CN213262380U - 基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架 - Google Patents

Abstract

基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架属于轨道车辆动力转向架装置领域，其包括构架、由车轮和车轴构成的轮对装置、易退轴式齿轮箱、侧梁单点悬挂式电机和集成减振式摇枕及二系悬挂系统。本实用新型在确保一系悬挂轴箱装置安装位置和减振指标的前提下，有效降低了转向架整体的横向宽度尺寸和回转半径，使该转向架的曲线通过能力获得进一步的提升，环形减振轴箱便于安装和拆卸维修；本实用新型在分别拆除四个紧固螺栓之后，侧梁单点悬挂式电机可经由检修地沟直接从车体下方单独拆除。

Description

基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架

技术领域

本实用新型属于轨道车辆动力转向架装置领域，具体涉及一种基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架。

背景技术

轨道列车转向架在设计时不仅需要综合考虑作为承力主体的构架的结构强度和抗蛇行减振器等各类附属减振部件的作用效果、制动机构安装方式等综合因素，还需针对不同的车型需求，根据列车的理论时速、承重载荷、最小弯道曲率和风雪飞石等路况条件，综合设计动力转向架电机的悬挂方式、电机及其齿轮箱的布局空间、一系悬挂和二系悬挂装置的结构形式和布局空间等诸多因素。围绕上述核心思想而展开的各类设计方案日益改进和复杂化，最终促成了动力转向架制造水平的迭代更新和不断进步，不同车型的构架方案推陈出新，一些新形式的全新方案甚至完全推翻旧有思路，使其核心改进具有明显区别和创新。

如图1所示，对于由多块板材组焊拼接而形成箱型结构的焊接型侧梁而言，其焊件侧梁i通常为两翼上翘的鸟翼状结构，在其每个鸟翼状结构翅根部位斜面i-1的下端面上，分别对应焊接固连一个焊件轮轴座i-2。每个焊件侧梁弹簧帽筒i-3均焊接固连于一个焊件侧梁i的翼尖端部。由于焊件侧梁i的侧梁上盖板、侧梁下盖板以及夹在其二者之间的两块焊件侧梁侧壁板i-4，其四者的曲线或曲面均为与焊件侧梁侧壁板i-4匹配的特殊鸟翼状结构，导致对焊件侧梁i进行整体组焊时的装夹定位作业相对复杂，其制造过程中，需使用大量定位夹具以确保两块焊件侧梁侧壁板i-4按彼此平行的姿态分别与焊件侧梁下盖板垂直焊接固连，其多块侧壁板连接筋板以及焊件侧梁弹簧帽筒i-3的定位更是需要额外设计的复杂定位工装才能实现。例如，公开号为CN110722319A的中国专利公开了一种铁路客车构架侧梁焊接定位工装，其所公开的复杂定位工装结构就是为提高侧梁弹簧帽筒i-3等部件的组对定位的精度、减少校准测绘工作、降低劳动强度等问题而额外设计的。同样，在焊件侧梁翅根部位的斜面下端定位和焊接焊件轮轴座i-2的过程，也另需专门设计如中国专利公开号为CN108817797A 的用于侧梁正装焊接的组对定位工装才能顺利实施，此类定位工装的设计和制造都必然带来生产成本的大幅增加。

如图2至图4所示，常规转向架的二系悬挂装置包括但不限于二系横向减振器k、两个空气弹簧m、抗侧滚扭杆机构n、两个二系垂向减振器v和二系横向止挡w，其用于释放构架与车体之间的各种垂向振动和扭摆、扭曲、翻转应力，而由两个二系牵引拉杆p和牵引枕梁q三者共同构成的牵引机构用于将转向架的驱动力传递至由其支撑的车体底架上。但现有转向架上的二系横向减振器k、两个空气弹簧m、两个二系垂向减振器v和抗侧滚扭杆n各自的上端通常均直接连接在车体底架的下方，此种结构导致转向架与车体对接或检修维护时，均需要长时间占用天车吊装或架车机的落车工位，严重制约生产节拍的提速，限制产能和效率的提高，并且，车体与构架之间较大的垂向跨度值，也对二系横向减振器k、两个空气弹簧m、两个二系垂向减振器v和抗侧滚扭杆n各自的垂向高度和机械强度均提出了更高的要求，额外增加这些部件的制造和检测成本。此外，抗侧滚扭杆n的结构形式、布局位置均需要根据构架的跨度、高度、车体载荷以及侧滚扭摆运动的复杂受力状态进行综合设计，其设计参数往往需要在构架静强度试验和动态试验中获得，并为此投入额外大量的试验经费和设计研发时间，进而提高了设计成本，尤其是部分传统构架，还需在两个侧梁上分别增设抗蛇形减振器，以进一步辅助减少列车转向架的侧滚和蛇形运动。

另一方面，如图1所示，现有动力转向架构架g上通常设有电机吊座t和齿轮箱吊座u 上，并分别用于对应固连牵引电机r和齿轮箱s，且采用以构架g几何中心旋转对称地布置前、后两台牵引电机r的双电机安装方式彼此抵消两台电机的反向扭矩，以此优化动力转向架的整体力学稳定性和振动平衡特性。但是，此种依托于构架g且完全与电机吊座t和齿轮箱吊座u刚性连接的安装方式，其电机吊座t和齿轮箱吊座u的布局位置和焊接制造过程，不仅对横梁体的结构强度和对称精度均提出了更高的要求，而且也增加了转向架整体的结构尺寸和回转半径，不利于其最小曲线通过能力的提高，并且由于牵引电机r外壳的吊耳为不可拆除的刚性结构，致使其与构架和齿轮箱结构彼此干涉阻挡，造成牵引电机r无法经由检修地沟里直接从车体下方单独拆除，而必须用架车机，将构架上方的车厢与构架分离，才能将牵引电机r从构架上方实现退卸，极大地增加了电机维修更换的难度。同时，刚性连接的电机吊座t和齿轮箱吊座u还导致牵引电机r和齿轮箱s缺少足够的减振保护系统，进而使抗蛇形减振器和抗侧滚扭杆n等附属结构安装成为不可或缺的必要补充。

