CN211943326U - 一种铁路车辆转向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路车辆转向架，采用内轴箱方式布置，所述构架支撑在所述轮对内侧，有效缩短车轴长度、减小转向架的簧下质量和自重、改善曲线通过性能，所述侧梁下凹段的设置以及所述横梁连接于所述下凹段，能够有效降低转向架重心高度，为车体留出更高的纵向空间，采用所述腹板和盖板能够加强所述侧梁强度，提高所述侧梁的承载能力；采用两个所述一系定位部件定位能够进一步减小转向架的轴距；增加二系悬挂装置，能改善转向架的垂向和横向性能，提高转向架的运行速度，并且所述二系弹簧组集中布置，能够减小二系弹簧组件的扭转变形，本结构布置紧凑合理，性能可靠，有利于提高车辆运行稳定性、平稳性和运行速度。

Description

一种铁路车辆转向架

技术领域

本实用新型涉及转向架技术领域，特别涉及一种铁路车辆转向架。

背景技术

现有大部分铁道货车的转向架仍采用传统的三大件式转向架，一般三大件式转向架只有一系悬挂装置，且抗菱刚度小，加上簧下质量大，其运行速度不高。按照轴箱布置在轮对外侧和内侧的不同，转向架可分为外轴箱转向架和内轴箱转向架。而内轴箱转向架有自重小、簧下质量低、轮轨动力学作用力低、牵引能源消耗低和噪音小等优点，能更好的满足铁路车辆的经济和结构要求。

但目前，中国铁路实际没有运营速度超过200km/h的轴箱内置式转向架的货车。因此，需要研发一种用于高速铁路货车运营的内轴箱转向架，以弥补国内内轴箱转向架的应用空缺。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的转向架存在结构设计中不利于降低自重和簧下质量的问题，导致结构笨重，质量较大，运行和维护成本较高，难以提高运营速度等上述不足，提供一种铁路车辆转向架。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种铁路车辆转向架，包含：

轮对，包含车轮；

构架，设于所述轮对内侧，包含两个侧梁和一个横梁，所述侧梁中部具有下凹段，所述横梁连接于两个所述下凹段之间，所述下凹段顶面连接有腹板和盖板；

轴箱，设于所述轮对内侧，用于连接车轴；

一系悬挂装置，包含一系弹簧部件和一系定位部件，所述一系弹簧部件连接于所述轴箱顶部，所述一系定位部件连接于所述轴箱两侧壁；

二系悬挂装置，包含两个二系弹簧组，所述二系弹簧组包含至少一个二系弹簧组件，所述二系弹簧组设于所述横梁上。

采用本实用新型所述的一种铁路车辆转向架，采用内轴箱方式布置，所述构架支撑在所述轮对内侧，有效缩短车轴长度，降低转向架的簧下质量，从而减小转向架自重，有效降低曲线轮轨磨耗，改善曲线通过性能，所述侧梁下凹段的设置以及所述横梁连接于所述下凹段，能够有效降低转向架重心高度，为车体留出更高的纵向空间，采用所述腹板和盖板能够加强所述侧梁强度，提高所述侧梁的承载能力；一系悬挂装置采用两个所述一系定位部件定位能够进一步减小转向架的轴距；增加二系悬挂装置，即采用两系悬挂能有效改善转向架的垂向和横向性能，提高转向架的运行速度，并且所述二系弹簧组集中布置于构架中部的横梁上，有效缩小转向架横向尺寸，能够在车体和转向架发生回转时减小二系弹簧组件的扭转变形。本结构布置紧凑合理，性能可靠，更好的满足铁路车辆的结构要求，有利于提高车辆运行稳定性和平稳性，有利于提高铁路货车的运行速度又不失经济性。

优选的，所述一系定位部件通过套筒连接于所述轴箱，两个所述一系定位部件关于所述轴箱的轴线中心对称设置，其中一个所述套筒的高度高于另一个所述套筒的高度，其中一个所述套筒与车轮的间距小于另一个所述套筒与车轮的间距。

由于两个所述套筒一高一低设置，即所述一系定位部件呈上下偏置设置，当两个所述一系定位部件分别受到来自所述构架的力时，会在所述轴箱内的中心处形成合力，最后作用在车轴中心，使得轴箱的轴承受力较好，有效保证所述轴箱的稳定，提升一系垂向减振器减小构架的冲击振动的效果，进一步有利于高速列车的应用，两个所述套筒相对于对应车轮一近一远设置，即形成内外错位的设置，能够在所述轴箱受到所述一系垂向减振器的垂向作用力时，形成一个相对于所述车轴中心的反力矩，进一步抑制所述轴箱的旋转，提升一系悬挂装置的稳定性。

