本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置及軌道車輛。

背景技術(shù)：

1、軌道車輛轉(zhuǎn)向架是通過一系懸掛結(jié)構(gòu)和軸箱體，向輪對(duì)和構(gòu)架施加垂向、橫向和縱向的定位的剛性結(jié)構(gòu)。為了提高軌道車輛的臨界速度、保證高速運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)和穩(wěn)定性能，相應(yīng)地，一系懸掛裝置必須具有較大的橫向剛度、縱向剛度，以及提供適合撓度的垂向剛度。

2、目前，軌道車輛一系懸掛裝置有拉板式、定位轉(zhuǎn)臂式、雙拉桿式、導(dǎo)柱定位等。這些定位方式應(yīng)用于高速軌道車輛時(shí)，存在著如下問題：一、垂向剛度偏大、以及側(cè)梁相對(duì)較高的結(jié)構(gòu)布局問題，從而導(dǎo)致在高速運(yùn)行時(shí)易產(chǎn)生較大的振動(dòng)，對(duì)于軸箱體和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高，并且會(huì)增加轉(zhuǎn)向架的自重，降低了載重。同時(shí)，轉(zhuǎn)向架下部檢修作業(yè)空間狹小，不便于檢修維護(hù)作業(yè)。二、導(dǎo)柱定位式或采用干摩擦副進(jìn)行定位的懸掛系統(tǒng)，其垂向動(dòng)態(tài)變形承受能力較小，橫縱向剛度不易保證。同時(shí)，存在摩擦件磨耗后，車輛性能下降，維護(hù)周期短、費(fèi)用較高等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，該一系懸掛裝置不僅能夠調(diào)整橫、縱、垂三向剛度，提高車輛承載能力延長軸箱系統(tǒng)使用壽命，還能有效地降低輪軌磨耗、抑制轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)和側(cè)滾運(yùn)動(dòng)，在提高車輛運(yùn)行臨界速度的前提下實(shí)現(xiàn)運(yùn)行平穩(wěn)和穩(wěn)定性能的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)性能要求。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種軌道車輛，該軌道車輛包括上述一系懸掛裝置。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的。

3、一方面，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，包括構(gòu)架、懸掛單元和軸箱；所述構(gòu)架位于所述軸箱的上方；所述軸箱上設(shè)置有承臺(tái)，用于固定所述懸掛單元；所述懸掛單元包括螺旋彈簧、定位結(jié)構(gòu)和剛度調(diào)節(jié)部件；所述螺旋彈簧固定于所述構(gòu)架和軸箱的承臺(tái)之間；所述定位結(jié)構(gòu)位于所述螺旋彈簧內(nèi)，所述定位結(jié)構(gòu)設(shè)置有內(nèi)腔；所述剛度調(diào)節(jié)部件設(shè)置于所述內(nèi)腔內(nèi)，用于調(diào)節(jié)所述軸箱的橫向剛度和縱向剛度。

4、在本發(fā)明中，一系懸掛裝置包括構(gòu)架、懸掛單元和軸箱。懸掛單元可以根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)，優(yōu)選為兩個(gè)。兩個(gè)懸掛單元可以對(duì)稱設(shè)置于軸箱的兩側(cè)承臺(tái)上?，F(xiàn)有條件下的懸掛單元未考慮空車和有載荷的不同，從而使得在兩種不同的載荷工況下橫、縱、垂三向剛度值的設(shè)計(jì)是相同的，這就導(dǎo)致了懸掛單元中部件容易出現(xiàn)磨損的問題，降低了整個(gè)裝置的使用壽命。發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，通過將懸掛單元設(shè)置螺旋的鋼彈簧，同時(shí)還設(shè)置定位結(jié)構(gòu)和剛度調(diào)節(jié)部件，這樣可以采用將螺旋式的鋼彈簧和剛度調(diào)節(jié)部件相結(jié)合的定位方式，在既可以利用鋼彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的同時(shí)還能利用剛度調(diào)節(jié)部件對(duì)橫、縱向剛度范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠充分地滿足軌道車輛高速運(yùn)行的要求，同時(shí)空車時(shí)確保實(shí)現(xiàn)較小的垂向剛度，重車時(shí)實(shí)現(xiàn)相對(duì)較大的垂向剛度，進(jìn)而能夠適應(yīng)空重載荷比差異大的高速軌道車輛。

5、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，優(yōu)選地，所述構(gòu)架包括構(gòu)架本體、第一安裝座和減振器安裝座；

6、所述第一安裝座設(shè)置于所述構(gòu)架本體的下方，用于安裝所述懸掛單元；

7、所述減振器安裝座沿所述軸箱的垂向中心線對(duì)稱設(shè)置于所述構(gòu)架本體的外側(cè)，并位于所述第一安裝座的上方，用于連接一系垂向減振器。

8、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，優(yōu)選地，還包括一系垂向減振器，其固接于所述減振器安裝座和所述軸箱之間。

9、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，優(yōu)選地，所述剛度調(diào)節(jié)部件為疊層橡膠堆。

