機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置的製作方法

2023-05-08 20:37:41

專利名稱：機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型有關於機車轉向架驅動系統架懸裝置，特別是有關於一種機 車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置。
背景技術：
鐵路機車、城市軌道列車等主要包括車體(或車底架)、走行部分、車 鉤緩衝裝置、制動裝置及車上設備等部分。其中走行部分介於車體與軌道之 間，作用是承受車體及其上設備重量和傳遞牽引、制動力，並引導機車沿軌 道運行，走行部分普遍採用轉向架的形式，並由懸掛於車體底部(或轉向架 構架)的電機齒輪箱驅動系統為轉向架提供行進的動力。
目前，國內較先進的準高速、高速鐵道機車的轉向架，其電機齒輪箱驅 動系統的懸掛方式為轉向架全懸掛的三點剛性架懸方式，這種懸掛方式適用
於140km/h 180km/h範圍的運行速度。經試驗及計算資料表明，在機車運 行速度超過140km/h以後，輪軌橫向力會迅速增加，儘管驅動系統為一系簧 上質量，但仍為二系簧下質量，隨著機車速度的提高，因線路不平順和衝擊 引起的輪對垂向和橫向動載加大，轉向架的迴轉慣性矩增大，這對轉向架高 速運行時的蛇行穩定性極為不利，直接影響機車的動力學性能。因此，此種 驅動系統三點剛性架懸裝置僅適用於準高速機車上。
為了解決轉向架由於三點全剛性架懸所導致的前述不足，使得機車在高 速運行時，能進一步減輕輪軌橫向動作用力，提高機車對線路及參數變化的 適應性，並改善機車的橫向動力學性能，保證機車優良的動力學性能及蛇行 穩定性，人們研製出了驅動系統三點全彈性懸掛的架懸裝置。例如於2006 年8月16日公開的中國CN1817706A公開號專利案，就揭示了一種驅動系統三點全彈性懸掛的架懸技術。參見圖1、 2，該三點全彈性架懸裝置包括在 牽引電機10靠空心軸側的懸掛臂18由一懸掛臂橡膠關節19連接到轉向架 構架橫梁28的連接座26上；牽引電機10的另一側為吊掛結構，吊掛結構 包括兩組吊掛組件，每組吊掛組件包括一根吊杆15，吊杆15的一端由彈性 元件27與轉向架構架橫梁29上的連接座25彈性連接，而吊杆15的另一端 通過吊杆橡膠關節16與吊座17彈性連接，吊座17與牽引電機10的殼體通 過緊固件連接，也可以將牽引電機10的殼體直接做成帶有吊座形式的。這 樣牽引電機10就由懸掛臂18、兩組吊掛組件實現了在轉向架上的三點全彈 性架懸，能夠適應並有效的降低轉向架在橫向、縱向、扭轉等多方向的振動 加速度，大大改善了驅動系統的工作環境，同時具有較小的輪軌橫向力，保 證了機車具有良好的運行品質，保證了機車在高速運行下的抗蛇行穩定性、 走行平穩性及優良的動力學性能。但在實際的生產製造過程中、機車運行過 程中，發現目前現有的三點全彈性架懸裝置仍存在如下不足
一、 在兩根吊杆15所在的吊掛結構的一側，驅動系統的重量將分別由 兩個彈性元件27施加於轉向架構架29上，基於兩組吊懸組件彈性連接的活 動自由度高的特性，再加上驅動系統本身的質量分布也不是平均的，因此， 這種三點全彈性架懸形式很容易導致兩組吊掛組件的受力承載不均衡，特別 是機車在上、下坡發生車體傾斜時，兩組吊掛組件的受力將有明顯不均的現 象，位於高位的吊掛組件將承受驅動系統大部分的重量，而位於低位的吊掛 組件承載受力較小，使整個架懸裝置的受力狀態不是十分合理，影響了驅動 系統架懸裝置的壽命。
