CN214356035U - 一种用于铁路货车的铰接构架转向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于铁路货车的铰接构架转向架，包含轴箱、轮对、铰接式铰接构架、一系悬挂系统、基础制动装置、双作用弹性旁承和心盘装置，所述铰接构架包括两组侧梁和一组铰接横梁，使用所述铰接横梁能实现所述铰接构架两侧梁间的相互自由点头回转运动，即转向架的扭转刚度为零；采用所述一系悬挂能使一系悬挂各个方向的定位刚度都由独立的部件确定，使转向架各个方向的定位刚度能同时达到最优，使一系悬挂参数更加准确可靠；采用双作用弹性旁承和心盘承载来自转向架和车体的载荷传递，主要用以传递车体重量及水平载荷(含纵向力及横向力)，并完成转向架绕车体回转的作用。

Description

一种用于铁路货车的铰接构架转向架

技术领域

本实用新型涉及转向架技术领域，特别涉及一种铁路货车的铰接构架转向架。

背景技术

随着高速铁路的发展和人民生活水平的提高，转向架的速度要求会越来越高，为了加快速度和减小运行时间，转向架需要高速通过曲线、通过曲线能力强和这就使得转向架和轨道的前期投入成本较高，后期的维护保养成本也较高。

货车构架存在现有的线路适应能力弱、曲线通能力不强、抗扭刚度大和曲线通过能力较差等缺点。现有货车转向架主要采用整体式构架转向架和三大件式构架转向架。整体构架式转向架无菱形变形，抗菱刚度大，能增强转向架的运行稳定性，即加强转向架高速运行时的蛇行稳定性，但所述整体式构架转向架的扭转刚度低，线路适应能力差，曲线通过能力差，传统的整体构架式转向架无法解决运行稳定性和曲线通过性之间的矛盾。三大件式构架转向架菱形变形大，抗菱刚度小，空车静挠度小，与车体之间的回转阻力矩小，导致车体的低速摇头运动不能得到有效抑制，使车辆动力学性能变差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的高速转向架存在的线路适应能力弱、曲线通过能力弱和扭转刚度小等不足提供一种铁路车辆转向架。

为了实现上述目的，本实用新型提供内轴箱转向架和外轴箱转向架：

一种铁路车辆转向架，包含：

轮对，包含车轮和车轴；

铰接构架，设于所述轮对内侧，包含两个侧梁、一个铰接横梁、两个圆管梁和四个制动圆管梁，所述侧梁中部具有下凹段，呈鱼腹型结构，所述铰接横梁通过焊接连接于两个所述下凹段之间，所述两个侧梁依靠铰接横梁能做绕横轴的相互自由点头转动；

一系悬挂装置，包含一系弹簧部件、一系定位部件和轴箱，所述轴箱设于所述轮对中，用于连接车轴；所述一系弹簧部件连接于所述轴箱两侧壁，所述一系定位部件连接于所述轴箱两侧壁和顶部；

车体转向架连接装置包括双作用弹性旁承和心盘；所述双作用弹性旁承设置两个，安装于所述侧梁的圆管梁上，并沿转向架纵向和横向方向对称；所述心盘在铰接横梁中部上，布置于转向架中心，主要用以传递车体重量及水平载荷(含纵向力及横向力)，并完成转向架绕车体回转的作用。

优选的，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，所述铰接构架支撑在所述轮对内侧，能减小铰接构架质量，同时能有效缩短车轴长度，降低转向架的簧下质量，从而减小转向架自重，有效降低轮轨磨耗。

进一步优选的，所述一种铁路车辆转向架，采用轮盘制动。

优选的，采用外轴箱悬挂方式布置，所述铰接构架支撑在所述轮对外侧，利于保证所述轴箱连接的轴承受力稳定，以及对轴箱寿命要求不会很高，且维修轴箱悬挂也很方便；所述一系悬挂装置采用三个所述一系定位部件定位能使一系悬挂各个方向的定位刚度都由独立的部件提供，从而使一系悬挂装置各个方向的刚度能同时达到最优，使一系悬挂参数更加准确可靠，同时够进一步减小转向架的轴距；增加双作用弹性旁承和心盘装置，能有效传递车体重量及水平载荷(含纵向力及横向力)，满足转向架高速运行的要求，并且所述心盘装置布置于铰接构架中部的上表面。

