專利名稱：120km/h速度等級(jí)的B型地鐵轉(zhuǎn)向架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及到地鐵車輛的轉(zhuǎn)向架領(lǐng)域，是120km/h速度等級(jí)的B型地鐵轉(zhuǎn)向架(最大軸重為14t)，適用于120km/h速度等級(jí)的B型地鐵車輛。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，80km/h速度等級(jí)地鐵車輛轉(zhuǎn)向架技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已比較成熟。它們的 動(dòng)力車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)有其特點(diǎn)，都采用了高可靠性、輕量化、免維護(hù)、換件修的設(shè)計(jì)原則；均采 用電機(jī)全懸掛結(jié)構(gòu)降低簧下重量來(lái)滿足高速運(yùn)行性能，并進(jìn)行了大量的試驗(yàn)驗(yàn)證工作，其 安全可靠性得到了運(yùn)行驗(yàn)證。80km/h速度等級(jí)的B型地鐵的車輛在北京、天津等大城市廣 泛采用。在國(guó)內(nèi)，對(duì)于運(yùn)行速度在120km/h速度等級(jí)的B型地鐵轉(zhuǎn)向架，國(guó)內(nèi)運(yùn)用的項(xiàng)目只 有本說(shuō)明書(shū)采用的轉(zhuǎn)向架，其余地鐵轉(zhuǎn)向架都在100km/h以下，因此國(guó)內(nèi)的120km/h速度等 級(jí)的B型地鐵轉(zhuǎn)向架是處于起步階段。國(guó)外有墨爾本地鐵(最大軸重18. 5t)、哥本哈根DSB地鐵(最大軸重22t)達(dá)到了 120km/h的最高運(yùn)營(yíng)速度，日本311系列、207系列、221系列直流電動(dòng)車組達(dá)到了 120km/h 的最高運(yùn)營(yíng)速度，但都因?yàn)閷儆诟删€鐵路的范疇，不在同一類別?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)轉(zhuǎn)向架的研究很多，例如陸海英(鐵道車輛第41卷第6期2003年 6月)對(duì)《B型城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)研究》進(jìn)行了綜述；周睿(設(shè)計(jì)制造，2004年) 公開(kāi)了《城軌B型車輛轉(zhuǎn)向架方案設(shè)計(jì)》。影響轉(zhuǎn)向架性能的因素是多方面的，不同的性能要求，又有不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求， 包括性能參數(shù)的設(shè)計(jì)，同時(shí)，不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間還存在相互之間的影響。因此，轉(zhuǎn)向架作 為一個(gè)機(jī)車的重要組成部分，是一個(gè)復(fù)雜的多因素影響的系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題就在于針對(duì)地鐵車輛最高運(yùn)營(yíng)速度為120km/h，最高 速度可以達(dá)到135km/h，是國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)速度最高的地鐵轉(zhuǎn)向架，車輛運(yùn)行的安全性和運(yùn)行的平 穩(wěn)性必須得到滿足，車輛在高速運(yùn)行時(shí)的制動(dòng)性能必須得到保障。本實(shí)用新型提供的120km/h速度等級(jí)的B型地鐵轉(zhuǎn)向架，包括構(gòu)架(3)以及裝設(shè) 于構(gòu)架(3)上的兩個(gè)輪對(duì)(1)、一系懸掛裝置(2)、牽引裝置(4)、橫向懸掛裝置(5)、二系懸 掛裝置(6)、高度控制閥裝置(7)、抗側(cè)滾裝置(8)、轉(zhuǎn)向架的空氣管路(9)、二系垂向減振 器(10)、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置(11)、轉(zhuǎn)向架布線(12)、整體起吊裝置(13)、電機(jī)齒輪箱驅(qū)動(dòng)單元 (14)、電機(jī)的彈性懸掛結(jié)構(gòu)、輪緣潤(rùn)滑裝置(15)，其中一系懸掛裝置中金屬螺旋彈簧相對(duì)于 車軸中心線的偏置安裝；抗側(cè)滾裝置中的抗側(cè)滾扭力桿安裝在車體的底架下；電機(jī)的彈性 懸掛結(jié)構(gòu)采用圓錐形橡膠四點(diǎn)彈性懸掛方式；基礎(chǔ)制動(dòng)采用輪盤制動(dòng)方式。