CN203593001U - 一种高速铁路货车转向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速铁路货车转向架，包括构架和设于所述构架下方的轮对导向悬挂装置，所述轮对导向悬挂装置包括轮轴组成和转臂组成，所述转臂组成的第一端套装于所述轮轴组成的车轴，第二端与所述构架连接，且其第一端和所述构架的侧梁之间设有一系弹簧，所述一系弹簧包括相互嵌套的外圈弹簧和内圈弹簧；还包括顶簧，设于所述内圈弹簧和所述侧梁之间，空车时，所述顶簧具有预压缩量。如此，当高速铁路货车处于空车工况时，由于内圈弹簧和构架侧梁之间设有顶簧，且其具有预压缩量，所以对内圈弹簧具有约束作用，可以避免内圈弹簧的振动，以及振动造成的内圈弹簧位置偏移或磨损，从而提高高速铁路货车在空、重车工况下的运行性能。

Description

一种高速铁路货车转向架

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆转向架技术领域，特别是涉及一种高速铁路货车转向架。

背景技术

铁路货车转向架多以三大件转向架为主，也有少量焊接构架式转向架，这些货车转向架能够满足铁路货车120km/h速度运行的要求。然而，随着我国对物资运输质量和时效性的要求越来越高，运行速度200km/h以上的高速货车将是今后我国铁路货车的主要发展方向之一，所以研制能够满足高速铁路货车运行的转向架成为研究课题之一。

现有可供参考设计的多为动车组转向架，由于客运车与货车的差异性，不能直接将动车组转向架运用于高速货车。如，现有动车组转向架与车体间的连接多采用枕梁或牵引销连接，而，采用枕梁连接的形式，会增高车辆的重心，无法满足货车转向架的动力学性能要求，采用牵引销连接的结构，由于横向止挡座设于牵引销的锥形销体上，使得锥形销体根部承受的弯矩增大，从而导致锥形销体根部以及牵引销座与车体连接处的受力状态恶化，降低牵引销与车体连接的可靠性，进而影响车辆运行的安全性和可靠性。

而现有铁路货车转向架也无法直接用于高速铁路货车，如，目前铁路货车转向架的一系弹簧多采用两级刚度弹簧，包括相互嵌套的外圈弹簧和内圈弹簧，当铁路货车处于空车工况时，只有外圈弹簧承载，当铁路货车处于重车工况时，由内圈弹簧承载或内圈弹簧和外圈弹簧共同承载，使铁路货车在空车、重车工况时均具有较大的垂向挠度。

但是，上述一系弹簧的内圈弹簧没有约束，当铁路货车处于空车工况时，只有外圈弹簧承载，而内圈弹簧会出现振动现象，当铁路货车的运行速度达到200km/h以上时，内圈弹簧的振动会加剧，不仅会导致内圈弹簧的位置偏移，也会造成磨损，既影响铁路货车空车工况下的运行性能，也影响铁路货车重车工况下的运行性能。

有鉴于此，如何设计一种货车转向架，能够约束一系弹簧的内圈弹簧，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高速铁路货车转向架，能够约束一系弹簧的内圈弹簧，满足高速铁路货车的运行要求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高速铁路货车转向架，包括构架和设于所述构架下方的轮对导向悬挂装置，所述轮对导向悬挂装置包括轮轴组成和转臂组成，所述转臂组成的第一端套装于所述轮轴组成的车轴，第二端与所述构架连接，且其第一端和所述构架的侧梁之间设有一系弹簧，所述一系弹簧包括相互嵌套的外圈弹簧和内圈弹簧；还包括顶簧，设于所述内圈弹簧和所述侧梁之间，空车时，所述顶簧具有预压缩量。

如上设计，当高速铁路货车处于空车工况时，车体承重小，只有外圈弹簧与车体接触承重，此时由于内圈弹簧和构架侧梁之间设有顶簧，且其具有预压缩量，所以对内圈弹簧具有约束作用，可以避免内圈弹簧的振动，以及振动造成的内圈弹簧位置偏移或磨损，从而提高高速铁路货车在空、重车工况下的运行性能。

优选地，所述内圈弹簧的顶端设有顶簧座，所述顶簧座包括环形座和沿所述环形座的内圈凹陷的支撑部，所述支撑部插装于所述内圈弹簧，所述顶簧卡置于所述支撑部和所述侧梁之间。