进一步优选的，所述一种铁路车辆转向架，采用闸瓦制动。每个车轮上布置一套闸瓦制动装置，满足货车转向架制动要求。

优选的，所述车轴采用中空车轴，能进一步降低转向架的簧下质量。

优选的，所述铰接横梁包含内套筒和外套筒，内套筒和外套筒间布置有两个有一定跨距的轴承，所述内套筒和外套筒的端部和铰接构架中部内侧的圆管梁焊接为一体结构，使用焊接连接提高了铰接构架的整体性。所述两个侧梁可以依靠铰接横梁进行绕横轴的自由点头运动，两侧梁间的扭转刚度为零。

本实用新型利用轴承内外圈自由旋转的特性，实现两侧梁之间绕横轴的自由点头运动，同时利用轴承能承受轴向力和径向力的特性实现铰接构架的整体性，使铰接构架能承受垂向、横向和纵向的力以及能承受绕纵向轴和垂向轴的弯矩，只释放绕横轴转动的自由度，提高了转向架的均载能力、高速运行稳定性、曲线通过性和线路适应性，从根本上解决了传统转向架高速运行过程中蛇行稳定性和曲线通过性的矛盾。

优选的，所述心盘装置，布置于转向架中心，充分利用了转向架内部的空间，使转向架结构更加紧凑。

优选的，所述一系弹簧部件包含螺旋钢弹簧。

优选的，所述一系悬挂的定位部件包括纵向布置的两个单拉杆，所述两个拉杆上下偏置，即一高一低布置，其中一个拉杆高于轴承中心，其中一个拉杆低于轴承中心，目的是当轴箱在受到纵向力的时候，两纵向定位拉杆上的纵向力可形成转矩，与一系垂向减振器施加给轴箱的转矩平衡，可有效抑制轴箱体的旋转，保证一系悬挂的稳定。

优选的，所述一系悬挂的定位部件包括纵向布置的两个单拉杆，所述两个拉杆左右偏置，其中一个与车轮的横向距离大于另一个与车轮的横向距离，目的是优化轴箱的横向空间，便于一系垂向减振器的布置、基础制动装置的布置。

优选的，所述一系悬挂的定位部件还包括橡胶定位器，所述橡胶定位器布置在轴箱的顶部中心。所述橡胶定位器包括导柱和叠层橡胶，所述叠层橡胶在纵向开有缺口。所述叠层橡胶缺口方向的刚度小于不开缺口方向的刚度，即所述橡胶定位器的横向刚度大于纵向刚度，目的是使橡胶定位器提供整个一系悬挂的横向定位刚度，同时不影响纵向定位刚度。

所述一系悬挂装置各个方向的定位都由不同的零部件实现，即可实现一系悬挂装置的垂向悬挂、纵向定位、横向定位和垂向减振阻尼分别由独立的部件实现，使各个方向的刚度都易调节，能保证一系悬挂各方向的悬挂参数更准确可靠，可实现一系悬挂各个方向定位刚度的单独设计，使得一系悬挂各个方向刚度可以同时达到最优，从而提高车辆的牵引性能、直线运行稳定性和曲线通过性。

优选的，所述心盘装置和双作用弹性旁承，能承受来自车体和转向架的载荷，减少车辆通过曲线的阻力。

优选的，所述侧梁下凹段外侧凸出一个圆管梁，所述圆管梁上布置有双作用弹性旁承，同时所述圆管梁与所述侧梁和所述铰接横梁焊接为一体结构。所述圆管梁处于侧梁中心，且设置两个相对于转向架横向方向对称。

优选的，所述侧梁下凹段内侧凸出一个圆管梁，所述圆管梁上布置有双作用弹性旁承，同时所述圆管梁与所述侧梁和所述铰接横梁焊接为一体结构。所述圆管梁处于侧梁中心，且设置两个相对于转向架横向方向对称。

综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

转向架的扭转刚度为零，即转向架两个侧梁能完全自由转动，安装的抗侧滚扭杆不影响两个侧梁进行自由的点头运动，增强了转向架的抗侧滚能力、均载能力，线路适应能力和运行稳定性，进一步增加了转向架的曲线通过能力，从根本上解决了传统转向架运行稳定性和曲线通过性之间的矛盾。转向架采用心盘装置和双作用弹性旁共同承载车体，并传递来自转向架和车体的载荷，可以提高车辆运行的稳定性和车辆曲线的通过性能。