优选的，所述一系弹簧部件包含叠层橡胶弹簧。

优选的，所述二系弹簧组件包含螺旋弹簧一和螺旋弹簧二，所述螺旋弹簧一设于所述螺旋弹簧二外侧，所述螺旋弹簧一的高度高于所述螺旋弹簧二的高度，所述螺旋弹簧一的上端连接橡胶弹簧一、下端连接橡胶弹簧二，所述螺旋弹簧二的下端连接所述橡胶弹簧二。

进一步优选的，所述螺旋弹簧一的刚度小于所述螺旋弹簧二的刚度，所述螺旋弹簧一的螺旋方向与所述螺旋弹簧二螺旋方向相反。

进一步优选的，所述橡胶弹簧一底部具有限位环一，所述橡胶弹簧二顶部具有限位环二，所述螺旋弹簧一的两端分别卡接于所述限位环一和限位环二，所述橡胶弹簧二顶部具有凸块，所述螺旋弹簧二卡接于所述凸块。

进一步优选的，两个所述二系弹簧组对称设置，所有所述二系弹簧组件呈矩形阵列分布。

采用偶数个弹簧组件形成组合，每个弹簧组件采用两级螺旋弹簧并且两端串联橡胶弹簧的形式，由于螺旋弹簧的水平刚度较大，在所述螺旋弹簧一两端分别串联所述橡胶弹簧一和橡胶弹簧二可充分利用橡胶弹簧水平刚度小的特点，有效降低螺旋弹簧的工作应力和所述弹簧组件的水平方向刚度值，所述弹簧组件的水平刚度值能够通过调整两端橡胶弹簧的层数和刚度来调节，调节方便，结构稳定性好，内外设置的两级高度不等的螺旋弹簧，可满足货车空重车挠度差的要求，且不易产生过大扭转变形，有利于进一步提高车辆运行的速度，稳定性好又能节省成本。

优选的，所述车轴为中空构件。

进一步减小转向架的簧下质量。

优选的，所述轴箱上还连接有一系垂向减振器，所述一系弹簧部件、一系定位部件和一系垂向减振器均连接于对应所述侧梁的端部

优选的，两个所述二系弹簧组中间设有单牵引拉杆，每个所述二系弹簧组包含两个二系弹簧组件，所有所述二系弹簧组件呈矩形阵列分布。

优选的，所述下凹段外侧连接有外伸梁，所述外伸梁上连接有二系垂向减振器、抗蛇行减振器和抗侧滚扭杆，所述腹板侧面设有横向止挡，所述盖板上设有垂向止挡、横向减振器和轮盘制动装置。

优选的，所述侧梁和横梁均为箱型结构，所述侧梁和横梁焊接连接，所述下凹段为圆滑过渡段，所述下凹段顶板的厚度小于所述侧梁端部顶板的厚度。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、采用本实用新型所述的一种铁路车辆转向架，采用内轴箱方式布置，所述构架支撑在所述轮对内侧，有效缩短车轴长度，降低转向架的簧下质量和自重，改善曲线通过性能，所述侧梁下凹段的设置以及所述横梁连接于所述下凹段，能够有效降低转向架重心高度，为车体留出更高的纵向空间，采用所述腹板和盖板能够加强所述侧梁强度，提高所述侧梁的承载能力；采用两个所述一系定位部件定位能够进一步减小转向架的轴距；增加二系悬挂装置，能有效改善转向架的垂向和横向性能，提高转向架的运行速度，并且所述二系弹簧组集中布置，能够减小二系弹簧组件的扭转变形。本结构布置紧凑合理，性能可靠，更好的满足铁路车辆的结构要求，有利于提高车辆运行稳定性和平稳性，有利于提高铁路货车的运行速度又不失经济性。