优选地，所述一系弹簧和所述转臂组成的第一端之间还设有隔振垫。

优选地，所述转臂组成包括可拆卸连接的上组成部和下组成部。

优选地，所述车轴上安装有三个制动盘。

优选地，所述侧梁的中部设置有二系弹簧，所述二系弹簧为空气弹簧。

优选地，所述侧梁的中部设置有二系弹簧，所述二系弹簧为橡胶弹簧，其包括承载部和插装于所述承载部的减振部。

优选地，所述减振部包括从上到下依次连接的第一腔室、第二腔室、垂向橡胶弹簧部以及横向橡胶弹簧部，所述第一腔室和所述第二腔室通过具有节流孔的节流板分隔，且所述第二腔室内装有减振液。

优选地，所述第一腔室内设置有弹性薄膜件，以阻隔空气与所述减振液接触。

优选地，所述垂向橡胶弹簧部的横截面从上到下逐渐缩小。

优选地，还包括连接车体和所述构架的牵引装置，所述牵引装置包括牵引销，其销座上设置有横向止挡安装座，与所述构架纵向梁上的横向止挡板位置对应。

优选地，所述牵引装置还包括牵引梁和牵引拉杆；所述牵引梁外套于所述牵引销的锥形销体；所述牵引拉杆的一端与所述牵引梁连接，另一端与所述构架横梁的牵引拉杆安装座连接；所述销座上还设有横向减振器安装座，与所述构架纵向梁上的横向减振器座位置对应。

优选地，所述牵引拉杆为两个，其关于所述牵引梁的中心点中心对称。

优选地，所述牵引梁和所述锥形销体之间设有橡胶节点。

优选地，还包括设于所述牵引梁底端的底盖板，所述底盖板与所述锥形销体可拆卸连接。

优选地，所述牵引梁的底部沿其梁体的内壁周向设有多个挡耳。

附图说明

图1为本实用新型所提供高速铁路货车转向架的正视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的仰视图；

图4为图1的左视图；

图5为图1中轮对导向悬挂装置的结构示意图；

图6为图5中一系弹簧的结构示意图；

图7为图5的左视图；

图8为本实用新型所提供一种橡胶弹簧的结构示意图；

图9为图8中减振部的结构示意图；

图10为图1中牵引装置的结构示意图；

图11为图10的俯视图；

图12为图10中牵引销的结构示意图；

图13为图12的俯视图；

图14为图10中牵引梁的结构示意图；

图15为图14的俯视图。

图1-15中：

构架10，侧梁101，横梁102，纵向梁103；

轮对导向悬挂装置20，轮轴组成201，制动盘211，转臂组成202，上组成部221，下组成部222，一系弹簧203，外圈弹簧231，内圈弹簧232，顶簧233，顶簧座234，隔振垫235；

牵引装置30，牵引销301，销座311，锥形销体312，横向止挡安装座313，横向减振器安装座314，牵引梁302，牵引臂321，梁体322，挡耳323，牵引拉杆303，橡胶节点304，底盖板305，螺栓351；

空气弹簧401，橡胶弹簧402，减振部421，第一腔室421a，第二腔室421b，垂向橡胶弹簧部421c，横向橡胶弹簧部421d，节流板421e，弹性薄膜件421f，承载部422，金属板422a，橡胶层422b；

横向减振器501，横向止挡件502。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种高速铁路货车转向架，能够约束一系弹簧的内圈弹簧，满足高速铁路货车的运行要求。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

需要说明的是，本文中涉及的上、下和横向等方位词，是以转向架装配于高速铁路货车正常行驶时的视角为基准定义的；应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

请参考图1-4，图1为本实用新型所提供高速铁路货车转向架的正视图，图2为图1的俯视图，图3为图1的仰视图，图4为图1的左视图。

该实施例中，货车转向架包括构架10、设于构架10下方的轮对导向悬挂装置20以及牵引装置30。

其中，构架10包括两个平行设置的侧梁101，两侧梁101之间固设有两个平行设置的横梁102，两横梁102之间固设有两个平行设置的纵向梁103。各部件之间均可通过焊接固定，既简便又可靠。

请一并参考图5-7，图5为图1中轮对导向悬挂装置的结构示意图；图6为图5中一系弹簧的结构示意图；图7为图5的左视图。

轮对导向悬挂装置20包括轮轴组成201和转臂组成202。

轮轴组成201包括车轴和套设于所述车轴上的轮对。

转臂组成202的第一端套装于所述车轴的端部，第二端与构架10上的安装座连接，且其第一端和构架10的侧梁101之间设有一系弹簧203。

该一系弹簧203包括相互嵌套的外圈弹簧231和内圈弹簧232，即一系弹簧203采用两级刚度弹簧。

可参考背景技术理解，当高速铁路货车处于空车工况时，只有外圈弹簧231承载，处于重车工况时，由外圈弹簧231和内圈弹簧232共同承载，从而高速铁路货车在空车、重车工况时均具有较大的垂向挠度。