附图说明

图1为一种铁路车辆内轴箱转向架的结构示意图；

图2为一种铁路车辆内轴箱转向架的结构俯视图；

图3为铰接构架的结构示意图；

图4为铰接构架的仰视图；

图5为铰接横梁安装视图；

图6为一系悬挂装置的结构示意图；

图7为一种铁路车辆外轴箱转向架的结构俯视图；

图8为闸瓦制动装置的结构示意图。

图中标记：11-车轮，12-车轴，21-侧梁，22-铰接横梁，内套筒221，外套筒222，左轴承223、右轴承224，左定位套筒225，定位套筒226，右定位套筒227，定位端盖228，轴承定位销229，定位端盖2210，23-圆管梁，24-制动圆管梁，31-一系弹簧部件，32-一系定位部件，33-一系垂向减振器，34-轴箱，41-心盘，42-双作用弹性旁承，51-轮盘制动装置， 61-闸瓦，62-制动梁，63-固定杠杆，64-游动杠杆，65-制动杠杆，66-下拉杆。

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1-6所示，本实用新型提供了一种铁路车辆内轴箱转向架，包含：

轮对1，包含车轮11和车轴12；

铰接构架2，设于所述轮对内侧，包含两个侧梁21和一个铰接横梁22，所述侧梁21中部具有下凹段，呈鱼腹型结构，所述铰接横梁22通过焊接连接于两个所述下凹段之间，所述两个侧梁21之间依靠铰接横梁22能做绕横轴的相互自由点头转动；

一系悬挂装置3，包含一系弹簧部件31、一系定位部件32、一系垂向减振器33和轴箱34，设于所述轮对内侧，用于连接车轴12；所述一系弹簧部件41连接于所述轴箱两侧壁，所述一系定位部件32连接于所述轴箱33的侧壁和顶部；

转向架车体连接装置4包括双作用弹性旁承42和心盘41，所述心盘41通过螺栓连接在所述铰接横梁22中部安装座上；所述侧梁21下凹段外侧各凸出一个圆管梁23，所述圆管梁上布置有双作用弹性旁承42，安装于所述两侧梁外侧，并沿转向架纵向和横向方向对称。

本发明所述的一种铁路货车内轴箱铰接构架转向架，所述铰接构架支撑在所述轮对内侧，能减小铰接构架质量，同时能有效缩短车轴长度，降低转向架的簧下质量，从而减小转向架自重，有效降低轮轨磨耗；所述一系悬挂装置采用三个所述一系定位部件32定位能使一系悬挂各个方向的定位刚度都由独立的部件提供，从而使一系悬挂装置各个方向的刚度能同时达到最优，使一系悬挂参数更加准确可靠，同时够进一步减小转向架的轴距；增加心盘装置和双作用弹性旁承来传递来自转向架和车体的横向和纵向载荷，提高转向架的运行状态，满足转向架高速运行的要求，并且所述心盘42布置于铰接构架21中部的上表面。

优选的，所述车轴31采用中空车轴，能进一步降低转向架的簧下质量。

如图4-5所示，所述铰接横梁22包含内套筒221和外套筒222，内套筒221和外套筒222间布置有两个有一定跨距的左轴承223和右轴承224，所述内套筒221和外套筒222的端和铰接构架中部的圆管梁23部焊接连接。所述两个侧梁21可以依靠铰接横梁22进行绕横轴的自由点头运动，两侧梁21间的扭转刚度为零。

所述两轴承采用内径和外径不同的轴承，目的是分别承担不同的弯矩载荷，更有效的提高的整体转向架的受力。

本发明利用左轴承223和右轴承224内外圈自由旋转的特性，实现两侧梁21之间绕横轴的自由点头运动，同时利用左轴承223和右轴承224能承受轴向力和径向力的特性实现铰接构架的整体性，使铰接构架能承受垂向、横向和纵向的力以及能承受绕纵向轴和垂向轴的弯矩，只释放绕横轴转动的自由度，提高了转向架的均载能力、高速运行稳定性、曲线通过性和线路适应性，从根本上解决了传统转向架高速运行过程中蛇行稳定性和曲线通过性的矛盾。

所述左轴承223和右轴承224中间分别设置三个定位套筒：左定位套筒225、定位套筒226、右定位套筒227，所述内套筒221左端部安装有定位端盖228，所述外套筒223左侧安装有轴承定位销229、右端部安装有定位端盖2210，上述定位件都用于两轴承的定位。所述两轴承223采用内径和外径不同的轴承。所述心盘41，布置于转向架中心；所述双作用弹性旁承42设置两组，相对于对于转向架纵向中心对称，充分利用了转向架内部的空间，使转向架结构更加紧凑。