附图说明

图1为实施例1中的一种铁路车辆转向架的结构示意图；

图2为实施例1中的一种铁路车辆转向架的结构俯视图；

图3为图2中的A-A的剖视图；

图4为实施例1中的构架的结构示意图；

图5为实施例1中的一系悬挂装置的结构示意图；

图6为图5的结构正视图；

图7为图5的结构俯视图；

图8为实施例1中的二系弹簧组件的结构剖视图。

图中标记：1-车轮，21-侧梁，22-横梁，23-腹板，24-盖板，25-外伸梁，3-轴箱，31-车轴，32-套筒，41-一系弹簧部件，42-一系定位部件，43-一系垂向减振器，51-二系弹簧组件，511-螺旋弹簧一，512-螺旋弹簧二，521-橡胶弹簧一，522-橡胶弹簧二，531-限位环一，532-限位环二，54-凸块，6-单牵引拉杆，71-二系垂向减振器，72-抗蛇行减振器，73-抗侧滚扭杆，74-横向止挡，75-垂向止挡，76-横向减振器，77-轮盘制动装置。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

如图1-8所示，本实用新型所述的一种铁路车辆转向架，包含：

轮对，包含车轮1；

构架，设于所述轮对内侧，包含两个侧梁21和一个横梁22，所述侧梁21中部具有下凹段，所述横梁22连接于两个所述下凹段之间，所述下凹段顶面连接有腹板23和盖板24；

轴箱3，设于所述轮对内侧，用于连接车轴31；

一系悬挂装置，包含一系弹簧部件41和一系定位部件42，所述一系弹簧部件41连接于所述轴箱3顶部，所述一系定位部件42连接于所述轴箱3两侧壁，两个所述一系定位部件42关于所述轴箱3的轴线中心对称设置，所述一系弹簧部件41和一系定位部件42均连接于所述侧梁21；

二系悬挂装置，包含两个二系弹簧组，两个所述二系弹簧组对称设置，所述二系弹簧组包含至少一个二系弹簧组件51，所述二系弹簧组设于所述横梁22上。

具体的，本实施例中示例包含两个所述轮对、构架、轴箱3、一系悬挂装置和二系悬挂装置，每个所述轮对包含两个相对设置的车轮1，所述构架和轴箱3均设于所述轮对内侧，所述轴箱3用于连接车轴31，所述车轴31为中空构件，所述车轴31宜连接小轮径车轮1，如所述车轮1轮径为840或780mm，进一步减小转向架的簧下质量。

所述构架包含两个侧梁21和一个横梁22，所述侧梁21中部具有下凹段，所述横梁22连接于两个所述下凹段之间，所述下凹段为圆滑过渡段，所述下凹段外侧连接有外伸梁25，所述侧梁21、横梁22和外伸梁25均为箱型结构，所述侧梁21、横梁22和外伸梁25之间均为焊接连接，形成H型结构，采用整体焊接的构架，能增加转向架的抗菱刚度，增强车辆的运行稳定性。所述下凹段顶面连接有腹板23和盖板24，所述腹板23连接于所述下凹段顶面，所述盖板24连接于所述腹板23上，所述腹板23上连接有加劲肋，所述腹板23的两端和盖板24的两端均连接于所述侧梁21，所述盖板24的宽度小于所述侧梁21端部的宽度，所述侧梁21端部顶板的厚度大于所述下凹段顶板的厚度，所述外伸梁25上连接有二系垂向减振器71、抗蛇行减振器72和抗侧滚扭杆73，所述腹板23侧面设有横向止挡74，所述盖板24上设有垂向止挡75、横向减振器76和轮盘制动装置77。

所述侧梁21顶板上设有一系垂向减振器安装座、一系定位部件安装座和一系弹簧部件定位套筒，所述一系垂向减振器安装座、一系定位部件安装座和一系弹簧部件定位套筒均设于所述侧梁21的两端部，所述一系弹簧部件定位套筒通过两个半圆套筒焊接连接，所述一系垂向减振器安装座、一系定位部件安装座和一系弹簧部件定位套筒分别用于安装所述一系垂向减振器43、一系定位部件42和所述一系弹簧部件41。