此外，一系弹簧203还包括顶簧233，设于内圈弹簧232和侧梁101之间，空车时，顶簧233具有预压缩量。

如此设置，当高速铁路货车处于空车工况时，车体承重小，只有外圈弹簧231与构架10的侧梁101接触承重，此时，顶簧233因其具有预压缩量，对内圈弹簧232产生向下的压紧力，起到约束内圈弹簧232的作用，从而避免内圈弹簧232的振动，以及由振动造成的内圈弹簧232的位置偏移或磨损，进而提高了高速铁路货车在空、重车工况下的运行性能。

需要指出的是，空车时，顶簧233的预压缩量可以根据实际情况来确定，只要可以在空车工况下，压紧内圈弹簧232对其约束即可。

具体地，可在内圈弹簧232的顶端设置顶簧座234，该顶簧座234包括环形座和沿所述环形座的内圈凹陷的支撑部，所述支撑部插装于所述内圈弹簧233，顶簧233卡置于所述支撑部和所述侧梁101之间。

其中，所述环形座的形状与内圈弹簧232的端面适配，如此可以防止该环形座与其他部件干涉。

当然，顶簧座234也可以采用其他结构，比如与内圈弹簧232适配的圆盘形结构，放置于内圈弹簧232顶端，但是该种结构无法限位，容易脱落，导致对内圈弹簧232的约束失效。

其中，侧梁101上设有弹簧座，用于容纳和定位一系弹簧203，为了更好地对顶簧233进行限位，可以在所述弹簧座上设置定位槽。

本领域的技术人员应当可以理解，在设置时，内圈弹簧232的刚度大于外圈弹簧231的刚度，由于高速铁路货车空车、重车时质量相差悬殊，空车时外圈弹簧231承载，其刚度小，静挠度大，有利于防止脱轨发生，重车时由外圈弹簧231和内圈弹簧232两者共同承载，弹簧刚度大，可避免弹簧挠度过大影响车钩高度。

进一步地，一系弹簧203和转臂组成202的第一端之间还设有隔振垫235。隔振垫235的设置可隔离轮轨间的高频振动，进一步改善高速铁路货车的垂向性能及各零部件的工作环境。

进一步地，转臂组成202包括可拆卸连接的上组成部221和下组成部222，即转臂组成202设为分体结构。由于转臂组成202的转臂长度较长，在转臂组成202与轮对组成201安装或拆卸的过程中，存在诸多不便，若将其设置为分体结构，在检修更换轮对时比较方便，只需拆卸下组成部222，不需要将整个转臂组成202从构架10上拆卸，工作量大大减小。

其中，上组成部221和下组成部222之间可以通过螺栓连接，既简便又可靠。

此外，还可以在转臂组成202上设置轴温探测器，能够实时监测设于转臂组成202和车轴之间的轴承的温度，保证车辆行驶的安全性。

该实施例中，轮轴组成201的车轴上安装有三个制动盘211，如此，每个转向架可安装六套制动单元，使转向架能够满足现有技规中高速铁路车辆紧急制动距离的要求。

还可以在所述车轴的端部设置防滑器，以防止车辆制动时车轮与钢轨间滑移而擦伤车轮。

如图1所示，构架10的侧梁101中部还设置有二系弹簧，该二系弹簧可以为空气弹簧401。

将二系弹簧设置于侧梁101的中部，可以增加二系弹簧的横向跨度，提高车辆的抗侧滚能力。

二系弹簧设为空气弹簧401，由于空气弹簧401在高速铁路货车处于空、重车变化时不存在高度变化，所以不会影响货车的空、重车连挂，从而使一系弹簧203的挠度有更大的优化空间，可进一步提高高速铁路货车的横向和垂向性能。

当然，将二系弹簧设为橡胶弹簧402也是可以的，此时，橡胶弹簧402应具有减振功能，以期达到与空气弹簧401相同的效果。

请参考图8-9，图8为本实用新型所提供一种橡胶弹簧的结构示意图；图9为图8中减振部的结构示意图。

所述橡胶弹簧402包括承载部422和插装于承载部422的减振部421；两者可以分别设置，再通过紧固件连接，当然也可以直接设计为一体式结构。只是分体式结构便于对橡胶弹簧402进行检修。

承载部422包括交替设置的金属板422a和橡胶层422b，其中部具有通孔，以容纳减振部421。

在该实施例中，减振部421包括从上到下依次连接的第一腔室421a、第二腔室421b、垂向橡胶弹簧部421c以及横向橡胶弹簧部421d；其中，第一腔室421a和第二腔室421b通过具有节流孔的节流板421e分隔，且第二腔室421b内装有减振液。