此外，不同的列车设计时速要求或不同的侧梁结构形式还会对二系悬挂装置以及电机和齿轮箱的布局空间和结构形式造成非常大的影响，往往导致旧有的二系悬挂装置的布局方案无法满足安装位置和减振指标的需求，必需推翻旧有参考方案，而做出全新理念的设计改进。

如图5至图7所示，现有安装在扣合拼接式齿轮箱外壳s-1内部的大齿轮s-2直接与大齿轮轴承s-3上的轴承外圈s-3-2压装形成同轴固连的过盈配合，车轴d上的齿轮箱安装轴段d-1 直接与大齿轮轴承s-3上的大齿轮轴承内圈s-3-1压装形成同轴固连的过盈配合，该过盈配合的同轴固连形式导致齿轮箱安装轴段d-1与齿轮箱轴承s-3以及大齿轮s-2三者成为无法分离的整体，并且，由于扣合拼接式齿轮箱外壳s-1的结构强度较低，其无法直接作为轮轴退卸压力机上的退卸挡板的着力点，而且，现有的大齿轮轴承s-3的轴承内圈过于狭窄，导致即便将轮轴退卸压力机上退卸挡板改装为多爪卡盘形式，并将其从齿轮箱轴向侧壁上的车轴通孔中插入齿轮箱内部，依然因缺少足够的径向着力点而导致无法可靠地对大齿轮轴承内圈 s-3-1实施径向退卸阻挡作用力，从而使得车轴退卸无法直接实施，进而造成后续对车轴d或大齿轮s-2进行检修时，都必须将扣合拼接的齿轮箱外壳s-1率先解除原有的拼接扣合状态，并将车轴d以及与其同轴固连为一体的大齿轮s-2以及大齿轮轴承s-3三者一同从构架上整体拆除，再转移至轮轴退卸压力机上完成退卸更换作业。此种方式过程繁琐，费时费力，无法方便快捷地在不从扣合拼接式齿轮箱外壳s-1内拆除大齿轮s-2的前提下单独实现对车轴d的拆除更换，也无法在保持扣合拼接式齿轮箱外壳s-1扣合状态的前提下，单独拔除车轴d并从退卸掉车轴d后留下的孔洞处直接对齿轮箱外壳s-1内的大齿轮s-2进行检修和润滑养护等作业。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题如下：

1)、现有带有鸟翼状曲线结构的焊接型侧梁在制造过程中，必须使用大量定位夹具才能确保两块焊件侧梁侧壁板按彼此平行的姿态分别与焊件侧梁下盖板垂直焊接固连。

2)、对焊接型侧梁的多块侧壁板连接筋板以及焊件侧梁弹簧帽筒的定位过程更是需要额外设计的复杂定位工装才能实现；且其必须通过额外增加的矫正调修作业才能矫正在焊接冷却过程中出现的不同尺度的和方向的拉伸、扭曲、侧倾等多种非对称性的结构尺寸偏差，勉强保证焊接质量。

3)、传统转向架二系悬挂装置上的二系横向减振器、两个空气弹簧、两个二系垂向减振器和抗侧滚扭杆各自的上端通常均直接连接在车体底架的下方，此种结构导致转向架与车体对接或检修维护时，均需要长时间占用天车吊装或架车机的落车工位，严重制约生产节拍的提速，限制产能和效率的提高。而且，车厢与构架之间较大的垂向跨度值，也对二系横向减振器、两个空气弹簧、两个二系垂向减振器和抗侧滚扭杆各自的垂向高度和机械强度均提出了更高的要求，额外增加这些部件的制造和检测成本。

4)、另一方面，依托于构架且完全与电机吊座和齿轮箱吊座刚性连接的电机安装方式，其电机吊座和齿轮箱吊座的布局位置和焊接制造过程，不仅对横梁体的结构强度和对称精度均提出了更高的要求，而且还占据了常规构架内侧的大部分空间，同时也增加了转向架整体的结构尺寸和回转半径，不利于其最小曲线通过能力的提高。

5)、由于牵引电机外壳的吊耳为不可拆除的刚性结构，致使其与构架和齿轮箱当结构彼此干涉阻挡，造成牵引电机无法经由检修地沟里直接从车体下方单独拆除，而必须用架车机，将构架上方的车厢与构架分离，才能将牵引电机从构架上方实现退卸，极大地增加了电机维修更换的难度。