一系懸掛裝置(2)采用金屬螺旋彈簧，因其性能穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生橡膠彈簧的蠕變 和老化問(wèn)題。為了使金屬螺旋彈簧有大的靜撓度，安裝空間是一個(gè)關(guān)鍵，為解決安裝空間問(wèn)題，本實(shí)用新型將螺旋彈簧的中心線相對(duì)于車軸的中心線偏置了一個(gè)距離B(圖3)，這樣螺 旋彈簧的安裝空間不再受到車輛中心的限制。輪對(duì)采用轉(zhuǎn)臂定位方式，即一系垂向剛度主要是金屬螺旋彈簧提供，橫向和縱向剛度主要由轉(zhuǎn)臂定位關(guān)節(jié)提供。轉(zhuǎn)臂定位關(guān)節(jié)影響很小，因此只要金屬螺旋彈簧的剛度較 軟，一系懸掛裝置就有較低的垂向剛度。對(duì)于車輛的抗側(cè)滾性能，本實(shí)用新型采用了車體底架下方懸掛的抗側(cè)滾裝置。由于車輛具有小的一系懸掛和二系懸掛剛度，車輛運(yùn)行時(shí)側(cè)滾振動(dòng)會(huì)加大，為了 提高車輛抗側(cè)滾的性能，將車輛的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線限制在車輛的限界范圍內(nèi)，確保車輛不會(huì)與 其周圍的設(shè)備發(fā)生接觸和碰撞，因此本實(shí)用新型實(shí)施例中的轉(zhuǎn)向架設(shè)置了抗側(cè)滾裝置。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是將抗側(cè)滾裝置(8)的扭力桿(22)和軸承座(24)安裝在車體 底架的下方，這樣轉(zhuǎn)向架的重量就減少100公斤左右，車輛的簧間重量減少，同時(shí)，抗側(cè)滾 扭力桿的安裝可以在落車前將其安裝到車體的底架下方，安裝操作的空間比較大；還有一 個(gè)好處是萬(wàn)一在抗側(cè)滾扭力桿斷裂的情況下，扭桿也不會(huì)脫落到軌道上從而引起車輛脫軌 事故。對(duì)于車輛的制動(dòng)問(wèn)題，由于車輛在滿載情況下，車輛高速運(yùn)行時(shí)實(shí)施緊急制動(dòng)會(huì) 有很大的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，同時(shí)會(huì)發(fā)出刺耳的噪聲，采用通常的踏面制動(dòng)方式是不能滿足 制動(dòng)的要求。為了解決制動(dòng)的熱容量問(wèn)題，本實(shí)用新型的實(shí)施例中的轉(zhuǎn)向架采用輪盤制動(dòng) 的方式。所謂輪盤制動(dòng)，是在車輪的兩側(cè)(輪輻)安裝制動(dòng)盤，如圖7中的車輪(32)的兩側(cè) 安裝了制動(dòng)盤(33)，兩個(gè)盤的安裝是通過(guò)螺栓緊固在車輪上的。制動(dòng)器(即制動(dòng)夾鉗)安 裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架(3)的橫梁上，每個(gè)車輪安裝一套基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，共4套，其中的2套帶有 停車制動(dòng)功能呈斜對(duì)稱的方式安裝在構(gòu)架上，從構(gòu)架的側(cè)梁處能用手動(dòng)緩解裝置(31)進(jìn) 行緩解。輪盤制動(dòng)方式不但能滿足制動(dòng)熱容量的要求，而且能有效地降低運(yùn)行的噪聲，落 錘試驗(yàn)的測(cè)試表明最大可以將噪聲的幅值減低8dB左右。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，可進(jìn)行如下的優(yōu)化。本實(shí)用新型的實(shí)施例中一系懸掛裝置中采用金屬螺旋彈簧(16)和在金屬螺旋彈 簧下的橡膠墊(17)，同時(shí)采用一系垂向的減振器(20)用于衰減振動(dòng)，減震器的一端與構(gòu)架 的端部連接，一端與軸箱體連接。