
在构架组成1上设有垂向止挡和横向止挡23。
所述的轮对定位装置2,其一端通过轴箱弹簧11与构架组成1的弹簧筒28连接, 另一端通过定位节点5与构架组成1的定位臂29连接。
在轴箱体9与其上方的构架组成1之间,设有垂向油压减振器IO。 对于动车构架M,在邻近前、后车轮13处分别设有轮盘卡钳制动器25和车轮踏 面清扫装置26。
轮盘卡钳制动器25安装在构架横梁12的制动座30上。车轮踏面清扫装置26 安装在构架横梁12上。
对于拖车构架T,在邻近前、后车轮13处,设有轴盘卡钳制动器27。轴盘卡钳 制动器27安装在构架横梁12的制动座30上。
如本实施例所述,转向架采用单牵引拉杆结构、轴箱前后盖及齿轮箱采用铝合 金材料等,在优化构架组成1各部分连接结构的基础上,采用耐候钢材料的构架重 量得以进一步降低,从而实现了整体转向架的轻量化设计
如上内容,结合附图本实施例仅就本实用新型的优选实施例进行了描述。对于 所属领域技术人员来说可以据此得到启示,而直接推导出符合本设计构思的其他替 代结构,由此得到的其他结构特征也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1、一种高速动车组,包括有至少一个机车、以及顺序连接的列车,每一列车具有垂向连接的转向架和车体(7);所述的转向架具有承载并连接各部件的构架组成(1)、连接构架组成(1)与轮对(6)的轮对定位装置(2)、以及连接车体(7)与构架组成(1)的二系悬挂及牵引装置(3);所述的车体(7)具有薄壁铝合金挤压型材焊接结构的车顶(61)、侧墙(62)、端墙和底架(63),在底架(63)的下方设置有多个用于承载其重量的横梁(64);其特征在于:连接在轮对(6)上的轴箱体(9)具有相互连接的、铝合金材质的前盖和后盖,轮对(6)包括设在空心车轴(15)两端的车轮(13),空心车轴(15)与轴箱体(9)采用密封式圆锥滚珠轴承(17)进行连接;在横梁(64)上均匀地分布有多个用于通过各种车辆管线的开孔(65)、以及用于固定车辆设备的安装结构(66)。
2、 根据权利要求1所述的高速动车组,其特征在于:在构架组成(1)与轮对 (6)之间,设置一牵引驱动装置(4);所述的牵引驱动装置(4),包括有牵引电机(14)、由铝合金材质制成的齿轮箱 (16),齿轮箱(16)套设在空心车轴(15)上;齿轮箱(16)与牵引电机(14)通过齿轮形挠性连接器进行连接,齿轮箱(16) 的齿轮组压装于空心车轴(15);车轮(13)采用直辐板(31)结构,直辐板(31)的中心线是垂直于空心车轴 (15)的垂线,车轮(13)的踏面采用LMA型踏面(32)构造。
3、 根据权利要求2所述的高速动车组,其特征在于:所述的二系悬挂及牵引装 置3,具有与车体(7)的底架相连接的、至少2个空气弹簧(19);其中心销(21)的一端与车体(7)连接,另一端与牵引拉杆(22)连接; 牵引拉杆(22)的一端连接中心销(21),其另一端安装于构架组成(1)的牵 引拉杆座。
4、 根据权利要求3所述的高速动车组,其特征在于:所述的安装结构(66)是 设在横梁(64)底部的吊挂槽(67),其中,吊挂螺栓(68)的螺栓头置于吊挂槽(67)中,其螺杆垂直向下伸出并通过紧 固螺母(69)进行定位,在吊挂槽(67)上设置有用于吊挂螺栓(68)放入的放置 孔(70)。
5、 根据权利要求1或3所述的高速动车组,其特征在于:在车体(7)和构架 组成(1)之间,设置有横向减振器(20)、高度控制阀(18)和抗蛇形减振器(24);在构架组成(1)上设有垂向止挡和横向止挡(23)。
6、 根据权利要求5所述的高速动车组,其特征在于:所述的轮对定位装置(2), 其一端通过轴箱弹簧(11)与构架组成(1)的弹簧筒(28)连接,另一端通过定位 节点(5)与构架组成(1)的定位臂(29)连接。
7、 根据权利要求6所述的高速动车组,其特征在于:在轴箱体(9)与其上方 的构架组成(1)之间,设有垂向油压减振器(10)。
8、 根据权利要求7所述的高速动车组,其特征在于:在邻近前、后车轮(13) 处分别设有轮盘卡钳制动器(25)和车轮踏面清扫装置(26);轮盘卡钳制动器(25)安装在构架横梁(12)的制动座(30)上; 车轮踏面清扫装置(26)安装在构架横梁(12)上。
9、 根据权利要求1所述的高速动车组,其特征在于:在邻近前、后车轮(13) 处,设有轴盘卡钳制动器(27),轴盘卡钳制动器(27)安装在构架横梁(12)的制 动座(30)上。
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