6)、受制于安装在扣合拼接式齿轮箱外壳内部的大齿轮通过大齿轮轴承与车轴的齿轮箱安装轴段压装形成过盈配合形成同轴固连的形式，导致齿轮箱安装轴段与齿轮箱轴承以及大齿轮成为无法分离的整体，且由于扣合拼接式齿轮箱外壳的结构强度较低，其无法直接作为轮轴退卸压力机上的退卸挡板的着力点，而且，现有的大齿轮轴承的轴承内圈过于狭窄，导致即便将轮轴退卸压力机上退卸挡板改装为多爪卡盘形式，并将其从齿轮箱轴向侧壁上的车轴通孔中插入齿轮箱内部，依然因缺少做够的径向着力点而导致无法可靠地对大齿轮轴承内圈实施径向退卸阻挡作用力，从而使得车轴退卸无法直接实施，这些因素造成后续对车轴或大齿轮进行检修时，无法方便快捷地在不从扣合拼接式齿轮箱外壳内拆除大齿轮的前提下单独实现对车轴的拆除更换，也无法在保持扣合拼接式齿轮箱外壳扣合状态的前提下，单独拔除车轴并从退卸掉车轴后留下的孔洞处直接对齿轮箱外壳内的大齿轮进行检修和润滑养护等作业的诸多技术问题。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架，其包括构架、由车轮和车轴构成的轮对装置，构架包括两个构架侧梁和两个构架横梁，构架侧梁包括作为两个鸟翼连接部且处于较低位置的侧梁中段和两个对称固连于侧梁中段两端的鸟翼状侧梁悬臂段，鸟翼状侧梁悬臂段由一个向上翘起的倾斜段和水平向外延伸的水平延展段连接而成；

其特征在于，该转向架还包括易退轴式齿轮箱、侧梁单点悬挂式电机和集成减振式摇枕及二系悬挂系统；

构架侧梁和构架横梁为铸造一体成型结构，构架还包括两个构架空簧安装座、两个构架牵引拉杆座、两个构架横向止挡座、两个侧梁自带齿轮箱吊座、两个齿轮箱垂向止挡、四个半环卡箍式轴箱吊座、两个电机单点悬吊座、两个电机垂向限位止挡、两个构架垂向减振器座、四个天线梁吊座和两个构架横向减振器座；

两个构架空簧安装座对称固连在侧梁中段中部的上端，两个构架牵引拉杆座旋转对称固连在侧梁中段中部的外侧壁上，两个构架横向止挡座旋转对称固连于鸟翼状侧梁悬臂段的上端；两个齿轮箱吊座和齿轮箱垂向止挡按照由上至下的顺序顺次各自旋转对称固连在位于构架横向止挡座根部下方的鸟翼状侧梁悬臂段内侧壁上；两个电机单点悬吊座、两个电机垂向限位止挡、两个构架垂向减振器座均各自旋转对称固连于鸟翼状侧梁悬臂段倾斜段下部的内侧壁上，两个电机单点悬吊座旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段倾斜段下端面的底部，两个电机垂向限位止挡旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段倾斜段与水平延展段的交界处的上端；四个天线梁吊座设置于每个鸟翼状侧梁悬臂段最远端的外侧壁上，四个半环卡箍式轴箱吊座设置在每个鸟翼状侧梁悬臂段远端的底部，且在每个半环卡箍式轴箱吊座的上端面均开设有一个传感器安装孔；构架横向减振器座固连在一个对应构架横梁上端面的中段；

易退轴式齿轮箱压装在车轴的齿轮箱安装轴段上，易退轴式齿轮箱的一侧通过齿轮箱吊杆连接在齿轮箱吊座上；

侧梁单点悬挂式电机的一侧固连在电机单点悬吊座上，侧梁单点悬挂式电机的另一侧与易退轴式齿轮箱以橡胶节点悬挂的方式弹性连接；

集成减振式摇枕及二系悬挂系统位于构架的上方并与构架对应连接。

所述易退轴式齿轮箱的齿轮箱壳体中部设有车轴安装孔和电机联轴器安装孔，在电机联轴器安装孔周边的齿轮箱壳体同一侧上固连有按等腰梯形分布的四个电机柔性悬挂橡胶节点座孔，位于下方的两个电机柔性悬挂橡胶节点座孔的中心各自与电机联轴器安装孔的孔心连线的夹角β为100°～140°；在车轴安装孔和电机联轴器安装孔二者中心连线的延长线与齿轮箱壳体相交处的齿轮箱壳体外侧壁上，固连有齿轮箱壳体垂向止挡块；在齿轮箱壳体垂向止挡块下方的齿轮箱壳体外侧壁上还固连有壳体垂向吊杆座，齿轮箱吊杆的两端均设有橡胶减振垫片，其用于将壳体垂向吊杆座与齿轮箱吊座弹性连接。

所述侧梁单点悬挂式电机外壳后端盖的下部通过一个侧梁端电机悬挂橡胶节点和电机悬挂橡胶节点半环卡箍固连在电机单点悬吊座上，侧梁单点悬挂式电机外壳后端盖的上部固连有水平的电机垂向悬臂止挡杆，且电机垂向悬臂止挡杆悬垂于电机垂向限位止挡的正上方，其二者的间隙值范围是10～50mm；侧梁单点悬挂式电机上位于电机输出轴所在端的电机外壳通过四个电机柔性悬挂橡胶节点分别以弹性悬挂的方式固连在四个电机柔性悬挂橡胶节点座孔上，侧梁单点悬挂式电机的电机输出轴通过联轴器转动连接到电机联轴器安装孔内部的减速齿轮机构上。

所述集成减振式摇枕及二系悬挂系统包括摇枕、两个枕梁下置式二系空气弹簧、两个牵引拉杆、枕梁下置式横向减振器、两个垂向减振器和两个旁承；摇枕为箱型结构，内腔作为两个枕梁下置式二系空气弹簧的气室，摇枕两端的底部设有与两个枕梁下置式二系空气弹簧的进出气口连接的接口；摇枕的两个端部绕其质量中心旋转对称固连有两个向下悬垂的摇枕牵引拉杆座，摇枕的中部下端面固连有横向减振器座，摇枕的中部侧壁上旋转对称固连有两个垂向减振器座，摇枕的中部侧壁上靠近摇枕牵引拉杆座一侧旋转对称固连有两个摇枕横向止挡座，摇枕的中心设有中心销孔；