二、 在將驅動系統的三點全彈性架懸裝置連接於機車的組裝過程中，經 常會發生懸掛臂18、吊掛組件傾斜和產生組裝應力的情況。而現有的三點全 彈性懸掛裝置沒有能夠調節和矯正這些傾斜和組裝應力的調節機構，如重新 拆卸再次組裝，勢必會影響機車的生產製造速度；但如果不對這些傾斜和組 裝應力進行調校，也會嚴重影響機車的性能，造成了很大的困擾。三、此種三點全彈性架懸裝置，雖然能夠大幅度的減少橫向振動，但機 車仍然還是存在著一定程度上的橫向振動，不能從根本上有效降低橫向振 動。

實用新型內容
本實用新型的主要目的是提供一種機車轉向架驅動系統三點全彈性架 懸裝置，能使整個架懸裝置處於最合理的受力狀態，保證兩組吊掛組件的兩 個彈性吊掛點均衡承載。
本實用新型的第二個目的是提供一種機車轉向架驅動系統三點全彈性 架懸裝置，能夠消除和調校整個架懸裝置由於組裝引起的傾斜和組裝應力。
本實用新型的第三個目的是提供一種機車轉向架驅動系統三點全彈性 架懸裝置，能進一步降低機車運行過程當中的橫向振動。
本實用新型提供的一種機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，包括 與機車轉向架驅動系統一側相連接的單點懸掛件、與機車轉向架驅動系統另 一側相連接的兩組吊掛組件，所述單點懸掛件、兩組吊掛組件的另一端分別 由第一彈性元件而構成三點彈性架懸，在所述兩組吊掛組件之間連接有橫向
連接裝置。
在優選的實施方式中，將所述橫向連接裝置連接於所述兩組吊掛組件的
兩個吊杆座之間；當然，如果兩個吊杆與兩個吊杆座之間分別為非彈性連接， 也可以考慮將該橫向連接裝置連接在兩個吊杆之間。
在優選的實施方式中，所述橫向連接裝置為一剛性杆件，可便於增加整 個架懸裝置的剛度。優選的，所述剛性杆件由鎖固元件可拆卸的連接於所述 兩個吊杆座之間，例如通過螺栓和螺母、螺釘等類似的鎖固元件進行可拆卸 連接。在預先精確測量兩個吊掛座之間的距離後，也可以使剛性杆件與所述 兩個吊掛座之間為不可拆連接，例如通過焊接實現不可拆連接，也能夠增強 整個架懸裝置的剛度，優選的，可以將該剛性杆件分為兩段杆件，在兩段杆件的連接段設有反向螺紋，而由螺紋套管將兩段杆件連接在一起，可以通過 旋動中間的螺紋套管對剛性杆件的長度進行微調。
在優選的實施方式中，所述剛性杆件至少一端設有調節機構，可用於調 節組裝引起的傾斜和組裝應力。優選的，所述剛性杆件兩端為反向螺紋杆， 在兩端的反向螺紋杆上分別螺設有標準桿端關節軸承，在所述標準桿端關節 軸承上設置所述連接孔，由所述兩端的反向螺紋杆和所述兩個標準桿端關節 軸承構成分別設在剛性杆件兩端的所述調節機構。
在優選的實施方式中，在所述至少一個吊杆座上異於連接所述剛性杆件 的位置與所述機車轉向架的構架之間連接有橫向減振器，所述橫向減振器為 橫向油壓減振器、耦合減振器、摩擦型減振器或者空氣減振器等任何能夠消 減橫向振動的減振元件，不作限制，不局限於所例舉出的類型，能進一步消 減橫向振動。
根據上述方案，本實用新型相對於現有技術的效果是顯著的，具有如下 有益的技術效果
一、 本實用新型在兩組吊掛組件之間設置了橫向連接裝置，該橫向連接 裝置是一種剛性聯接體，補償了兩組吊掛組件全方位活動的自由度，增加了 整個驅動系統架懸裝置的剛度，能使驅動系統的整個架懸裝置處於最合理的 受力狀態，保證左右兩個吊掛點均衡承載。
二、 本實用新型還包括有調節機構，能方便地調節和校正在組裝過程中 所產生的傾斜和產生組裝應力，提高了三點全彈性架懸裝置的安全性、可靠 性，保證了驅動系統的正常工作。
三、 本實用新型設置了橫向減振器，能專門針對橫向振動進行消減，可 大幅度地降低橫向振動。


圖1為現有驅動系統三點全彈性懸掛的架懸裝置的側視圖。圖2為圖l的俯視圖。