为便于橡胶弹簧402的安装，可以在其上下端分别设置上衬板和下衬板。

当橡胶弹簧402受力向下变形，由于垂向橡胶弹簧部421c的剪切刚度小，会首先产生变形，从而压缩第二腔室421b，使第二腔室421b内的减振液通过节流板421e的节流孔进入第一腔室421a，起到衰减振动的作用。

当橡胶弹簧402向上恢复原形时，减振液在重力的作用下通过节流板421e的节流孔流入第二腔室421b。

这里需要指出的是，若是橡胶弹簧402的上端与车体连接在一起，则橡胶弹簧402可以起到双向减振作用，若是橡胶弹簧402的上端仅与车体接触并未连接，则橡胶弹簧402仅在车体承重时起到减振作用。

进一步地，可以在第一腔室421a内设置弹性薄膜件421f，以阻隔空气与减振液接触。如此，可以防止空气将减振液乳化，降低橡胶弹簧402的减振性能。

进一步地，垂向橡胶弹簧部421c的横截面从上到下逐渐缩小。如此，在橡胶弹簧402受力向下变形时，第二腔室421b的变形量较大，可提高橡胶弹簧402的垂向减振功能。

在实际设置时，橡胶弹簧402的减振部421也可以直接采用液压减振器或摩擦减振器来代替。

请一并参考图10-15，图10为图1中牵引装置的结构示意图；图11为图10的俯视图；图12为图10中牵引销的结构示意图；图13为图12的俯视图；图14为图10中牵引梁的结构示意图；图15为图14的俯视图。

牵引装置30用于连接车体和构架10，牵引装置30包括牵引销301，牵引销301包括与车体连接的销座311和位于销座311中部的锥形销体312。销座311上设置有横向止挡安装座313，与构架10的纵向梁103上的横向止挡板位置对应；横向止挡件502的一端安装于横向止挡安装座313，另一端与横向止挡板配合，横向止挡件502可优选为橡胶材质制成，如此可弹性地约束车体与构架10之间的横向相对运动，提高车辆横向运行性能和安全性。

如上，将横向止挡安装座313设于销座311，与背景技术中将其设于牵引销301的锥形销体312相比，可以节省垂向空间，大幅降低牵引销301的锥形销体312的高度，从而使锥形销体312的根部承受的弯矩减小，有效改善了锥形销体312根部及销座311与车体连接处的受力状态，提高高速铁路货车运行的安全性和可靠性。

销座311上还设有横向减振器安装座314，与构架10的纵向梁103上的横向减振器座位置对应，横向减振器501的一端与销座311上的横向减振器安装座314连接，另一端与纵向梁103上的横向减振器座连接，可结合图2理解。

牵引销301可以整体铸造形成，当然，也可以将各部分分别形成，再组合为一体，只是整体铸造结构的牵引销301，其内部不存在连接部位，可靠性更高。

牵引装置30还包括牵引梁302和牵引拉杆303；牵引梁302外套于锥形销体312，牵引拉杆303的一端与牵引梁302连接，另一端与设于构架10的横梁102上的牵引拉杆安装座连接。

如上，横向减振器501和牵引拉杆303均通过牵引销301直接与构架10连接，而牵引销301又通过其销座311与车体连接，从而减少了货车转向架与车体之间的连接点，而且，销座311与车体可以通过螺栓连接，操作方便，从而降低了转向架与车体间的组装、分体难度，便于生产及维修。

其中，牵引拉杆303可以设置为两个，且关于牵引梁302的中心点中心对称。

牵引梁302包括与锥形销体312套装的梁体322，及与梁体322连接的两个牵引臂321，且两个牵引臂321关于梁体322的中心点中心对称。牵引梁302也优选为整体铸造结构。

牵引拉杆303的一端与牵引臂321连接，另一端与横梁102上的牵引拉杆座连接，可结合图3理解。

如上，牵引装置30采用双拉杆结构，可将纵向力均匀地分成两部分，分别作用于两横梁102上，改善了构架10的受力状态，提高了构架10的可靠性。

在具体的结构中，牵引梁302的梁体322与锥形销体312之间还设有橡胶节点304；该橡胶节点304包括内层、外层和设置于两者之间的橡胶件，其中内层和外层通常设置为金属件，其内层具有与锥形销体312配合的锥形孔，外层可设为圆筒形结构，如此，与外层配合的梁体322内孔可设为圆形孔，便于加工。