10、在本發(fā)明中，剛度調(diào)節(jié)部件設(shè)置為彈性部件，其可以為疊層橡膠堆、人字形橡膠堆、空心螺旋橡膠堆、錐形橡膠堆；優(yōu)選設(shè)置為疊層橡膠堆或空心螺旋橡膠堆；更優(yōu)選為疊層橡膠堆。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方式，剛度調(diào)節(jié)部件設(shè)置為疊層橡膠堆，其設(shè)置為多層金屬與橡膠硫化一體的疊層橡膠堆。這樣的結(jié)構(gòu)對(duì)于橫、縱向剛度調(diào)整范圍較大，有效解決軌道車輛一系懸掛在不同載荷工況下各項(xiàng)剛度匹配，并且提高了轉(zhuǎn)向架的臨界速度，還能夠合理分配懸掛裝置的承載重量，從而減小鋼彈簧的應(yīng)力水平，避免鋼彈簧的疲勞破壞，延長使用壽命。

11、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，優(yōu)選地，所述定位結(jié)構(gòu)包括上定位座和下定位座；

12、所述上定位座的一端與所述第一安裝座固接，另一端穿過所述剛度調(diào)節(jié)部件與所述下定位座固接；

13、所述下定位座的下端與所述軸箱的承臺(tái)相連。

14、本發(fā)明中，采用了無摩擦副定位的定位結(jié)構(gòu)，上、下定位座相配合，這樣的定位結(jié)構(gòu)能夠解決摩擦副磨耗后帶來的間隙問題。

15、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，優(yōu)選地，所述上定位座包括上引導(dǎo)銷、引導(dǎo)體和上支撐部；所述上支撐部套設(shè)在所述上引導(dǎo)銷上，并位于所述螺旋彈簧的頂部；所述引導(dǎo)體垂直設(shè)置于所述上引導(dǎo)銷的下方；所述上引導(dǎo)銷遠(yuǎn)離所述引導(dǎo)體的一部分設(shè)置在所述第一安裝座內(nèi)。

16、在本發(fā)明中，上定位座可以設(shè)置為錐面t字結(jié)構(gòu)，其上引導(dǎo)銷可以為圓盤形結(jié)構(gòu)，其遠(yuǎn)離引導(dǎo)體的一部分設(shè)置在第一安裝座內(nèi)。上支撐部套設(shè)在上引導(dǎo)銷上，并位于螺旋彈簧的頂部，上支撐部的橫剖面的長度和螺旋彈簧的橫剖面的長度相同。引導(dǎo)體垂直設(shè)置于上引導(dǎo)銷的下方，其外部為錐面，內(nèi)部設(shè)置有錐形的空腔結(jié)構(gòu)，這種非實(shí)心的結(jié)構(gòu)能夠減輕自身承重?？涨幌露嗽O(shè)置有螺紋孔，引導(dǎo)體穿過剛度調(diào)節(jié)部件，可以通過螺栓連接的方式將引導(dǎo)體和下定位座連接。

17、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，優(yōu)選地，還包括隔離墊片，其套設(shè)在所述上引導(dǎo)銷上，并位于所述上支撐部和第一安裝座之間。

18、在本發(fā)明中，還設(shè)置隔離墊片，其可以設(shè)置為非金屬絕緣材質(zhì)，這樣能夠減弱螺旋彈簧的應(yīng)力水平。

19、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，優(yōu)選地，所述下定位座包括下定位座本體、下引導(dǎo)銷、下支撐部、卡座和卡簧；

20、所述下定位座本體內(nèi)設(shè)置有所述內(nèi)腔；

21、所述卡座設(shè)置在所述內(nèi)腔的上部；所述卡簧設(shè)置為將所述剛度調(diào)節(jié)部件固定在所述卡座上；所述下引導(dǎo)銷設(shè)置在所述內(nèi)腔的下方，并與所述軸箱的承臺(tái)相連；所述下支撐部套設(shè)在所述下引導(dǎo)銷上，并位于所述螺旋彈簧的底部。

22、在本發(fā)明中，下定位座可以設(shè)置為筒型空腔結(jié)構(gòu)，剛度調(diào)節(jié)部件可以水平設(shè)置在下定位座的空腔內(nèi)。

23、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，優(yōu)選地，還包括緩沖墊，其套設(shè)于所述下引導(dǎo)銷上，并位于所述下支撐部和所述軸箱的承臺(tái)之間。

24、在本發(fā)明中，還設(shè)置有緩沖墊，其能夠提供一系懸掛裝置的縱向剛度、橫向剛度和垂向剛度，減弱轉(zhuǎn)向架輪對(duì)運(yùn)行時(shí)的低頻振動(dòng)，保證轉(zhuǎn)向架高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和平穩(wěn)性。同時(shí)降低鋼彈簧的應(yīng)力水平，提高鋼彈簧的疲勞壽命。

25、另一方面，本發(fā)明還提供一種軌道車輛，優(yōu)選地，包括如上所述的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置。當(dāng)轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，相應(yīng)地，提高了軌道車輛的運(yùn)行穩(wěn)定性和承載能力。

26、本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置采用螺旋式的鋼彈簧和剛度調(diào)節(jié)部件相結(jié)合的定位方式，除利用鋼彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外還能利用剛度調(diào)節(jié)部件對(duì)橫、縱向剛度范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠充分地滿足軌道車輛高速運(yùn)行的要求，同時(shí)空車時(shí)確保實(shí)現(xiàn)較小的垂向剛度，重車時(shí)實(shí)現(xiàn)相對(duì)較大的垂向剛度，進(jìn)而能夠適應(yīng)空重載荷比差異大的高速軌道車輛。此外，還能有效地降低輪軌磨耗、抑制轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)和側(cè)滾運(yùn)動(dòng)，在提高車輛運(yùn)行臨界速度的前提下實(shí)現(xiàn)運(yùn)行平穩(wěn)和穩(wěn)定性能的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)性能要求。