一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，包括兩塊由箱形截面的縱梁和橫梁焊接而成的方框結(jié)構(gòu)，兩方框結(jié)構(gòu)之間經(jīng)連接裝置構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，方框結(jié)構(gòu)以連接裝置為軸線，對稱設(shè)置有牽引拉桿座、彈簧座、軸箱座、垂直減震座、差速齒輪箱座，在方框結(jié)構(gòu)的端部與連接裝置成一軸線的位置處設(shè)有電機座，以連接裝置為對稱中心，兩塊方框結(jié)構(gòu)上各設(shè)有一橫向減振器座。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明解決車輛橫向運動的穩(wěn)定性的要求和改善轉(zhuǎn)向架曲線通過性能的要求之間的矛盾，使車輛能以較高的速度通過較小的曲線半徑的線路，同時還具有優(yōu)良可靠的動力學性能，在滿足功能需求基礎(chǔ)上保證足夠的強度。
【專利說明】一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于軌道交通設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu) 架。

【背景技術(shù)】
[0002] 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架形式車輛走行部的骨架，它是轉(zhuǎn)向架的各個零部件的安裝基 礎(chǔ)，起到了聯(lián)系轉(zhuǎn)向架各組成部分和承受、傳遞車體到輪對之間的垂向力、橫向力和縱向力 的作用。國內(nèi)軌道交通線路中，城市軌道線路正常運營的最小曲線半徑不小于50米（C型 車），標準軌距的干線鐵路不小于135米。但很多專用線如企業(yè)線、進出維修站段線路等等， 最小半徑甚至小到20米，其他特殊用途線路根據(jù)用戶要求更可小到5米。為了滿足通過這 種極小半徑曲線，車輛轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)起到了極其重要的作用。因此針對上述的需求，出現(xiàn)了 各種形式的轉(zhuǎn)向架，對轉(zhuǎn)向架上主要承載及零部件安裝部件一一構(gòu)架的設(shè)計也提出了不同 的要求。
[0003] 中國專利CN103241258A公開了一種轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，包括兩個側(cè)梁和至少一個橫梁， 橫梁經(jīng)由橡膠關(guān)節(jié)與側(cè)梁進行連接，使得連接點在鐵路機車車輛通過曲線時承受的垂向力 得到緩沖，從而減小由垂向力產(chǎn)生的對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的扭轉(zhuǎn)力矩，降低轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的扭轉(zhuǎn)剛 度；該專利是在不改變現(xiàn)有轉(zhuǎn)向架整體構(gòu)架的情況下，在傳統(tǒng)構(gòu)架基礎(chǔ)上，采用將橫梁和兩 根側(cè)梁之間通過多點橡膠關(guān)節(jié)進行連接的方式，來降低轉(zhuǎn)向架的扭轉(zhuǎn)剛度，對橡膠元件的 要求較高，實質(zhì)還是整體式構(gòu)架。而本專利則是將兩個剛性副構(gòu)架之間通過銷接（或球鉸） 的副構(gòu)架連接裝置從而使得2個副構(gòu)架之間具有單自由度（或3自由度）的連接，同時把 原來為懸掛安裝的部件安裝座變成為坐式安裝，相關(guān)安裝的焊接接縫受力由拉應(yīng)力變?yōu)閴?應(yīng)力，改變各焊接安裝座的受力特點，在材料相同的情況下大大提高了其使用壽命，與該專 利相比基本原理都是不同的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種解決車輛橫向 運動的穩(wěn)定性的要求和改善轉(zhuǎn)向架曲線通過性能的要求之間的矛盾，使車輛能以較高的速 度通過較小的曲線半徑的線路，同時還具有優(yōu)良可靠的動力學性能，在滿足功能需求基礎(chǔ) 上保證足夠的強度的多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架；同時把原來為懸掛安裝的部件安裝座變 成為坐式安裝，相關(guān)安裝的焊接接縫受力由拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力，改變各焊接安裝座的受力 特點，在材料相同的情況下大大提高了其使用壽命。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] -種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，包括兩塊由箱形截面的縱梁和橫梁焊接而成的 方框結(jié)構(gòu)，兩方框結(jié)構(gòu)之間經(jīng)連接裝置構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，
[0007] 所述的方框結(jié)構(gòu)以連接裝置為軸線，對稱設(shè)置有牽引拉桿座、彈簧座、軸箱座、垂 直減震座、差速齒輪箱座，在方框結(jié)構(gòu)的端部與連接裝置成一軸線的位置處設(shè)有電機座，