圖3為本實用新型的驅動系統三點全彈性架懸裝置的側視圖。 圖4為圖3的俯視圖。 圖5為圖3的左側視圖。
圖6為本實用新型中橫向連接裝置的一個實施例的放大示意圖。 圖7為圖6的俯視圖。
圖8為本實用新型優選的橫向連接裝置的放大示意圖。 圖9為圖8的俯視圖。
具體實施方式
如圖3、 4、 5所示，本實用新型提供了一種機車轉向架驅動系統三點全 彈性架懸裝置，現是以機車轉向架1的驅動系統2包括齒輪箱21、牽引電機 22為例來進行說明。本實用新型的三點全彈性架懸裝置3包括與驅動系統2 的牽引電機22 —側相連接的單點懸掛件31、與驅動系統2的牽引電機22、 齒輪箱21另一側相連接的兩組吊掛組件32。
所述單點懸掛件31採用例如為圖3、 4、 5中所示的電機安裝座311，該 電機安裝座311可以連接在牽引電機22的機殼上，當然也可以在牽引電機 22的機殼上一體設有電機安裝座311;該電機座311具有相對較短的懸臂梁 3110，當然單點懸掛件31也可以採用圖1、 2現有技術中相對較長的懸臂梁， 該電機安裝座311的懸臂梁3110的自由端通過第一彈性元件41與機車轉向 架1的構架橫梁11實現彈性連接而成為一個懸掛點，來適應牽引電機22在 橫向、縱向及扭轉三個方向的運動，在所述單點懸掛件31的兩側還可分別 設置一個輔助懸掛件8來分擔該懸掛點的受力；所述兩組吊掛組件32分別 包括與驅動系統2固定連接的吊杆座321、由第二彈性元件42與所述吊杆座 321彈性連接的吊杆322、連接於所述吊杆322頂端的所述第一彈性元件41， 其中位於牽引電機22 —側的吊掛組件32的吊杆座321是設在一個懸掛臂323的自由端上的，所述懸掛臂323跨過空心軸且為全焊接箱形結構，而另 一組吊掛組件32的吊杆座321是在組裝或者是一體成型在齒輪箱21的殼體 上的，所述兩組吊掛組件32分別通過其吊杆32頂端的第一彈性元件41彈 性連接在轉向架1的另一構架橫梁12上而構成為兩個吊掛點，以適應整個 驅動系統2的各向運動；這樣由一個彈性懸掛點、兩個彈性吊掛點構成三點 全彈性架懸；在本實用新型中，所述第一、第二彈性元件41、 42優選的為 彈性橡膠關節，當然其它能夠實現彈性連接的元件也可採用，不作限制。
本實用新型的改進之處是在所述兩組吊掛組件32之間連接有橫向連 接裝置5，優選的，所述橫向連接裝置5連接於所述兩組吊掛組件32的兩個 吊杆座321之間，以保證整個架懸裝置處於最合理的受力狀態，保證左右兩 組吊掛組件32的兩個吊掛點均衡承載。如圖4、 6、 7所示，所述橫向連接 裝置5實施為一剛性杆件50，由於該橫向連接裝置5為一剛性聯接體，增加 了整個驅動系統懸掛裝置的剛度，能保證兩組吊掛組件32的均衡承載，保 證驅動系統2的整個架懸裝置處於合理的受力狀態。
優選的，所述剛性杆件由鎖固元件51可拆卸的連接於所述兩個吊杆座 321之間。所述兩個吊杆座321的內側對應位置設有連接耳3211，所述連接 耳3211上設有通孔，所述剛性杆件50的兩端設有連接孔52，所述連接耳 3211上的通孔和連接孔52的軸心與所述剛性杆件50的軸線垂直，由鎖固元 件51 (包括螺栓和螺母)穿過所述剛性杆件50的兩端的連接孔52以及各連 接耳3211的通孔而構成所述可拆卸連接。其它能實現剛性杆件50的可拆卸 連接形式都可採用，例如，可以將該剛性杆件50的兩端設有螺紋孔，而在 兩個吊杆座321上的對應位置設有螺紋杆而實現可拆卸連接；或者，將該剛 性杆件的兩端設為螺紋杆，而在吊杆座321上設置螺紋孔，也能夠實現可拆 卸連接，不再提供附圖。
