CN207157222U - 用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架 - Google Patents

Abstract

用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架属于轨道车辆转向架的构架装置领域，其包括横梁单元和两个侧梁单元，两个侧梁单元平行且对称布置于横梁单元的两侧，其三者经铸造工艺一体成型。本实用新型的整体铸造构架大幅减少了焊缝数量，提高了构架的整体结构强度和疲劳强度；应用了本实用新型构架的列车转向架，其最小曲线通过半径缩减为至少36米，并由此大幅提高此新转向架的转弯机动性和灵活性；侧梁齿轮箱吊座设置在侧梁单元上，能够保证齿轮箱吊杆最大程度靠近齿轮箱轴，减小联轴节变位量，从而减小驱动装置的占用空间，另外，该结构还能够避免齿轮箱吊座的长悬臂结构，以克服旧有长悬臂结构疲劳强度差、使用寿命较短的弊端。

Description

用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架

技术领域

本实用新型属于轨道车辆转向架的构架装置领域，具体涉及一种用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架。

背景技术

现有的铁路车辆转向架的构架通常是轴箱外置式转向架，如图1至图3所示，常见的轴箱外置式转向架是一种近似H字形的焊接构架，其构架的基本构成包括两个纵梁2、两个横梁1及固连于横梁1两端的侧梁3焊接而成的H型结构，每个横梁1均包括两个无缝钢管1-1、齿轮箱吊座1-2、电机吊座1-3和一组牵引拉杆座1-4，两个无缝钢管1-1彼此平行，其二者的间距分别通过两个平行的纵梁2跨接和固定。齿轮箱吊座1-2和电机吊座1-3均位于横梁1的外侧，一组牵引拉杆座1-4固连于横梁1中段的上方并位于齿轮箱吊座1-2和电机吊座1-3之间。纵梁2的两端分别与两个横梁1固连，纵梁2的上端中段设有构架横向止挡2-1，在纵梁2一端设有一个横向减震器座2-2。两个横梁1以构架的垂向旋转轴z为旋转对称中心，彼此按180°的圆周角旋转对称，两个纵梁2以同样的旋转中心和圆周角彼此旋转对称。

侧梁3是由多块板材拼合组焊而成的、横断面为矩形截面的箱型整体焊接结构，其通常包括空气弹簧座3-1和两条悬臂，两条悬臂分别位于空气弹簧座3-1的两端，并向两侧伸展形成翼形的结构。每一条悬臂均包括制动吊座3-4、一系弹簧座3-3、翼桥段3-2、轮轴定位座3-5，一系弹簧座3-3通过翼桥段3-2与空气弹簧座3-1连接，制动吊座3-4固连于翼桥段3-2的内侧，轮轴定位座3-5固连于翼桥段3-2的下方。制动吊座3-4由制动吊座悬臂3-4-1和制动吊座基座3-4-2共同构成。

如图2所示，空气弹簧座3-1的外侧壁还分别固连有一个抗蛇形减震器吊座3-6和一个抗侧滚扭杆座3-7。两个侧梁3关于转向架整体结构的x轴对称，并分别通过各自的空气弹簧座3-1固连于两个横梁1的两端，整个构架通过焊接一体成型。

然而，地铁等弯道较多、线路转弯半径较小的城铁轨道环境，对转向架的结构、强度、重量和最小曲线半径等技术参数均提出了新的高标准要求，例如，某新建地铁项目的设计要求提出，该地铁转向架构架在30g冲击载荷下，其静强度不超过屈服强度的50％、转向架的最小曲线通过半径为36米。而如图1至图3所示的旧有轴箱外置式H字形焊接构架，其仅能满足在20g冲击载荷下不超过材料的屈服强度的100％的考核参数，其轴箱外置式的传统构架结构使其最小曲线通过半径至少为100米，而且，为了保证焊接构架的结构强度，其钢板壁厚为至少20毫米，转向架总体重量的均值约为1.6吨，其两个侧梁3的轴向跨距至少1300毫米，这些既有的指标参数均使得该轴箱外置式的传统构架笨重、宽大，最小曲线半径无法进一步缩减，无法满足新型地铁线路的设计要求，而其焊缝疲劳强度也必然随着时间的推移而逐步下降，甚至导致构架关键焊缝出现裂纹，也不利于行车安全。