如图5所示，所述一系悬挂装置包含一系弹簧部件41、一系定位部件42和一系垂向减振器43，所述一系弹簧部件41连接于所述轴箱3顶部，所述一系弹簧部件41包含叠层橡胶弹簧，所述叠层橡胶弹簧由多层钢板和橡胶层硫化而成，可通过改变橡胶层的刚度和层数来调节所述叠层橡胶弹簧的刚度；所述轴箱3包含套筒32，所述一系定位部件42通过所述套筒32连接于所述轴箱3两侧壁，采用两个所述一系定位部件42定位能够进一步减小转向架的轴距，所述一系定位部件42包含橡胶定位器，所述橡胶定位器包含导柱、锥体和外圈，所述导柱螺栓连接于一系定位部件安装，所述锥体上沿锥面设有两个缺口，两个所述缺口相对设置，所述缺口的开口朝向所述车轮1，两个所述一系定位部件42关于所述轴箱3的轴线中心对称设置，其中一个所述套筒31的高度高于另一个所述套筒31的高度，两个所述套筒32一高一低设置，即所述一系定位部件呈上下偏置设置；其中一个所述套筒32与车轮1的间距小于另一个所述套筒32与车轮1的间距，两个所述套筒32相对于对应车轮1一近一远设置，即形成内外错位的设置，所述一系垂向减振器43设于高度较高的所述一系定位部件42所在侧，所述一系垂向减振器43设于对应的所述一系定位部件42的内侧，如图6所示，当所述轴箱3受到所述一系垂向减振器43的垂向作用力F1时，会在所述轴箱3的一系垂向减振器座上形成一个相对于所述车轴31中心的一个力矩M1，而两个所述套筒32的上下对称偏置，会在对应所述定位部件2的作用力F2、F3下形成一个相对于所述车轴31中心的反力矩M2，能有效抑制轴箱3的旋转，从而保证了转向架一系悬挂装置的稳定，如图7所示为便于观察，所述一系弹簧部件41和一系垂向减振器43未示出，两个所述套筒32的左右对称偏置，在受到来自所述构架的力F4、F5时，会在轴箱3内的轴承中心处形成合力F，最后作用在所述车轴31（未示出）中心。合力F通过所述轴箱3的轴承中心，使得所述轴承受力较好，有效保证所述轴箱3的稳定。

二系悬挂装置包含两个二系弹簧组，所述二系弹簧组设于所述横梁22上，所述横梁22的尺寸适配需要布置的所有所述二系弹簧组的布置范围，两个所述二系弹簧组对称设置，两个所述二系弹簧组中间设有单牵引拉杆6，所述单牵引拉杆6两侧均设置一列所述二系弹簧组件51，所述二系弹簧组包含至少一个二系弹簧组件51，所有所述二系弹簧组件51的结构、尺寸均相同，综合考虑转向架的尺寸、成本和效果，优选每个所述二系弹簧组包含两个二系弹簧组件51，所有所述二系弹簧组件51呈矩形阵列分布，有利于减小二系弹簧组件51的扭转变形，使其受力更好，采用四个所述二系弹簧组件51集中布置在转向架中心，适于使用占用空间较小的单牵引拉杆6，所述单牵引拉杆6轴向垂向布置，能防止其在所述二系弹簧组件51变形时产生干涉，并能使转向架的横向更为紧凑。如图8所示，所述二系弹簧组件51包含螺旋弹簧一511和螺旋弹簧二512，所述螺旋弹簧一511设于所述螺旋弹簧二512外侧，所述螺旋弹簧一511的高度高于所述螺旋弹簧二512的高度，所述螺旋弹簧一511的上端连接橡胶弹簧一521、下端连接橡胶弹簧二522，所述螺旋弹簧二512的下端连接所述橡胶弹簧二522，所述螺旋弹簧一511的刚度小于所述螺旋弹簧二512的刚度，所述螺旋弹簧一511的螺旋方向与所述螺旋弹簧二512螺旋方向相反，以便铁路车辆空载时，只有所述螺旋弹簧一511承载，随着压缩量的增大，所述螺旋弹簧二512也承载，满足重载时对一系弹簧的大刚度需求，所述橡胶弹簧一521底部具有限位环一531，所述橡胶弹簧二522顶部具有限位环二532，所述螺旋弹簧一511的两端分别卡接于所述限位环一531和限位环二532，所述橡胶弹簧二522顶部具有凸块54，所述螺旋弹簧二512卡接于所述凸块54，为方便定位，所述橡胶弹簧一521顶面和所述橡胶弹簧二522底面均设有定位销，所述二系弹簧组件51的水平刚度值能够通过调整两端橡胶弹簧的层数和刚度来调节。