[0008] 以連接裝置為對稱中心，兩塊方框結(jié)構(gòu)上各設(shè)有一橫向減振器座。
[0009] 所述的彈簧座直接與方框結(jié)構(gòu)連接，不與軸箱座之間產(chǎn)生連接關(guān)系。
[0010] 所述的方框結(jié)構(gòu)由四根橫梁、兩根側(cè)梁、兩根端梁焊接組成。
[0011] 所述的連接裝置為球絞轉(zhuǎn)動副或圓柱銷副。
[0012] 兩個電機座以連接裝置為對稱中心呈中心對稱布置，電機座使電機安裝完成后， 電機縱向軸線與輪對軸線在同一水平面內(nèi)，電機座上電機安裝面其在高度方向上以輪對軸 線為基準在-140?60_可調(diào)，電機座橫向安裝位置中軸線與下構(gòu)架中軸線之間的偏移量 在0?70mm范圍內(nèi)可調(diào)。
[0013] 兩個橫向減震器座根據(jù)車體要求，安裝孔高度以輪對軸線為基準在-40?160mm 范圍內(nèi)可調(diào)。
[0014] 所述的軸箱座共有八個，分別均布在兩個方框結(jié)構(gòu)上。
[0015] 構(gòu)成方框結(jié)構(gòu)的四根端梁上均設(shè)有一個垂直減震座。
[0016] 所述的牽引拉桿座設(shè)有四個，均布在兩個方框結(jié)構(gòu)上，同一個方框結(jié)構(gòu)上的兩個 牽引拉桿座之間的高度差在0?200mm范圍內(nèi)可調(diào)，另一個方框結(jié)構(gòu)上的兩個牽引拉桿座 之間的高度差與前一個方框結(jié)構(gòu)上兩個牽引拉桿座之間的高度差相反。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0018] 1、彈簧座直接與下構(gòu)架相連，而不是與軸箱座之間連接作用，有別于經(jīng)典的轉(zhuǎn)向 架下構(gòu)架設(shè)計，這樣設(shè)計的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，并且使得構(gòu)架所受應(yīng)力為壓應(yīng)力而不是拉應(yīng) 力，對提高構(gòu)架的結(jié)構(gòu)強度有好處。
[0019] 2、輪軸中心、電機中心等安裝設(shè)備中心都在同一水平面上，這樣可以有效抵消轉(zhuǎn) 向架下構(gòu)架上的扭矩。
[0020] 3、兩個下構(gòu)架之間通過圓柱銷接或彈性球絞的連接裝置鏈接成一個整體結(jié)構(gòu)，這 種連接方式的作用是當前、后兩個下構(gòu)架之上的承重不一樣時，可以有效防止構(gòu)架點頭現(xiàn) 象的發(fā)生，從而起到提高車體運行穩(wěn)定性的作用。
[0021] 4、采用彈簧懸掛配套垂向和橫向油壓減振器，提高了轉(zhuǎn)向架的動力學性能。
[0022] 5、走行系統(tǒng)軸距為1750mm，提高了車輛的最小曲線通過能力。一般而言，較小的轉(zhuǎn) 向架軸距可以提高車輛的曲線通過性能，減少輪軌間的磨耗，但同時也會使轉(zhuǎn)向架蛇形運 動臨界速度變小，降低車輛運行穩(wěn)定性。1750mm的軸距所設(shè)計是一個具體的實際應(yīng)用實例 要求，以動力學計算、分析、優(yōu)化為基礎(chǔ)所取的一個折中值；當應(yīng)用對象不同時，比如，需要 通過更小的曲線半徑時，該軸距會作相應(yīng)的減小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖4為牽引拉桿座與輪軸的位置關(guān)系圖。
[0027] 圖中：1-電機座、2-彈簧座、3-軸箱座、4-垂直減震座、5-橫向減振器座、6-牽引 拉桿座、7-差速齒輪箱座、8-連接裝置。

【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0029] 實施例
[0030] -種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，包括兩塊由箱形截面的 縱梁和橫梁焊接而成的方框結(jié)構(gòu)，兩方框結(jié)構(gòu)之間經(jīng)連接裝置8構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)。使用的 連接裝置8可以是球絞轉(zhuǎn)動副或圓柱銷副。
[0031] 方框結(jié)構(gòu)以連接裝置8為軸線，對稱設(shè)置有牽引拉桿座6、彈簧座2、軸箱座3、垂直 減震座4、差速齒輪箱座7,在方框結(jié)構(gòu)的端部與連接裝置成一軸線的位置處設(shè)有電機座1， 以連接裝置8為對稱中心，兩塊方框結(jié)構(gòu)上各設(shè)有一橫向減振器座5。其中，方框結(jié)構(gòu)由四 根橫梁、兩根側(cè)梁、兩根端梁焊接組成，彈簧座2直接與方框結(jié)構(gòu)連接，不與軸箱座3之間產(chǎn) 生連接關(guān)系。兩個電機座1以連接裝置8為對稱中心呈中心對稱布置，電機座1使電機安 裝完成后，電機縱向軸線與輪對軸線在同一水平面內(nèi)，這樣可以有效抵消轉(zhuǎn)向架下構(gòu)架上 的扭矩。電機座電機安裝面其在高度方向位置H1 (以輪對軸線為基準）在-140?60mm可 調(diào)（如附圖3所示）。電機座橫向安裝位置中軸線與下構(gòu)架中軸線之間的偏移量B1在0? 70mm范圍內(nèi)可調(diào)（如附圖2所示）。