這樣組合的結(jié)果能為車輛提供良好的性能。在二系懸掛裝置(6)中采用了低橫向剛度和低垂向剛度的空氣彈簧，例如一系彈 簧的剛度為1000N/mm，二系彈簧的剛度為105N/mm。為提高車輛動(dòng)力性能，采用了一系懸掛 (1)和二系懸掛裝置(6) ；二系懸掛裝置(6)采用了低橫向剛度和低垂向剛度的空氣彈簧， 構(gòu)架(3)側(cè)梁的中部呈凹字形，這樣有利于降低車輛地板面的高度，這樣解決了空氣彈簧 的安裝空間問(wèn)題。對(duì)于電機(jī)的彈性懸掛結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)是通過(guò)圓形橡膠關(guān)節(jié)球結(jié)構(gòu)，通過(guò)3點(diǎn)懸掛 在構(gòu)架的安裝座上。本實(shí)用新型實(shí)施例是采用了圓錐形橡膠結(jié)構(gòu)的四點(diǎn)彈性懸掛裝置，圓 錐橡膠關(guān)節(jié)(25)設(shè)置在構(gòu)架(3)的電機(jī)安裝座的兩邊，通過(guò)定位套(26)、壓圈(27)和聯(lián)接 螺栓(28)將電機(jī)安裝到圓錐橡膠關(guān)節(jié)(25)上實(shí)現(xiàn)電機(jī)的彈性懸掛，每個(gè)電機(jī)共有4個(gè)懸 掛點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)能有效地降低車輛運(yùn)行時(shí)電機(jī)的垂向和橫向振動(dòng)加速度的幅值，從而降低 構(gòu)架的電機(jī)安裝座與橫梁聯(lián)接管處的應(yīng)力，提高了轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強(qiáng)度。[0020]本實(shí)用新型通過(guò)選擇轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)中的四個(gè)部位，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化組合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，能明顯改善了整個(gè)轉(zhuǎn)向架的性能，從而得到符合設(shè)計(jì)要求，適于高速B型地鐵的 轉(zhuǎn)向架。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a為主視圖，b為俯視圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中一系懸掛的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中抗側(cè)滾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a為主視圖，b為俯視 圖，c為左視圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中電機(jī)彈性懸掛的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a為主視圖，b為俯 視圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中基礎(chǔ)制動(dòng)裝置制動(dòng)輪盤的結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說(shuō)明1、輪對(duì)2、一系懸掛3、構(gòu)架4、牽引裝置5、橫向懸掛裝置6、二系懸掛7、高度控制閥裝置8、抗側(cè)滾裝置9、轉(zhuǎn)向架空氣管路10、二系垂向減振器11、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置12、轉(zhuǎn)向架布線13、整體起吊裝置14、電機(jī)齒輪箱驅(qū)動(dòng)單元15、輪緣潤(rùn)滑裝置16、螺旋彈簧17、一系橡膠墊18、調(diào)整墊19、一系彈簧板20、一系垂向減振器21、一系垂向止擋22、扭力桿23、拉壓桿24、軸承座25、圓錐橡膠關(guān)節(jié)26、定位套27、壓圈28、聯(lián)接螺栓29、帶停車制動(dòng)功能的基礎(chǔ)制動(dòng)單元 30、不帶停車制動(dòng)功能的基礎(chǔ)制動(dòng)單元31、手動(dòng)緩解裝置32、車輪33、制動(dòng)盤以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