为此，急需研发一款结构紧凑、重量小、强度高、最小曲线半径符合设计指标要求的新型转向架构架。

实用新型内容

为了解决旧有轴箱外置式H字形焊接构架仅能满足在20g冲击载荷下不超过材料的屈服强度的100％的考核参数，其轴箱外置式的传统构架结构使其在强度、重量和最小曲线半径等技术指标均无法同时满足新的地铁项目的设计要求的技术问题，本实用新型提供一种用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下：

用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架，其包括横梁单元和两个侧梁单元，两个侧梁单元平行且对称布置于横梁单元的两侧，其三者经铸造工艺一体成型；

所述横梁单元为中空的矩形箱体，其中心设有中心销孔，两个电机吊座单元以中心销孔的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元的两个X轴向外侧壁上；

所述侧梁单元为中空的矩形箱体，其包括侧梁中部小横梁和两个梯形轴箱定位框，两个梯形轴箱定位框对称布置于侧梁中部小横梁的两端；

所述侧梁中部小横梁包括受流器安装座、枕梁连接座、两个制动安装座、侧梁齿轮箱吊座和两个枕梁止挡；枕梁连接座设置于侧梁中部小横梁上端面的中心，受流器安装座设置于侧梁中部小横梁外侧壁的中心，两个制动安装座对称地布置于受流器安装座的两侧；

所述梯形轴箱定位框的开口朝下，其梯形一个腰线上的坡面侧壁与侧梁中部小横梁连接并一体成型；梯形轴箱定位框两个坡面侧壁的下部均设有同轴水平贯通轴箱定位杆轴孔；

所述侧梁齿轮箱吊座位于梯形轴箱定位框的其中一个腰线的顶端，并且侧梁齿轮箱吊座的开口端垂直朝向另外一个侧梁的侧壁端面；

所述位于两个侧梁单元上的两个侧梁齿轮箱吊座，其二者以中心销孔的轴线为轴心，彼此按度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元的两侧；两个电机吊座单元分布于铸造构架的第一和第三象限，且两个侧梁齿轮箱吊座分布于铸造构架的第二和第四象限，每一个侧梁单元仅设有一个枕梁止挡，枕梁止挡位于其对应侧梁中部小横梁与梯形轴箱定位框二者的连接部上方；两个侧梁单元上的枕梁止挡分别位于铸造构架的第三和第四象限。

所述横梁单元和两个侧梁单元的钢板壁厚均为16毫米，整体铸造构架的总质量小于1.1吨；两个侧梁单元间的跨距为1165毫米。

本实用新型的有益效果如下：

该整体铸造构架包括横梁单元和两个侧梁单元，两个侧梁单元平行且对称地布置于横梁单元的两侧，其三者经铸造工艺一体成型，从而大幅减少焊缝数量，提高构架的整体结构强度和疲劳强度。

侧梁单元的梯形轴箱定位框直接用于固定轮对装置上的两个内置式轴箱；两个侧梁齿轮箱吊座以中心销孔的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元的两侧；两个电机吊座单元分布于铸造构架的第一和第三象限，且两个侧梁齿轮箱吊座分布于铸造构架的第二和第四象限，通过该旋转对称的布局设计能够对安装于中心销孔中的枕梁结构起到扭矩平衡和转角限位作用。横梁单元和两个侧梁单元的钢板壁厚均为16毫米，中空的薄壁铸造设计能够保证整体铸造构架的总质量小于0.5吨，且其在30g冲击载荷下，满足静强度不超过屈服强度的50％的结构强度要求；两个侧梁单元间的跨距为1165毫米，该设计可以减小齿轮箱联轴节的变位量，最大限度的缩短联轴节，从而减小布局与电机吊座单元和侧梁齿轮箱吊座之间的驱动系统的占用空间，并缩短轮对装置的轴箱间距和车轮间距，因此可使得电机和齿轮箱等驱动装置所占用整体空间由旧有的1080毫米缩减为940毫米，进而使得应用了本实用新型的用于轴箱内置式转向架的内置式轴箱机构的列车转向架，其最小曲线通过半径将由旧有的至少100米显著缩减为至少36米，并由此大幅提高此新型转向架的转弯机动性和灵活性。