[0032] 兩個橫向減振器座5以連接裝置8為對稱中心成中心對稱布置（如附圖2所示）， 根據(jù)車體要求，其安裝孔高度H2(以輪對軸線為基準）在-40?160mm范圍內(nèi)可調(diào)（如附 圖3所示）。軸箱座3共有八個，分別均布在兩個方框結(jié)構(gòu)上。構(gòu)成方框結(jié)構(gòu)的四根端梁上 均設(shè)有一個垂直減震座4。牽引拉桿座6設(shè)有四個，均布在兩個方框結(jié)構(gòu)上，在同一下構(gòu)架 的同一部件內(nèi)的左右（橫向）兩個牽引拉桿座，在高度方向上其安裝孔高度H3及高度差H4 可調(diào)，H3根據(jù)車體需求可調(diào)，H4可調(diào)范圍為0?200mm(如附圖4所示）。另一部件的牽引 拉桿座高度差與其相反，即若其中一個為左高右底，則另一部件的牽引拉桿座為右高左底， 而對應(yīng)高度的安裝孔軸線在同一水平面上。
[0033] 車體下構(gòu)架結(jié)構(gòu)的主要性能參數(shù)與基本尺寸如下：
[0034] 軌距(mm) 600-1細）不同軌距 通過最小曲線的最高運行速度(m/s) 6 通過最小曲線半徑(m) 5 制動型式 電磁盤形制動 軸數(shù) 2 固定軸距(mm)U 1000-2500 (不同軸距） 車輪茛徑(mm) 200-1000 (不同芭徑h
[0035] 當車輛通過較小曲線半徑的軌道時，1750mm的走行部軸距設(shè)計使得車輛能具有較 好的曲線通過能力。同時，一系彈簧懸掛配套垂向和橫向油壓減振器的結(jié)構(gòu)以及下構(gòu)架的 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計使得車體具有較高的運行穩(wěn)定性，能滿足車輛在較高速度通過極小曲線半徑 軌道時的強度要求以及平穩(wěn)性要求。再者，當前、后兩個下構(gòu)架之上的承重不一樣時，兩下 構(gòu)架之間的銷接裝置可以起到鏈接、傳遞力的作用，能有效的防止車體發(fā)生點頭現(xiàn)象，提高 了車輛貨物裝卸的自由性、方便性。經(jīng)過測試，裝配該關(guān)節(jié)式下構(gòu)架的車輛最小曲線通過半 徑為7m，同時可滿足最高運行速度達6m/s的速度要求。
【權(quán)利要求】
1. 一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其特征在于，該下構(gòu)架包括兩塊由箱形截面的縱 梁和橫梁焊接而成的方框結(jié)構(gòu)，兩方框結(jié)構(gòu)之間經(jīng)連接裝置構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)， 所述的方框結(jié)構(gòu)以連接裝置為軸線，對稱設(shè)置有牽引拉桿座、彈簧座、軸箱座、垂直減 震座、差速齒輪箱座，在方框結(jié)構(gòu)的端部與連接裝置成一軸線的位置處設(shè)有電機座，以連接 裝置為對稱中心，兩塊方框結(jié)構(gòu)上各設(shè)有一橫向減振器座。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其特征在于，所述的彈簧 座直接與方框結(jié)構(gòu)連接，不與軸箱座之間產(chǎn)生連接關(guān)系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其特征在于，所述的方框 結(jié)構(gòu)由四根橫梁、兩根側(cè)梁、兩根端梁焊接組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其特征在于，所述的連接 裝置為球絞轉(zhuǎn)動副或圓柱銷副。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其特征在于，兩個電機座 以連接裝置為對稱中心呈中心對稱布置，電機座使電機安裝完成后，電機縱向軸線與輪對 軸線在同一水平面內(nèi)，電機座上電機安裝面其在高度方向上以輪對軸線為基準在-140? 60mm可調(diào)，電機座橫向安裝位置中軸線與下構(gòu)架中軸線之間的偏移量在0?70mm范圍內(nèi)可 調(diào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其特征在于，兩個橫向減 震器座根據(jù)車體要求，安裝孔高度以輪對軸線為基準在-40?160_范圍內(nèi)可調(diào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其特征在于，所述的軸箱 座共有八個，分別均布在兩個方框結(jié)構(gòu)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其特征在于，構(gòu)成方框結(jié) 構(gòu)的四根端梁上均設(shè)有一個垂直減震座。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能轉(zhuǎn)向架關(guān)節(jié)式下構(gòu)架，其特征在于，所述的牽引 拉桿座設(shè)有四個，均布在兩個方框結(jié)構(gòu)上，同一個方框結(jié)構(gòu)上的兩個牽引拉桿座之間的高 度差在0?200mm范圍內(nèi)可調(diào)，另一個方框結(jié)構(gòu)上的兩個牽引拉桿座之間的高度差與前一 個方框結(jié)構(gòu)上兩個牽引拉桿座之間的高度差相反。
【文檔編號】B61F5/52GK104442891SQ201410663708
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】羅敏, 張繼彤, 李道軍, 周和超, 周俊華, 戴浩君, 張濟民 申請人:同濟大學