两个枕梁下置式二系空气弹簧一一对应放置在两个构架空簧安装座上，且位于摇枕两端的底部；两个牵引拉杆一端通过橡胶节点固连在摇枕牵引拉杆座上，另一端通过橡胶节点固连在两个构架牵引拉杆座上；枕梁下置式横向减振器一端通过橡胶节点固连在横向减振器座上，另一端通过橡胶节点固连在一个对应的构架横向减振器座上；两个垂向减振器一端通过橡胶节点固连在垂向减振器座上，另一端通过橡胶节点固连在构架垂向减振器座上；两个旁承固连在摇枕的上端面，且位于两个枕梁下置式二系空气弹簧的正上方位置。

所述车轴的齿轮箱安装轴段的外径缩减到原值的80％，形成小直径齿轮箱安装轴段；易退轴式齿轮箱内部还包括易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒和两个设有螺孔阵列的大齿轮轴承端盖；

所述易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒的内径与小直径齿轮箱安装轴段的外径尺寸相同，且其二者通过压装同轴固连；大齿轮轴承上的大齿轮轴承内圈通过压装同轴固连在易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒的外径上；易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒的径向外圆周端面上设有沿其径向开设的螺孔阵列，两个大齿轮轴承端盖分别通过沿圆周阵列的螺栓组固连于易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒的前、后端面上，并将大齿轮轴承的前、后端面均密封于车轴安装孔内；齿轮箱电刷机构的法兰盘均通过多个螺栓同轴固连于车轴安装孔的外径侧壁上的对应螺孔固连。

本实用新型的有益效果如下：

该基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架构架的主体结构均由铸造工艺一体成型的构架侧梁和构架横梁共同构成，避免了构架在制造过程中，必须使用大量定位夹具才能确保两块焊件侧梁侧壁板按彼此平行的姿态分别与焊件侧梁下盖板垂直焊接固连，以及必须通过额外增加的矫正调修作业才能矫正在焊接冷却过程中出现的不同尺度的和方向的拉伸、扭曲、侧倾等多种非对称性的结构尺寸偏差，以保证焊接质量。

本实用新型的齿轮箱吊座和齿轮箱垂向止挡均沿同一铅垂线顺次固连在位于鸟翼状侧梁悬臂段的内侧壁上，易退轴式齿轮箱同轴安装在车轴的齿轮箱安装轴段上，而位于易退轴式齿轮箱的壳体最远端的壳体垂向吊杆座仅通过一个上下两端均设有橡胶减振垫片的齿轮箱吊杆悬吊连接在齿轮箱吊座上，从而以最大的旋转力矩对易退轴式齿轮箱施加围绕车轴的防转阻力，位于易退轴式齿轮箱远端中部的齿轮箱壳体垂向止挡块处于壳体垂向吊杆座的上方，且其相对于车轴安装孔轴线的回转半径比壳体垂向吊杆座的回转半径略小，齿轮箱垂向止挡与齿轮箱壳体垂向止挡块之间保持有约100mm的活动间隙，并对齿轮箱壳体垂向止挡块回转位移的最大值进行限位。另一方面，与易退轴式齿轮箱的悬挂方式类似地，本实用新型的电机单点悬吊座、电机垂向限位止挡、构架垂向减振器座均旋转对称固连于鸟翼状侧梁悬臂段上，而侧梁单点悬挂式电机外壳后端盖的下部通过一个侧梁端电机悬挂橡胶节点和电机悬挂橡胶节点半环卡箍固连在电机单点悬吊座上，且电机垂向悬臂止挡杆悬垂于电机垂向限位止挡的正上方；同时，侧梁单点悬挂式电机上位于电机输出轴所在端的电机外壳通过四个电机柔性悬挂橡胶节点分别以弹性悬挂的方式固连在四个电机柔性悬挂橡胶节点座孔上。前述易退轴式齿轮箱和侧梁单点悬挂式电机的悬挂方式，使其二者的重量和振动载荷均由构架侧梁和车轴完全承载，该结构摒弃了依托于构架且完全与电机吊座和齿轮箱吊座的大尺寸、刚性连接形式的旧有电机安装方式，进而降低了对横梁的结构强度和对称精度和组对精度的工艺要求，简化了构架制造的复杂性。该设计方案不仅减少了原本由刚性大尺寸吊座结构对构架侧梁内侧分空间占用程度，还为齿轮箱和电机结构的拆装检修预留了足够的操作空间，大大优化了电机的装配和拆卸方案，易退轴式齿轮箱在其电机联轴器安装孔周边的齿轮箱壳体同一侧上固连有按等腰梯形分布的四个电机柔性悬挂橡胶节点座孔，且位于下方的两个电机柔性悬挂橡胶节点座孔的中心各自与电机联轴器安装孔的孔心连线的夹角β为100°～140°且构架牵引拉杆座固连在侧梁中段中部的外侧壁上，该设计使得在分别拆除四个电机柔性悬挂橡胶节点和侧梁端电机悬挂橡胶节点的紧固螺栓之后，侧梁单点悬挂式电机可经由检修地沟直接从车体下方单独拆除，彻底摆脱了使用架车机从构架上方的车厢与构架分离后才能将牵引电机从构架上方实现退卸的旧有模式，极大地提高了电机检修便捷性。