侧梁齿轮箱吊座设置在侧梁单元上，能够保证齿轮箱吊杆最大程度靠近齿轮箱轴，减小联轴节变位量，从而减小驱动装置的占用空间，另外，该结构还能够避免齿轮箱吊座的长悬臂结构，以克服旧有长悬臂结构疲劳强度差、使用寿命较短的弊端。

梯形轴箱定位框可以容纳同样为梯形结构的新式轮对内置式轴箱，从而使该新式轴箱与轴承的配合得以采用上半部局部承载接触配合，下半部大间隙配合全新结构形式，从而大幅改善轴箱的承重应力分布，有利于提高轴箱和轮对的使用寿命，同时，梯形轴箱定位框可以替代轴箱保护罩而直接起到保护轴箱的作用，并方便轴承和轴箱减震片等设备的日常检查。

附图说明

图1是旧有轴箱外置式H型焊接构架的立体结构示意图；

图2是旧有轴箱外置式H型焊接构架的仰视图；

图3是旧有轴箱外置式H型焊接构架在另一视角下的立体图；

图4是本实用新型用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架的立体图；

图5是图4中I部分的局部放大图；

图6是本实用新型用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图4至图6所示，本实用新型用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架包括横梁单元4和两个侧梁单元5，两个侧梁单元5平行且对称布置于横梁单元4的两侧，其三者经铸造工艺一体成型，从而大幅减少焊缝数量，提高构架的整体结构强度和疲劳强度。

横梁单元4为中空的矩形箱体，其中心设有中心销孔4-1，两个电机吊座单元4-2以中心销孔4-1的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元4的两个X轴向外侧壁上。侧梁单元5为中空的矩形箱体，其包括侧梁中部小横梁5-1和两个梯形轴箱定位框5-2，两个梯形轴箱定位框5-2对称布置于侧梁中部小横梁5-1的两端，其三者由铸造工艺一体成型。

侧梁中部小横梁5-1包括受流器安装座5-1-1、枕梁连接座5-1-2、两个制动安装座5-1-3、侧梁齿轮箱吊座5-1-4和两个枕梁止挡5-1-5，其七者均由铸造工艺一体成型。枕梁连接座5-1-2设置于侧梁中部小横梁5-1上端面的中心，受流器安装座5-1-1设置于侧梁中部小横梁5-1外侧壁的中心，两个制动安装座5-1-3对称地布置于受流器安装座5-1-1的两侧。

梯形轴箱定位框5-2的开口朝下，其梯形一个腰线上的坡面侧壁与侧梁中部小横梁5-1连接并一体成型。梯形轴箱定位框5-2两个坡面侧壁的下部均设有同轴水平贯通轴箱定位杆轴孔5-2-1，其用于固定轮对装置上的两个内置式轴箱。

侧梁齿轮箱吊座5-1-4位于梯形轴箱定位框5-2的其中一个腰线的顶端，并且侧梁齿轮箱吊座5-1-4的开口端垂直朝向另外一个侧梁的侧壁端面。

位于两个侧梁单元5上的每一个侧梁齿轮箱吊座5-1-4，其二者以中心销孔4-1的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元4的两侧。以图6所示的XY轴平面直角坐标系作为参照基准，设圆点o右上角的直角区域为第一象限，圆点o左上角的直角区域为第二象限，并按逆时针方向顺次递推第三和第四象限，则：两个电机吊座单元4-2分布于铸造构架的第一和第三象限，且两个侧梁齿轮箱吊座5-1-4分布于铸造构架的第二和第四象限，通过该旋转对称的布局设计能够对安装于中心销孔4-1中的枕梁结构起到扭矩平衡和转角限位作用。每一个侧梁单元5仅设有一个枕梁止挡5-1-5，枕梁止挡5-1-5位于其对应侧梁中部小横梁5-1与梯形轴箱定位框5-2二者的连接部上方；两个侧梁单元5上的枕梁止挡5-1-5分别位于铸造构架的第三和第四象限，该设计用于限制同侧外置型双牵引拉杆向的拉杆牵引力反向的过量运动，起到对牵引拉杆的限位保护作用。