進一步改進，如圖4、 5所示，所述剛性杆件50的至少一端設有調節機 構6，能夠調節、矯正並消除由於組裝引起的傾斜及組裝應力。在一個實施例中，所述剛性杆件50為簡單的梁件或軸件，在所述梁件或軸件的兩端設 置所述連接孔52，而此時，所述調節機構6可以實施為一片以上的調節墊 61，所述調節墊61可設有通孔，並由鎖固元件51固定在所述剛性杆件50 的至少一端。如圖7所示，在需要調節剛性杆件50軸線方向時，可在剛性 杆件50連接孔52的一側依所需調節尺寸墊設相應片數的調節墊61，能夠調 節傾斜和組裝應力。同理，在需要調節剛性杆件50的軸向長度時，可使剛 性杆件52的連接孔設置的相對較大，而將調節墊固定於連接孔52內的一側 來改變兩端連接孔52的中心間距，以調節剛性杆件50的軸向長度。
在前述實施例中，調節機構6是獨立於剛性杆件50之外的。在優選的 實施例中，如圖8、 9所示，調節機構6與剛性杆件50是一體的，所述剛性 杆件50兩端為反向螺紋杆53，其中一端的螺紋杆53是左旋的，而另一端的 螺紋杆53是右旋的，在兩端的反向螺紋杆53上分別設有標準桿端關節軸承 54，在所述標準桿端關節軸承上54設置所述連接孔52，由所述兩端的反向 螺紋杆53和所述兩個標準桿端關節軸承54構成分別設在所述剛性杆件50 兩端的所述調節機構6，這樣通過旋向相反的螺紋杆53與配合的標準桿端關 節軸承54，可更加方便的消除傾斜和組裝應力，增加了整個驅動系統懸掛裝 置的剛度，提高了三點全彈性架懸裝置的安全性、可靠性，保證了機車最關 鍵部件驅動系統2的正常工作。
進一步，兩端的反向螺紋杆53上分別配有防松螺母55，以在調節後使 兩個防松螺母55分別頂抵在所述兩個標準桿端關節軸承54的內端面541進 行鎖緊，以保證調節後的鎖固狀態，避免在機車運行過程當中由于振動等原 因導致鬆脫；在兩個反向螺紋杆53的過渡段設有旋動螺母56，便於旋動剛 性杆件50'以使兩端標準桿端關節軸承54同時反向動作，以實現快速調節。
再進一步的改進，如圖3、 4、 5所示，為了抑制驅動系統2的橫向振動， 在一個吊杆座321例如在連接於齒輪箱21上的吊杆座321與轉向架1的構 架之間安裝一組橫向減振器7，該橫向減振器7的位置應異於吊杆座321連接所述剛性杆件50的位置，所述橫向減振器優選的為橫向油壓減振器，當 然，如果設計允許，可以考慮釆用橡膠減振器、摩擦型減振器或者空氣減振 器等減振元件。
在本實用新型中例舉了將驅動系統的三個彈性吊掛點全部架懸在轉向 架構架上的技術方案，當然所述驅動系統的三個彈性吊掛點，也可以有一個、 兩個或者是三個彈性連接在車底架上，如果可能，甚至可以連接於車體底部， 這樣能使驅動系統部分或者是全部轉化為二系簧上質量，進一步減輕振動， 不再詳述。
需要聲明的是，本實用新型在兩組吊掛組件之間設置橫向連接裝置來使 整個三點全彈性架懸裝置的受力狀態處於最合理的狀態，以保證兩個吊掛點 均衡承載，但可以預見的，在實現三點全彈性架懸的不斷研發改進的過程中， 如果研發出了類似於兩組吊掛組件的其它架懸臂件，也可以在這兩個彈性的 架懸臂件之間釆用本實用新型的橫向連接裝置，來達到均衡承載的目的，也 應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，包括與機車轉向架驅動系統一側相連接的單點懸掛件、與機車轉向架驅動系統另一側相連接的兩組吊掛組件，所述單點懸掛件、兩組吊掛組件的另一端分別由第一彈性元件而構成三點彈性架懸，其特徵是在所述兩組吊掛組件之間連接有橫向連接裝置。
2. 如權利要求1所述的機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，其 特徵是所述兩組吊掛組件分別包括與驅動系統固定連接的吊杆座、由第二 彈性元件與所述吊杆座彈性連接的吊杆、連接於所述吊杆頂端的所述第一彈 性元件；所述橫向連接裝置連接於所述兩組吊掛組件的兩個吊杆座之間。