如圖1-2所示是本實(shí)用新型的高速轉(zhuǎn)向架，它包括以及裝設(shè)于構(gòu)架3上的兩個(gè)輪 對(duì)1、一系懸掛裝置2、構(gòu)架3、牽引裝置4、橫向懸掛裝置5、二系懸掛裝置6、高度控制閥裝 置7、抗側(cè)滾裝置8、轉(zhuǎn)向架的空氣管路9、二系垂向減振器10、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置11、轉(zhuǎn)向架布線 12、整體起吊裝置13、電機(jī)齒輪箱驅(qū)動(dòng)單元14、輪緣潤(rùn)滑裝置15等部件組成。構(gòu)架為H形結(jié)構(gòu)，橫梁管采用鋼管，側(cè)梁用鋼板焊接，整個(gè)構(gòu)架焊接后不需要進(jìn)行退火處理。 一系懸掛裝置如圖3所示，設(shè)置在構(gòu)架3和軸箱之間，輪對(duì)采用轉(zhuǎn)臂定位的方式。 軸箱一端通過(guò)橡膠關(guān)節(jié)球軸承與構(gòu)架相連，另外一端安裝有一系金屬螺旋彈簧16和橡膠 墊17。彈簧的位置相對(duì)與車軸的中心線有一個(gè)偏置距離B。為了對(duì)垂向振動(dòng)進(jìn)行有效的衰 減，一系設(shè)置了垂向減振器20。在一系彈簧失效的情況下，一系垂向止擋21能起到彈性懸 掛的作用，防止以外事故的發(fā)生。為了調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向架的軸重和輪重，在一系彈簧上設(shè)置了調(diào)整 墊片18。抗側(cè)滾裝置如圖4所示，本實(shí)用新型采用了車體底架下方懸掛的抗側(cè)滾裝置。由于車輛具有剛度小的一系懸掛和二系懸掛剛度，車輛的舒適度得到了提高，但 車輛運(yùn)行時(shí)側(cè)滾振動(dòng)會(huì)加大，因此車輛設(shè)置了抗側(cè)滾裝置。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是將抗側(cè)滾裝置8的扭力桿22和軸承座24安裝在車體底架的 下方，這樣轉(zhuǎn)向架的重量就減少100公斤左右，車輛的簧間重量減少?？箓?cè)滾扭力桿是一個(gè) 由彈簧鋼制造的承受扭轉(zhuǎn)作用的長(zhǎng)直桿，兩端設(shè)有扭臂，扭臂與扭力桿通過(guò)過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn) 連接，扭力桿的兩端設(shè)有軸承座，軸承座內(nèi)由橡膠關(guān)節(jié)球軸承，因軸承座安裝在車體上，從 而將整個(gè)扭力桿都懸掛在車體上。扭力桿的轉(zhuǎn)臂通過(guò)拉壓桿23與構(gòu)架相連，當(dāng)車體側(cè)滾 時(shí)，由于扭臂兩端的位移大小和方向都不同，因此扭力桿受到扭轉(zhuǎn)的作用力，從而使扭力桿 發(fā)揮作用提供一個(gè)相反的作用力阻止車體的側(cè)滾運(yùn)動(dòng)。扭力桿不會(huì)影響車體的沉浮運(yùn)動(dòng)。 電機(jī)的圓錐形橡膠四點(diǎn)彈性懸掛方式如圖5所示，圓錐橡膠關(guān)節(jié)25設(shè)置在構(gòu)架3的電機(jī)安 裝座的兩邊，通過(guò)定位套26、壓圈27和聯(lián)接螺栓28將電機(jī)安裝到圓錐橡膠關(guān)節(jié)25上實(shí)現(xiàn) 電機(jī)的彈性懸掛。定位套26的一端是嵌入電機(jī)座內(nèi)的，承受剪切力，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)電機(jī)在構(gòu) 架上安裝的精確定位?；A(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)如圖6所示，輪盤的結(jié)構(gòu)如圖7所示。如圖7中的車輪32的兩側(cè)安 裝了制動(dòng)盤33，兩個(gè)盤的安裝是通過(guò)螺栓緊固在車輪上，構(gòu)成了制動(dòng)輪盤。制動(dòng)器(即制動(dòng)夾鉗)安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架3的橫梁上，每個(gè)車輪對(duì)應(yīng)位置安裝一 套基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，共4套，其中的2套帶有停車制動(dòng)功能呈斜對(duì)稱的方式安裝在構(gòu)架上，從 構(gòu)架的側(cè)梁處能用手動(dòng)緩解裝置31進(jìn)行緩解。