如图6，所述一系弹簧部件41包含螺旋钢弹簧。所述一系悬挂的定位部件包括纵向布置的两个单拉杆，所述两个拉杆上下偏置，即一高一低布置，其中一个拉杆高于轴承中心，其中一个拉杆低于轴承中心，目的是当轴箱43在受到纵向力的时候，两纵向定位拉杆上的纵向力可形成转矩，与一系垂向减振器施加给轴箱43的转矩平衡，可有效抑制轴箱体的旋转，保证一系悬挂的稳定。所述一系悬挂的定位部件42包括纵向布置的两个单拉杆，所述两个拉杆左右偏置，其中一个与车轮11的横向距离大于另一个与车轮11的横向距离，目的是优化轴箱43的横向空间，便于一系垂向减振器33的布置、轮盘制动装置51的布置。所述一系悬挂的定位部件42还包括橡胶定位器，所述橡胶定位器布置在轴箱43的顶部中心。所述橡胶定位器包括导柱和叠层橡胶，所述叠层橡胶在纵向开有缺口。所述叠层橡胶缺口方向的刚度小于不开缺口方向的刚度，即所述橡胶定位器的横向刚度大于纵向刚度，目的是使橡胶定位器提供整个一系悬挂的横向定位刚度，同时不影响纵向定位刚度。所述一系悬挂装置各个方向的定位都由不同的零部件实现，即可实现一系悬挂装置的垂向悬挂、纵向定位、横向定位和垂向减振阻尼分别由独立的部件实现，使各个方向的刚度都易调节，能保证一系悬挂各方向的悬挂参数更准确可靠，可实现一系悬挂各个方向定位刚度的单独设计，使得一系悬挂各个方向刚度可以同时达到最优，从而提高车辆的牵引性能、直线运行稳定性和曲线通过性。

如图1、图2所示，转向架采用轮盘制动，每个车轮11上布置一套轮盘51，满足高速转向架制动要求。轮盘制动装置采用三点吊挂方式，通过制动圆管梁连接和所述转向架侧梁焊接连接，所述制动圆管梁布置在轮对远离转向架中心的一侧，这种布置方式有利于制动时转向架的受力。轮盘制动装置51用一组制动圆管梁24，所述制动圆管梁24布置在轮对靠近转向架中心的一侧，这种布置方式有利于制动时转向架的受力。所述制动制动梁24包括一根圆管、一个垂直于圆管的腹板和一个垂直于圆管的吊杆，所述制动圆管梁在所述侧梁21 的端部中心部位焊接连接，便于在所述制动圆管梁24和所述侧梁21的腹板拼接处进行焊接。所述侧梁21下凹段外侧凸出一个圆管梁23，所述圆管梁23上布置有所述双作用弹性旁承 42。所述圆管梁23处于侧梁21中心下凹段部位，目的是便于在侧梁21中部焊接所述圆管梁23。

采用本实施例所述的转向架，采用内轴箱布置方式，减小了转向架的簧下质量和铰接构架的质量，从而能减小整个转向架的质量，使转向架的轮轨动力学作用力低、曲线通过能力强、牵引能源消耗低和噪音小。

转向架一系悬挂采用两个单拉杆进行纵向定位，采用橡胶定位器进行横向定位，采用弹簧部件进行垂向定位和使用一系垂向减振器进行阻尼减振，使转向架的各个方向的一系悬挂参数都由独立的部件提供，使得一系悬挂各方向的定位参数能进行单独控制，可以同时达到最优，使一系悬挂参数更准确可靠。转向架的扭转刚度为零，即转向架两个侧梁能完全自由转动，安装的抗侧滚扭杆不影响两个侧梁进行自由的点头运动，增强了转向架的抗侧滚能力、均载能力，线路适应能力和运行稳定性，进一步增加了转向架的曲线通过能力，从根本上解决了传统转向架运行稳定性和曲线通过性之间的矛盾。转向架的心盘和双作用旁承共同承载，承担来自车体和转向架的载荷。

实施例2

如图7-8所示，本实用新型提供了一种铁路车辆外轴箱转向架，其结构与实施例1大致相同，其不同之处在于，所述侧梁21和一系悬挂装置3均放置在轮对外侧，所述侧梁21下凹段内侧各凸出一个圆管梁23，所述圆管梁23上布置有双作用弹性旁承41，安装于所述两侧梁内侧，并沿转向架纵向和横向方向对称。

每个所述车轮11上布置一套闸瓦制动装置6。所述闸瓦制动装置6包括闸瓦61、制动梁62、固定杠杆63、游动杠杆64、制动吊杆65和下拉杆66，所述闸瓦61通过吊挂在旁承安装座的所述制动吊杆65吊挂，同时安装在所述制动梁62的两端，所述制动梁62又分别通过固定杠杆63和游动杠杠64吊挂于所述横梁的安装座上，所述游动杠杆64和制动杠杆65下端通过所述下拉杆66连接；当列车制动时，制动缸的作用力通过车体下的制动杠杆 65、下拉杆66和转向架上的制动杠杆65，将制动梁63连同闸瓦61贴靠在车轮11，阻止车轮11转动，通过车轮11和闸瓦61的摩擦，使列车的动能转换为热能散逸在大气之中。