本实用新型的集成减振式摇枕及二系悬挂系统位于横纵一体式柔性互连构架的上方并与横纵一体式柔性互连构架对应连接，其摇枕为箱型结构，内腔作为两个枕梁下置式二系空气弹簧的气室，摇枕两端的底部设有与两个枕梁下置式二系空气弹簧的进出气口连接的接口；摇枕的两个端部绕其质量中心旋转对称固连有两个向下悬垂的摇枕牵引拉杆座，摇枕的中部下端面固连有横向减振器座，摇枕的中部侧壁上旋转对称固连有两个垂向减振器座，摇枕的中部侧壁上靠近摇枕牵引拉杆座一侧旋转对称固连有两个摇枕横向止挡座，摇枕的中心设有中心销孔；两个枕梁下置式二系空气弹簧一一对应放置在两个构架空簧安装座上，且位于摇枕两端的底部；两个牵引拉杆一端通过橡胶节点固连在摇枕牵引拉杆座上，另一端通过橡胶节点固连在两个构架牵引拉杆座上；枕梁下置式横向减振器一端通过橡胶节点固连在横向减振器座上，另一端通过橡胶节点固连在一个对应的构架横向减振器座上；两个垂向减振器一端通过橡胶节点固连在垂向减振器座上，另一端通过橡胶节点固连在构架垂向减振器座上；两个旁承固连在摇枕的上端面，且位于两个枕梁下置式二系空气弹簧的正上方位置。该结构设计使得本实用新型的集成减振式摇枕及二系悬挂系统直接将多种减振缓冲部件集成与自身，大幅减少了旧有二系横向减振器、两个空气弹簧、两个二系垂向减振器和抗侧滚扭杆等部件与车体的连接工序，从而可以实现车厢与构架的快速落车组对，缩减天车和架车机的占用时间，提高流水线周转效率，且该集成式二系枕梁系统便于独立更换和检修。而集成减振式摇枕及二系悬挂系统还使得本实用新型的两个枕梁下置式二系空气弹簧、枕梁下置式横向减振器和两个垂向减振器均由本实用新型的构架上放直接连接到摇枕的下方，而不是像传统的转向架的二系悬挂装置那样，从构架直接连接到车体的下方，从而大幅缩减了这些二系减振缓冲部件的各自的长度需求，降低了制造成本，提高了强度。此外，本实用新型的集成减振式摇枕及二系悬挂系统在同时联合前述卡箍抱轴式轮对内置型轴箱共同使用时，其二者共同形成一种全新的综合减振结构，其可充分释放由车体侧滚运动而产生的垂向和纵向扭矩，效消除由电机和齿轮箱产生的横向、纵向、垂向以及蛇行扭摆、侧滚等全部振动，进而达到更为理想的抗侧滚平衡效果，从而将转向架对车体的振动影响程度降到最低，增强车体的平衡稳定性和舒适性，并有效降低整体结构的疲劳损耗，大幅延长转向架和车体的整体使用寿命。

本实用新型将原有车轴上的齿轮箱安装轴段的外径缩减到原值的80％，形成小直径齿轮箱安装轴段；新增设的易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒以过盈压装的形式同轴嵌套在小直径齿轮箱安装轴段的外径上，且大齿轮轴承上的大齿轮轴承内圈通过压装同轴固连在易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒的外径上；通过此种方式将径向上原本过狭窄的大齿轮轴承内圈变向增厚，从而在将轮轴退卸压力机上退卸挡板改装为多爪卡盘形式之后，其多爪卡盘卡爪可以从齿轮箱轴向侧壁上的车轴安装孔插入齿轮箱内部，并将防窜动止挡作用力均匀可靠地施加在与大齿轮轴承内圈同轴固连的易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒的轴向外端面上，进而使在不从扣合拼接式齿轮箱外壳内拆除大齿轮的前提下，单独拔除车轴并从退卸掉车轴后留下的孔洞处直接对齿轮箱外壳内的大齿轮进行检修和润滑养护等作业的操作工艺成为可能。

本实用新型的基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架在其工艺制造指标中，明确给定位于下方的两个电机柔性悬挂橡胶节点座孔的中心各自与电机联轴器安装孔的孔心连线的夹角β的夹角取值范围是100°至140°，其最佳值为120°，这些核心数据范围均为通过大量试验总结获得的最佳经验参数，能最大程度地优化转向架的整体震动特性，是研发投入的结晶和证明。

此外，该基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架作为一种全新的转向架设计形式，其将易退轴式齿轮箱、侧梁单点悬挂式电机和集成减振式摇枕及二系悬挂系统的制造方案全部实现模块化，不同的模块单元可以独立实施标准化生产，有利于实现流水线制造，从而大幅提高生产效率，降低生产成本，创造经济价值。

附图说明

图1是现有焊接型构架转向架的立体结构示意图；

图2是现有二系悬挂装置和牵引机构的立体结构示意图；

图3是图2的爆炸结构示意图；

图4是现有铸造型构架、二系悬挂装置和牵引机构的立体结构示意图；

图5是现有齿轮箱和车轴的装配关系示意图；

图6是图5中的大齿轮和车轴的装配关系示意图；

图7是图6的局部放大示意图；

图8是本实用新型基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架的立体结构示意图；

图9是本实用新型基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架的爆炸结构示意图；

图10是本实用新型中的集成减振式摇枕及二系悬挂系统的结构示意图；

图11是图10的爆炸结构示意图；

图12是本实用新型中的构架的结构示意图；

图13是本实用新型中的构架和集成减振式摇枕及二系悬挂系统的结构示意图；

图14是本实用新型中的易退轴式齿轮箱的结构示意图；

图15是本实用新型中的易退轴式齿轮箱、侧梁单点悬挂式电机和齿轮箱吊杆的结构示意图；

图16是本实用新型中的易退轴式齿轮箱和齿轮箱吊杆的结构示意图；

图17是本实用新型中的车轴、易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒和大齿轮轴承端盖的结构示意图；