3. 如權利要求2所述的機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，其 特徵是所述橫向連接裝置為一剛性杆件。
4. 如權利要求3所述的機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，其 特徵是所述剛性杆件由鎖固元件可拆卸的連接於所述兩個吊杆座之間。
5. 如權利要求4所述的機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，其 特徵是所述兩個吊杆座的內側對應位置設有連接耳，所述連接耳上設有通 孔，所述剛性杆件的兩端設有連接孔，所述通孔和連接孔的軸心與所述剛性 杆件的軸線垂直，由鎖固元件穿過所述剛性杆件兩端的連接孔以及各連接耳 的通孔而構成所述可拆卸連接。
6. 如權利要求5所述的機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，其 特徵是所述剛性杆件至少一端設有調節機構。
7. 如權利要求6所述的機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，其特徵是所述剛性杆件為梁件或軸件，在所述梁件或軸件的兩端設有所述連 接孔，所述調節機構包括一片以上的調節墊，所述調節墊設有通孔，所述調 節墊由鎖固元件固定在所述剛性杆件的至少一端。
8. 如權利要求6所述的機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，其特徵是所述剛性杆件兩端為反向螺紋杆，在兩端的反向螺紋杆上分別設有 標準桿端關節軸承，在所述標準桿端關節軸承上設置所述連接孔，由所述兩 端的反向螺紋杆和所述兩個標準桿端關節軸承構成分別設在剛性杆件兩端 的所述調節機構。
9. 如權利要求8所述的機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，其 特徵是在兩端的反向螺紋杆上分別配有防松螺母，所述兩個防松螺母分別 安裝在所述兩個標準桿端關節軸承的內端面；而在兩個反向螺紋杆的連接段設有旋動螺母。
10. 如權利要求2 9中任意一項所述的機車轉向架驅動系統三點全彈 性架懸裝置，其特徵是所述至少一個吊杆座在異於連接所述剛性杆件的位 置與所述機車轉向架的構架之間連接有橫向減振器，所述橫向減振器為橫向 油壓減振器、耦合減振器或者空氣減振器；所述第一、第二彈性元件為彈性 橡膠關節；在所述單點懸掛件的兩側分別設置一個輔助懸掛件。
專利摘要本實用新型提供了一種機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，包括與機車轉向架驅動系統一側相連接的單點懸掛件、與機車轉向架驅動系統另一側相連接的兩組吊掛組件，所述單點懸掛件、兩組吊掛組件的另一端分別由第一彈性元件而構成三點彈性架懸，在所述兩組吊掛組件之間連接有橫向連接裝置。優選的，所述橫向連接裝置連接於所述兩組吊掛組件的兩個吊杆座之間。本實用新型的機車轉向架驅動系統三點全彈性架懸裝置，能使整個架懸裝置處於最合理的受力狀態，保證兩組吊掛組件的兩個彈性吊掛點均衡承載。
文檔編號B61F5/00GK201136508SQ20072019107
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者明 常, 張委袖, 米立柱, 猛 黃 申請人:中國北車集團大同電力機車有限責任公司