權(quán)利要求120km/h速度等級(jí)的B型地鐵轉(zhuǎn)向架，包括構(gòu)架(3)以及裝設(shè)于構(gòu)架(3)上的兩個(gè)輪對(duì)(1)、一系懸掛裝置(2)、牽引裝置(4)、橫向懸掛裝置(5)、二系懸掛裝置(6)、高度控制閥裝置(7)、抗側(cè)滾裝置(8)、轉(zhuǎn)向架的空氣管路(9)、二系垂向減振器(10)、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置(11)、轉(zhuǎn)向架布線(12)、整體起吊裝置(13)、電機(jī)齒輪箱驅(qū)動(dòng)單元(14)、電機(jī)的彈性懸掛結(jié)構(gòu)、輪緣潤(rùn)滑裝置(15)，其特征在于其中的一系懸掛裝置中金屬螺旋彈簧相對(duì)于車軸中心線的偏置安裝；抗側(cè)滾裝置中的抗側(cè)滾扭力桿安裝在車體的底架下；電機(jī)的彈性懸掛結(jié)構(gòu)采用圓錐形橡膠四點(diǎn)彈性懸掛方式；基礎(chǔ)制動(dòng)采用輪盤制動(dòng)方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型地鐵轉(zhuǎn)向架，其特征在于在一系懸掛中設(shè)置垂向的減振 器(20)，減震器的一端與構(gòu)架的端部連接，一端與軸箱體連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型地鐵轉(zhuǎn)向架，其特征在于在二系懸掛裝置(6)中采用了 低橫向剛度和低垂向剛度的空氣彈簧，構(gòu)架(3)側(cè)梁的中部呈凹字形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型地鐵轉(zhuǎn)向架，其特征在于圓錐形橡膠四點(diǎn)彈性懸掛方式 是圓錐橡膠關(guān)節(jié)(25)設(shè)置在構(gòu)架(3)的電機(jī)安裝座的兩邊，通過(guò)定位套(26)、壓圈(27)和 聯(lián)接螺栓(28)將電機(jī)安裝到圓錐橡膠關(guān)節(jié)(25)上實(shí)現(xiàn)電機(jī)的彈性懸掛，每個(gè)電機(jī)共有4 個(gè)懸掛點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型主要涉及到120km/h速度等級(jí)的B型地鐵轉(zhuǎn)向架(最大軸重為14t)，適用于120km/h速度等級(jí)的B型地鐵車輛的轉(zhuǎn)向架。本實(shí)用新型提供的120km/h速度等級(jí)的B型地鐵轉(zhuǎn)向架，包括構(gòu)架(3)等，其中一系懸掛裝置中金屬螺旋彈簧相對(duì)于車軸中心線的偏置安裝；抗側(cè)滾裝置中的抗側(cè)滾扭力桿安裝在車體的底架下；電機(jī)的彈性懸掛結(jié)構(gòu)采用圓錐形橡膠四點(diǎn)彈性懸掛方式；基礎(chǔ)制動(dòng)采用輪盤制動(dòng)方式。本實(shí)用新型通過(guò)選擇轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)中的四個(gè)部位，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化組合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，能明顯改善了整個(gè)轉(zhuǎn)向架的性能，從而得到符合設(shè)計(jì)要求，適于高速B型地鐵的轉(zhuǎn)向架。
文檔編號(hào)B61F5/06GK201610144SQ200920291748
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者傅成駿, 周建斌, 易興利, 曾艷梅, 朱向陽(yáng), 李冠軍, 段華東, 申長(zhǎng)宏, 羅華軍, 羅彥云, 蔡超, 賀世忠, 陳喜紅, 陶功安 申請(qǐng)人:南車株洲電力機(jī)車有限公司