图18是本实用新型中的车轴、易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒和大齿轮轴承端盖装配后的轴向剖视结构示意图；

图19是本实用新型利用探入式多爪卡盘将车轴从大齿轮上退卸时的结构示意图。

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8至图19所示，本实用新型基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架，其包括构架、由车轮和车轴构成的轮对装置，构架包括两个构架侧梁1-1和两个构架横梁1-2，构架侧梁1-1包括作为两个鸟翼连接部且处于较低位置的侧梁中段1-1-1和两个对称固连于侧梁中段1-1-1两端的鸟翼状侧梁悬臂段1-1-2，鸟翼状侧梁悬臂段1-1-2由一个向上翘起的倾斜段和水平向外延伸的水平延展段连接而成；

其特征在于，该转向架还包括易退轴式齿轮箱、侧梁单点悬挂式电机和集成减振式摇枕及二系悬挂系统；

构架侧梁1-1和构架横梁1-2为铸造一体成型结构，构架还包括两个构架空簧安装座1-3、两个构架牵引拉杆座1-4、两个构架横向止挡座1-5、两个侧梁自带齿轮箱吊座1-6、两个齿轮箱垂向止挡1-7、四个半环卡箍式轴箱吊座1-8、两个电机单点悬吊座1-9、两个电机垂向限位止挡1-10、两个构架垂向减振器座1-11、四个天线梁吊座1-12和两个构架横向减振器座1-13；

两个构架空簧安装座1-3对称固连在侧梁中段1-1-1中部的上端，两个构架牵引拉杆座 1-4旋转对称固连在侧梁中段1-1-1中部的外侧壁上，两个构架横向止挡座1-5旋转对称固连于鸟翼状侧梁悬臂段1-1-2的上端；两个齿轮箱吊座1-6和齿轮箱垂向止挡1-7按照由上至下的顺序顺次各自旋转对称固连在位于构架横向止挡座1-5根部下方的鸟翼状侧梁悬臂段1-1-2 内侧壁上；两个电机单点悬吊座1-9、两个电机垂向限位止挡1-10、两个构架垂向减振器座 1-11均各自旋转对称固连于鸟翼状侧梁悬臂段1-1-2倾斜段下部的内侧壁上，两个电机单点悬吊座1-9旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段1-1-2倾斜段下端面的底部，两个电机垂向限位止挡1-10旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段1-1-2倾斜段与水平延展段的交界处的上端；四个天线梁吊座1-12设置于每个鸟翼状侧梁悬臂段1-1-2最远端的外侧壁上，四个半环卡箍式轴箱吊座1-8设置在每个鸟翼状侧梁悬臂段1-1-2远端的底部，且在每个半环卡箍式轴箱吊座1-8的上端面均开设有一个传感器安装孔1-8-1；构架横向减振器座1-13固连在一个对应构架横梁1-2上端面的中段；

易退轴式齿轮箱压装在车轴的齿轮箱安装轴段1-1上，易退轴式齿轮箱的一侧通过齿轮箱吊杆连接在齿轮箱吊座1-6上；

侧梁单点悬挂式电机的一侧固连在电机单点悬吊座1-9上，侧梁单点悬挂式电机的另一侧与易退轴式齿轮箱以橡胶节点悬挂的方式弹性连接；

集成减振式摇枕及二系悬挂系统位于构架的上方并与构架对应连接。

易退轴式齿轮箱的齿轮箱壳体1-1中部设有车轴安装孔1-1-1和电机联轴器安装孔1-1-2，在电机联轴器安装孔1-1-2周边的齿轮箱壳体1-1同一侧上固连有按等腰梯形分布的四个电机柔性悬挂橡胶节点座孔1-2，位于下方的两个电机柔性悬挂橡胶节点座孔1-2的中心各自与电机联轴器安装孔1-1-2的孔心连线的夹角β为100°～140°，其最优值是120度；在车轴安装孔1-1-1和电机联轴器安装孔1-1-2二者中心连线的延长线与齿轮箱壳体1-1相交处的齿轮箱壳体1-1外侧壁上，固连有齿轮箱壳体垂向止挡块1-4；在齿轮箱壳体垂向止挡块1-4下方的齿轮箱壳体1-1外侧壁上还固连有壳体垂向吊杆座1-3，齿轮箱吊杆的两端均设有橡胶减振垫片，其用于将壳体垂向吊杆座1-3与齿轮箱吊座1-6弹性连接。

侧梁单点悬挂式电机外壳后端盖的下部通过一个侧梁端电机悬挂橡胶节点1-1和电机悬挂橡胶节点半环卡箍1-2固连在电机单点悬吊座1-9上，侧梁单点悬挂式电机外壳后端盖的上部固连有水平的电机垂向悬臂止挡杆1-4，且电机垂向悬臂止挡杆1-4悬垂于电机垂向限位止挡1-10的正上方，其二者的间隙值范围是10～50mm；侧梁单点悬挂式电机上位于电机输出轴所在端的电机外壳通过四个电机柔性悬挂橡胶节点1-5分别以弹性悬挂的方式固连在四个电机柔性悬挂橡胶节点座孔1-2上，侧梁单点悬挂式电机的电机输出轴通过联轴器1-3转动连接到电机联轴器安装孔1-1-2内部的减速齿轮机构上。