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 (8)

1.一种用于铁路货车的铰接构架转向架，其特征在于，包含：

轮对(1)，包含车轮(11)和车轴(12)；

铰接构架(2)，包含两个侧梁(21)、一个铰接横梁(22)、两个圆管梁(23)、四个制动圆管梁(24)，所述侧梁(21)中部具有下凹段，呈鱼腹型结构，所述铰接横梁(22)通过焊接连接于两个所述侧梁(21)下凹段之间，所述两个侧梁(21)依靠铰接横梁(22)能做绕横轴的相互自由点头转动；所述圆管梁(23)焊接于所述侧梁(21)下凹段中心；所述制动圆管梁(24)焊接于所述侧梁(21)两端部；

一系悬挂装置(3)，包含一系弹簧部件(31)、一系定位部件(32)和轴箱(33)，所述一系弹簧部件(31)连接于所述轴箱两侧壁，所述一系定位部件(32)连接于所述轴箱(33)两侧壁和顶部；所述轴箱(33)用于连接车轴(12)；

转向架车体连接装置(4)，包括心盘(41)和双作用弹性旁承(42)，所述心盘(41)通过螺栓连接在所述铰接横梁(22)中部安装座上。

2.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述侧梁(21)和一系悬挂装置(3)均放置在轮对内侧，所述侧梁(21)下凹段外侧各凸出一个圆管梁(23)，所述圆管梁(23)上布置有双作用弹性旁承(42)，安装于所述两侧梁(21)外侧，并沿转向架纵向和横向方向对称。

3.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述铰接横梁(22)包含内套筒(221)和外套筒(222)，所述内套筒(221)和外套筒(222)间布置有两个有一定跨距的左轴承(223)和右轴承(224)，所述内套筒(221)和外套筒(222)通过所述侧梁(21)端部的圆管梁(23)焊接连接成一体结构，便于铰接构架和转向架的整体性；所述两个侧梁(21)可以依靠铰接横梁(22)装置进行绕横轴的自由点头运动，两侧梁(21)间的扭转刚度为零。

4.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述一系定位部件(32)包含两个纵向布置的单拉杆，所述两个单拉杆上下偏置，即一高一低布置，其中一个高于轴承中心，其中一个低于轴承中心；同时，所述两个单拉杆左右偏置，其中一个与车轮(11)的横向距离大于另一个与车轮(11)的距离；所述一系定位部件(32)还包括设置于轴箱(33)顶部中心的橡胶定位器；所述橡胶定位器包括导柱和叠层橡胶，所述叠层橡胶在纵向开有缺口。

5.根据权利要求3所述的转向架，其特征在于，所述外套筒(222)上连接有心盘(41)，所述心盘(41)包括下心盘、中心销和心盘磨耗盘，连接于所述铰接横梁中部上，布置于转向架中心，主要用以传递车体重量及水平载荷，并完成转向架绕车体回转的作用。

6.根据权利要求2所述的转向架，其特征在于，每个所述车轮(11)上布置一套轮盘制动装置(5)；所述轮盘制动装置(5)吊挂在一组制动圆管梁(24)上，所述制动圆管梁(24)布置在轮对远离转向架中心的一侧；所述制动圆管梁(24)包括一根圆管和垂直于圆管两端的一个腹板和一个吊杆。

7.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于，所述侧梁(21)和一系悬挂装置(3)均放置在轮对外侧，所述侧梁(21)下凹段外侧各凸出一个圆管梁(23)，所述圆管梁(23)上布置有双作用弹性旁承(42)，安装于所述两侧梁(21)内侧，并沿转向架纵向和横向方向对称。

8.根据权利要求7所述的转向架，其特征在于，每个所述车轮(11)上布置一套闸瓦制动装置(6)，所述闸瓦制动装置(6)包括闸瓦(61)、制动梁(62)、固定杠杆(63)、游动杠杆(64)、制动吊杆(65)和下拉杆(66)，所述闸瓦(61)通过所述制动吊杆(65)吊挂，同时安装在所述制动梁(62)的两端，所述制动梁(62)又分别通过固定杠杆(63)和游动杠杆(64)吊挂于所述横梁(22)的安装座上，所述游动杠杆(64)和固定杠杆(63)下端通过所述下拉杆(66)连接。

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