横梁单元4和两个侧梁单元5的钢板壁厚均为16毫米，中空的薄壁铸造设计能够保证整体铸造构架的总质量小于0.5吨，且其在30g冲击载荷下，满足静强度不超过屈服强度的50％的结构强度要求。两个侧梁单元5间的跨距为1165毫米，该设计可以减小齿轮箱联轴节的变位量，最大限度的缩短联轴节，从而减小布局与电机吊座单元4-2和侧梁齿轮箱吊座5-1-4之间的驱动系统的占用空间，并缩短轮对装置的轴箱间距和车轮间距，因此可使得电机和齿轮箱等驱动装置所占用整体空间由旧有的1080毫米缩减为940毫米，进而使得应用了本实用新型的用于轴箱内置式转向架的内置式轴箱机构的列车转向架，其最小曲线通过半径将由旧有的至少100米显著缩减为至少36米，并由此大幅提高此新型转向架的转弯机动性和灵活性。

侧梁齿轮箱吊座5-1-4设置在侧梁单元5上，能够保证齿轮箱吊杆最大程度靠近齿轮箱轴，减小联轴节变位量，从而减小驱动装置的占用空间，另外，该结构还能够避免齿轮箱吊座的长悬臂结构，以克服旧有长悬臂结构疲劳强度差、使用寿命较短的弊端。

梯形轴箱定位框5-2可以容纳同样为梯形结构的新式轮对内置式轴箱，从而使该新式轴箱与轴承的配合得以采用上半部局部承载接触配合，下半部大间隙配合全新结构形式，从而大幅改善轴箱的承重应力分布，有利于提高轴箱和轮对的使用寿命，同时，梯形轴箱定位框5-2可以替代轴箱保护罩而直接起到保护轴箱的作用，并方便轴承和轴箱减震片等设备的日常检查。

Claims (2)

1.用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架，其特征在于：该铸造构架包括横梁单元(4)和两个侧梁单元(5)，两个侧梁单元(5)平行且对称布置于横梁单元(4)的两侧，其三者经铸造工艺一体成型；

所述横梁单元(4)为中空的矩形箱体，其中心设有中心销孔(4-1)，两个电机吊座单元(4-2)以中心销孔(4-1)的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元(4)的两个X轴向外侧壁上；

侧梁单元(5)为中空的矩形箱体，其包括侧梁中部小横梁(5-1)和两个梯形轴箱定位框(5-2)，两个梯形轴箱定位框(5-2)对称布置于侧梁中部小横梁(5-1)的两端；

所述侧梁中部小横梁(5-1)包括受流器安装座(5-1-1)、枕梁连接座(5-1-2)、两个制动安装座(5-1-3)、侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)和两个枕梁止挡(5-1-5)，枕梁连接座(5-1-2)设置于侧梁中部小横梁(5-1)上端面的中心，受流器安装座(5-1-1)设置于侧梁中部小横梁(5-1)外侧壁的中心，两个制动安装座(5-1-3)对称地布置于受流器安装座(5-1-1)的两侧；

所述梯形轴箱定位框(5-2)的开口朝下，其梯形一个腰线上的坡面侧壁与侧梁中部小横梁(5-1)连接并一体成型；梯形轴箱定位框(5-2)两个坡面侧壁的下部均设有同轴水平贯通轴箱定位杆轴孔(5-2-1)；

所述侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)位于梯形轴箱定位框(5-2)的其中一个腰线的顶端，并且侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)的开口端垂直朝向另外一个侧梁的侧壁端面；

位于两个侧梁单元(5)上的两个侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)以中心销孔(4-1)的轴线为轴心，彼此按180度的圆周角旋转对称地布置于横梁单元(4)的两侧；两个电机吊座单元(4-2)分布于铸造构架的第一和第三象限，且两个侧梁齿轮箱吊座(5-1-4)分布于铸造构架的第二和第四象限，每一个侧梁单元(5)仅设有一个枕梁止挡(5-1-5)，枕梁止挡(5-1-5)位于其对应侧梁中部小横梁(5-1)与梯形轴箱定位框(5-2)二者的连接部上方；两个侧梁单元(5)上的枕梁止挡(5-1-5)分别位于铸造构架的第三和第四象限。

2.如权利要求1所述的用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架，其特征在于：所述横梁单元(4)和两个侧梁单元(5)的钢板壁厚均为16毫米，整体铸造构架的总质量小于1.1吨；两个侧梁单元(5)间的跨距为1165毫米。