橡胶节点304与梁体322、锥形销体312优选为过盈配合。如此，当车体与转向架之间发生回转运动时，能够避免橡胶节点304的内层、外层因摩擦受到磨损，影响牵引力和制动力的传递，还能够延长橡胶节点304的使用寿命。

所述牵引装置30还包括设于牵引梁302底端的底盖板305，该底盖板305与锥形销体312可拆卸连接。

当牵引梁302与牵引销301装配好后，将底盖板305与锥形销体312连接，对牵引销301的垂向进行限位，防止其脱出牵引梁302，发生事故。

具体的结构中，锥形销体312底端的中部具有螺纹孔，底盖板305通过螺栓351与锥形销体312连接。

在上述基础上，牵引梁302的底部沿其梁体322的内壁周向设有多个挡耳323（图15示出的牵引梁302底部设有四个挡耳323）；挡耳323可以对橡胶节点304进行垂向定位，与底盖板305共同起到对牵引销301垂向定位的作用。多个挡耳323可沿梁体322内壁周向均匀设置，使橡胶节点304的受力分布均匀。

以上对本实用新型所提供的一种高速铁路货车转向架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (16)

1.一种高速铁路货车转向架，包括构架（10）和设于所述构架（10）下方的轮对导向悬挂装置（20），所述轮对导向悬挂装置（20）包括轮轴组成（201）和转臂组成（202），所述转臂组成（202）的第一端套装于所述轮轴组成（201）的车轴，第二端与所述构架（10）连接，且其第一端和所述构架（10）的侧梁（101）之间设有一系弹簧（203），所述一系弹簧（203）包括相互嵌套的外圈弹簧（231）和内圈弹簧（232）；其特征在于，还包括顶簧（233），设于所述内圈弹簧（232）和所述侧梁（101）之间，空车时，所述顶簧（233）具有预压缩量。

2.如权利要求1所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述内圈弹簧（233）的顶端设有顶簧座（234），所述顶簧座（234）包括环形座和沿所述环形座的内圈凹陷的支撑部，所述支撑部插装于所述内圈弹簧（233），所述顶簧（233）卡置于所述支撑部和所述侧梁（101）之间。

3.如权利要求1所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述一系弹簧（203）和所述转臂组成（202）的第一端之间还设有隔振垫（235）。

4.如权利要求1所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述转臂组成（202）包括可拆卸连接的上组成部（221）和下组成部（222）。

5.如权利要求1所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述车轴上安装有三个制动盘（211）。

6.如权利要求1至5任一项所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述侧梁（101）的中部设置有二系弹簧，所述二系弹簧为空气弹簧（401）。

7.如权利要求1至5任一项所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述侧梁（101）的中部设置有二系弹簧，所述二系弹簧为橡胶弹簧（402），其包括承载部（422）和插装于所述承载部（422）的减振部（421）。

8.如权利要求7所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述减振部（421）包括从上到下依次连接的第一腔室（421a）、第二腔室（421b）、垂向橡胶弹簧部（421c）以及横向橡胶弹簧部（421d），所述第一腔室（421a）和所述第二腔室（421b）通过具有节流孔的节流板（421e）分隔，且所述第二腔室（421b）内装有减振液。

9.如权利要求8所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述第一腔室（421a）内设置有弹性薄膜件（421f），以阻隔空气与所述减振液接触。

10.如权利要求8所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述垂向橡胶弹簧部（421c）的横截面从上到下逐渐缩小。

11.如权利要求1至5任一项所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，还包括连接车体和所述构架（10）的牵引装置（30），所述牵引装置（30）包括牵引销（301），其销座（311）上设置有横向止挡安装座（313），与所述构架纵向梁（103）上的横向止挡板位置对应。

12.如权利要求11所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述牵引装置（30）还包括牵引梁（302）和牵引拉杆（303）；所述牵引梁（302）外套于所述牵引销（301)的锥形销体（312）；所述牵引拉杆（303）的一端与所述牵引梁（302）连接，另一端与所述构架横梁（102）的牵引拉杆安装座连接；所述销座（311）上还设有横向减振器安装座（314），与所述构架纵向梁（103）上的横向减振器座位置对应。

13.如权利要求12所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述牵引拉杆（303）为两个，且关于所述牵引梁（302）的中心点中心对称。

14.如权利要求12所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述牵引梁（302）和所述锥形销体（312）之间设有橡胶节点（304）。

15.如权利要求12所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，还包括设于所述牵引梁（302）底端的底盖板（305），所述底盖板（305）与所述锥形销体（312）可拆卸连接。

16.如权利要求15所述的高速铁路货车转向架，其特征在于，所述牵引梁（302）的底部沿其梁体（322）的内壁周向设有多个挡耳（323）。

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