采用本实施例所述的转向架，采用内轴箱方式布置，所述构架支撑在所述轮对内侧，有效缩短车轴长度，降低转向架的簧下质量和自重，改善曲线通过性能，所述侧梁下凹段的设置以及所述横梁连接于所述下凹段，能够有效降低转向架重心高度，为车体留出更高的纵向空间，采用所述腹板和盖板能够加强所述侧梁强度，提高所述侧梁的承载能力；采用两个所述一系定位部件定位能够进一步减小转向架的轴距；增加二系悬挂装置，能有效改善转向架的垂向和横向性能，提高转向架的运行速度，并且所述二系弹簧组集中布置，能够减小二系弹簧组件的扭转变形，本结构布置紧凑合理，性能可靠，有利于提高车辆运行稳定性、平稳性和运行速度，又能避免大幅提升成本，特别适用于高速铁路货车，有效将铁路货车的运行速度提升至200km/h。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路车辆转向架，其特征在于，包含：

轮对，包含车轮(1)；

构架，设于所述轮对内侧，包含两个侧梁(21)和一个横梁(22)，所述侧梁(21)中部具有下凹段，所述横梁(22)连接于两个所述下凹段之间，所述下凹段顶面连接有腹板(23)和盖板(24)；

轴箱(3)，设于所述轮对内侧，用于连接车轴(31)；

一系悬挂装置，包含一系弹簧部件(41)和一系定位部件(42)，所述一系弹簧部件(41)连接于所述轴箱(3)顶部，所述一系定位部件(42)连接于所述轴箱(3)两侧壁；

二系悬挂装置，包含两个二系弹簧组，所述二系弹簧组包含至少一个二系弹簧组件(51)，所述二系弹簧组设于所述横梁(22)上。

2.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，两个所述一系定位部件(42)关于所述轴箱(3)的轴线中心对称设置，所述一系定位部件(42)通过套筒(32)连接于所述轴箱(3)，其中一个所述套筒(32)的高度高于另一个所述套筒(32)的高度，其中一个所述套筒(32)与车轮(1)的间距小于另一个所述套筒(32)与车轮(1)的间距。

3.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述二系弹簧组件(51)包含螺旋弹簧一(511)和螺旋弹簧二(512)，所述螺旋弹簧一(511)设于所述螺旋弹簧二(512)外侧，所述螺旋弹簧一(511)的高度高于所述螺旋弹簧二(512)的高度，所述螺旋弹簧一(511)的上端连接橡胶弹簧一(521)、下端连接橡胶弹簧二(522)，所述螺旋弹簧二(512)的下端连接所述橡胶弹簧二(522)。

4.根据权利要求3所述的转向架，其特征在于，所述螺旋弹簧一(511)的刚度小于所述螺旋弹簧二(512)的刚度，所述螺旋弹簧一(511)的螺旋方向与所述螺旋弹簧二(512)螺旋方向相反。

5.根据权利要求3所述的转向架，其特征在于，所述橡胶弹簧一(521)底部具有限位环一(531)，所述橡胶弹簧二(522)顶部具有限位环二(532)，所述螺旋弹簧一(511)的两端分别卡接于所述限位环一(531)和限位环二(532)，所述橡胶弹簧二(522)顶部具有凸块(54)，所述螺旋弹簧二(512)卡接于所述凸块(54)。

6.根据权利要求1-5任一所述的转向架，其特征在于，所述车轴(31)为中空构件。

7.根据权利要求1-5任一所述的转向架，其特征在于，所述轴箱(3)上还连接有一系垂向减振器(43)，所述一系弹簧部件(41)、一系定位部件(42)和一系垂向减振器(43)均连接于对应所述侧梁(21)的端部。

8.根据权利要求1-5任一所述的转向架，其特征在于，两个所述二系弹簧组中间设有单牵引拉杆(6)，每个所述二系弹簧组包含两个二系弹簧组件(51)，所有所述二系弹簧组件(51)呈矩形阵列分布。

9.根据权利要求1-5任一所述的转向架，其特征在于，所述下凹段外侧连接有外伸梁(25)，所述外伸梁(25)上连接有二系垂向减振器(71)、抗蛇行减振器(72)和抗侧滚扭杆(73)，所述腹板(23)侧面设有横向止挡(74)，所述盖板(24)上设有垂向止挡(75)、横向减振器(76)和轮盘制动装置(77)。

10.根据权利要求1-5任一所述的转向架，其特征在于，所述侧梁(21)和横梁(22)均为箱型结构，所述侧梁(21)和横梁(22)焊接连接，所述下凹段为圆滑过渡段，所述下凹段顶板的厚度小于所述侧梁(21)端部顶板的厚度。

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