集成减振式摇枕及二系悬挂系统包括摇枕1-1、两个枕梁下置式二系空气弹簧1-2、两个牵引拉杆1-3、枕梁下置式横向减振器1-4、两个垂向减振器1-5和两个旁承1-6；摇枕1-1为箱型结构，内腔作为两个枕梁下置式二系空气弹簧1-2的气室，摇枕1-1两端的底部设有与两个枕梁下置式二系空气弹簧1-2的进出气口连接的接口；摇枕1-1的两个端部绕其质量中心旋转对称固连有两个向下悬垂的摇枕牵引拉杆座1-1-1，摇枕1-1的中部下端面固连有横向减振器座1-1-2，摇枕1-1的中部侧壁上旋转对称固连有两个垂向减振器座1-1-3，摇枕1-1的中部侧壁上靠近摇枕牵引拉杆座1-1-1一侧旋转对称固连有两个摇枕横向止挡座1-1-4，摇枕1-1的中心设有中心销孔1-1-5；

两个枕梁下置式二系空气弹簧1-2一一对应放置在两个构架空簧安装座1-3上，且位于摇枕1-1两端的底部；两个牵引拉杆1-3一端通过橡胶节点固连在摇枕牵引拉杆座1-1-1上，另一端通过橡胶节点固连在两个构架牵引拉杆座1-4上；枕梁下置式横向减振器1-4一端通过橡胶节点固连在横向减振器座1-1-2上，另一端通过橡胶节点固连在一个对应的构架横向减振器座1-13上；两个垂向减振器1-5一端通过橡胶节点固连在垂向减振器座1-1-3上，另一端通过橡胶节点固连在构架垂向减振器座1-11上；两个旁承1-6固连在摇枕1-1的上端面，且位于两个枕梁下置式二系空气弹簧1-2的正上方位置。

车轴的齿轮箱安装轴段1-1的外径缩减到原值的80％，形成小直径齿轮箱安装轴段1-3；易退轴式齿轮箱内部还包括易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒1-7和两个设有螺孔阵列的大齿轮轴承端盖1-6；

所述易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒1-7的内径与小直径齿轮箱安装轴段1-3的外径尺寸相同，且其二者通过压装同轴固连；大齿轮轴承1-3上的大齿轮轴承内圈1-3-1通过压装同轴固连在易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒1-7的外径上；易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒1-7的径向外圆周端面上设有沿其径向开设的螺孔阵列，两个大齿轮轴承端盖1-6分别通过沿圆周阵列的螺栓组固连于易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒1-7的前、后端面上，并将大齿轮轴承1-3的前、后端面均密封于车轴安装孔1-1-1内；齿轮箱电刷机构1-8的法兰盘均通过多个螺栓同轴固连于车轴安装孔1-1-1的外径侧壁上的对应螺孔固连。

具体应用本实用新型的基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架时，将位于下方的两个电机柔性悬挂橡胶节点座孔1-2的中心各自与电机联轴器安装孔1-1-2的孔心连线的夹角β设为120°。

Claims (5)

1.基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架，其包括构架(A)、由车轮(c)和车轴(d)构成的轮对装置，构架(A)包括两个构架侧梁(A-1)和两个构架横梁(A-2)，构架侧梁(A-1)包括作为两个鸟翼连接部且处于较低位置的侧梁中段(A-1-1)和两个对称固连于侧梁中段(A-1-1)两端的鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)，鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)由一个向上翘起的倾斜段和水平向外延伸的水平延展段连接而成；

其特征在于，该转向架还包括易退轴式齿轮箱(D)、侧梁单点悬挂式电机(E)和集成减振式摇枕及二系悬挂系统(F)；

构架侧梁(A-1)和构架横梁(A-2)为铸造一体成型结构，构架(A)还包括两个构架空簧安装座(A-3)、两个构架牵引拉杆座(A-4)、两个构架横向止挡座(A-5)、两个侧梁自带齿轮箱吊座(A-6)、两个齿轮箱垂向止挡(A-7)、四个半环卡箍式轴箱吊座(A-8)、两个电机单点悬吊座(A-9)、两个电机垂向限位止挡(A-10)、两个构架垂向减振器座(A-11)、四个天线梁吊座(A-12)和两个构架横向减振器座(A-13)；

两个构架空簧安装座(A-3)对称固连在侧梁中段(A-1-1)中部的上端，两个构架牵引拉杆座(A-4)旋转对称固连在侧梁中段(A-1-1)中部的外侧壁上，两个构架横向止挡座(A-5)旋转对称固连于鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)的上端；两个齿轮箱吊座(A-6)和齿轮箱垂向止挡(A-7)按照由上至下的顺序顺次各自旋转对称固连在位于构架横向止挡座(A-5)根部下方的鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)内侧壁上；两个电机单点悬吊座(A-9)、两个电机垂向限位止挡(A-10)、两个构架垂向减振器座(A-11)均各自旋转对称固连于鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)倾斜段下部的内侧壁上，两个电机单点悬吊座(A-9)旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)倾斜段下端面的底部，两个电机垂向限位止挡(A-10)旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)倾斜段与水平延展段的交界处的上端；四个天线梁吊座(A-12)设置于每个鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)最远端的外侧壁上，四个半环卡箍式轴箱吊座(A-8)设置在每个鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)远端的底部，且在每个半环卡箍式轴箱吊座(A-8)的上端面均开设有一个传感器安装孔(A-8-1)；构架横向减振器座(A-13)固连在一个对应构架横梁(A-2)上端面的中段；

易退轴式齿轮箱(D)压装在车轴(d)的齿轮箱安装轴段(d-1)上，易退轴式齿轮箱(D)的一侧通过齿轮箱吊杆(H)连接在齿轮箱吊座(A-6)上；

侧梁单点悬挂式电机(E)的一侧固连在电机单点悬吊座(A-9)上，侧梁单点悬挂式电机(E)的另一侧与易退轴式齿轮箱(D)以橡胶节点悬挂的方式弹性连接；

集成减振式摇枕及二系悬挂系统(F)位于构架(A)的上方并与构架(A)对应连接。

2.如权利要求1所述基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架，其特征在于，所述易退轴式齿轮箱(D)的齿轮箱壳体(D-1)中部设有车轴安装孔(D-1-1)和电机联轴器安装孔(D-1-2)，在电机联轴器安装孔(D-1-2)周边的齿轮箱壳体(D-1)同一侧上固连有按等腰梯形分布的四个电机柔性悬挂橡胶节点座孔(D-2)，位于下方的两个电机柔性悬挂橡胶节点座孔(D-2)的中心各自与电机联轴器安装孔(D-1-2)的孔心连线的夹角β为100°～140°；在车轴安装孔(D-1-1)和电机联轴器安装孔(D-1-2)二者中心连线的延长线与齿轮箱壳体(D-1)相交处的齿轮箱壳体(D-1)外侧壁上，固连有齿轮箱壳体垂向止挡块(D-4)；在齿轮箱壳体垂向止挡块(D-4)下方的齿轮箱壳体(D-1)外侧壁上还固连有壳体垂向吊杆座(D-3)，齿轮箱吊杆(H)的两端均设有橡胶减振垫片，其用于将壳体垂向吊杆座(D-3)与齿轮箱吊座(A-6)弹性连接。

3.如权利要求2所述基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架，其特征在于，所述侧梁单点悬挂式电机(E)外壳后端盖的下部通过一个侧梁端电机悬挂橡胶节点(E-1)和电机悬挂橡胶节点半环卡箍(E-2)固连在电机单点悬吊座(A-9)上，侧梁单点悬挂式电机(E)外壳后端盖的上部固连有水平的电机垂向悬臂止挡杆(E-4)，且电机垂向悬臂止挡杆(E-4)悬垂于电机垂向限位止挡(A-10)的正上方，其二者的间隙值范围是10～50mm；侧梁单点悬挂式电机(E)上位于电机输出轴所在端的电机外壳通过四个电机柔性悬挂橡胶节点(D-5)分别以弹性悬挂的方式固连在四个电机柔性悬挂橡胶节点座孔(D-2)上，侧梁单点悬挂式电机(E)的电机输出轴通过联轴器(E-3)转动连接到电机联轴器安装孔(D-1-2)内部的减速齿轮机构上。

4.如权利要求1所述基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架，其特征在于，所述集成减振式摇枕及二系悬挂系统(F)包括摇枕(F-1)、两个枕梁下置式二系空气弹簧(F-2)、两个牵引拉杆(F-3)、枕梁下置式横向减振器(F-4)、两个垂向减振器(F-5)和两个旁承(F-6)；摇枕(F-1)为箱型结构，内腔作为两个枕梁下置式二系空气弹簧(F-2)的气室，摇枕(F-1)两端的底部设有与两个枕梁下置式二系空气弹簧(F-2)的进出气口连接的接口；摇枕(F-1)的两个端部绕其质量中心旋转对称固连有两个向下悬垂的摇枕牵引拉杆座(F-1-1)，摇枕(F-1)的中部下端面固连有横向减振器座(F-1-2)，摇枕(F-1)的中部侧壁上旋转对称固连有两个垂向减振器座(F-1-3)，摇枕(F-1)的中部侧壁上靠近摇枕牵引拉杆座(F-1-1)一侧旋转对称固连有两个摇枕横向止挡座(F-1-4)，摇枕(F-1)的中心设有中心销孔(F-1-5)；

两个枕梁下置式二系空气弹簧(F-2)一一对应放置在两个构架空簧安装座(A-3)上，且位于摇枕(F-1)两端的底部；两个牵引拉杆(F-3)一端通过橡胶节点固连在摇枕牵引拉杆座(F-1-1)上，另一端通过橡胶节点固连在两个构架牵引拉杆座(A-4)上；枕梁下置式横向减振器(F-4)一端通过橡胶节点固连在横向减振器座(F-1-2)上，另一端通过橡胶节点固连在一个对应的构架横向减振器座(A-13)上；两个垂向减振器(F-5)一端通过橡胶节点固连在垂向减振器座(F-1-3)上，另一端通过橡胶节点固连在构架垂向减振器座(A-11)上；两个旁承(F-6)固连在摇枕(F-1)的上端面，且位于两个枕梁下置式二系空气弹簧(F-2)的正上方位置。

5.如权利要求1所述基于新式电机悬挂结构和上置摇枕的动力转向架，其特征在于，所述车轴(d)的齿轮箱安装轴段(d-1)的外径缩减到原值的80％，形成小直径齿轮箱安装轴段(d-3)；易退轴式齿轮箱(D)内部还包括易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒(D-7)和两个设有螺孔阵列的大齿轮轴承端盖(D-6)；

所述易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒(D-7)的内径与小直径齿轮箱安装轴段(d-3)的外径尺寸相同，且其二者通过压装同轴固连；大齿轮轴承(s-3)上的大齿轮轴承内圈(s-3-1)通过压装同轴固连在易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒(D-7)的外径上；易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒(D-7)的径向外圆周端面上设有沿其径向开设的螺孔阵列，两个大齿轮轴承端盖(D-6)分别通过沿圆周阵列的螺栓组固连于易退轴式大齿轮轴承内圈径向增厚套筒(D-7)的前、后端面上，并将大齿轮轴承(s-3)的前、后端面均密封于车轴安装孔(D-1-1)内；齿轮箱电刷机构(D-8)的法兰盘均通过多个螺栓同轴固连于车轴安装孔(D-1-1)的外径侧壁上的对应螺孔固连。

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