一種軌道工程車轉向架的製作方法

2023-05-05 15:51:01

專利名稱：一種軌道工程車轉向架的製作方法
技術領域：
本發明涉及軌道車輛轉向架領域，尤其是軌道工程車轉向架的製造領域。
背景技術：
軌道工程車在鐵路幹線，地鐵的建設初期、運營籌備、試運營、正式運營等各階段 都是必不可少的軌道工程運輸工具。由於受地形限制，地鐵線路往往彎道多，曲線半徑小， 坡度大(最大坡度達38%0)。現有的客運機車轉向架為追求好的運行品質，二系懸掛大都是採用撓度大的高圓 螺旋鋼彈簧，電機採用三點剛性架懸或彈性架懸，輪對驅動系統採用輪對空心軸傳動，軸箱 採用雙軸箱拉杆定位方式，構架採用「目」字形結構或「日」字形結構。現在我國幹線客運 主型機車SS8、SS9轉向架就是採用上述方案。現有貨運機車轉向架由於速度低，懸掛裝置一般採用一系軟、二系硬的結構，電機 一般採用抱軸懸掛方式，我國的貨運機車SS4、SS3轉向架基本都是採用這種結構。機車轉 向架由於軸重重，一般轉向架設計得都比較笨重。現有B型地鐵轉向架二系懸掛一般採用空氣彈簧，一般加裝抗側滾扭杆裝置。一 系懸掛有採用鋼簧中置加轉臂定位，譬如天津濱海快速軌道交通車輛轉向架；有在軸箱兩 側採用圓錐橡膠彈簧，譬如廣州地鐵一號線車輛轉向架、武漢軌道交通一號線一期工程車 輛轉向架；還有的採用鋼簧偏置，轉臂定位關節和一系垂向油壓減振器，譬如廣州三號線車 輛轉向架。

發明內容
針對現有的軌道工程車轉彎半徑小，限界要求嚴，結構要簡單可靠，維護要方便， 低速運行工況多的要求，本發明旨在提供一種軌道工程車轉向架，該轉向架最高運行速度 可達90km/h，持續速度為18km/h左右，最低運行速度可達5km/h以下，結構較簡單，維護方 便，可靠性高。為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案是所述軌道工程車轉向架包括H 型構架、ATP感應線圈裝置、安裝在機車兩端的輪緣潤滑裝置、一系懸掛裝置、二系懸掛裝 置、安裝在構架側梁中部且安裝高度可調的第三軌受流器、橫向安裝在構架側梁上的基礎 制動裝置和牽引裝置；其結構特點是，所述一系懸掛裝置設置在構架和軸箱之間，所述二系 懸掛裝置設置在構架和車體之間，所述牽引裝置的牽引電機採用全懸掛方式與構架相連， 所述ATP感應線圈裝置設置在構架的兩側梁端部；所述構架的橫梁上吊裝有齒輪箱，與車 軸相聯的該齒輪箱內設有兩級齒輪傳動，總傳動比為7. 63-10. 03。為了滿足轉向架下部限界高，本發明所述的轉向架傳動裝置採用兩級傳動，新輪 對時，齒輪箱最低點距軌面高度可達121mm以上。為了滿足軌道工程車輛低速運行工況多 的特點，本發明所述的轉向架齒輪傳動比非常大，為7. 63-10. 03，優選為9. 4。齒輪箱為平 行軸式齒輪箱，箱體的一端通過軸承安裝於軸上，另一端彈性地吊裝於構架的橫梁上。
本發明所述的轉向架採用交流牽引電機驅動，電機採用全懸掛方式，很方便拆卸 和維修。電機與齒輪箱之間採用剛性齒式聯軸節連接。本發明所述的轉向架懸掛系統採用一系軟、二系硬的結構型式，一系懸掛採用金 屬螺旋彈簧。所述軸箱為轉臂式軸箱，轉臂的一端通過橡膠關節與構架相連，其另一端安 裝有所述一系懸掛裝置的金屬螺旋彈簧組和一系橡膠墊，該一系懸掛裝置主要由一組帶橡 膠墊的金屬螺旋彈簧組、一系垂向油壓減振器和轉臂定位橡膠關節組成，其垂向靜撓度為 87-97mm，優選為92mm。一系鋼彈簧由內簧、外簧組成，主要提供垂向、橫向剛度。所述軸箱 頂部設置有起安全限位作用的一系垂向止擋，在一系彈簧斷裂失效的情況下，一系垂向止 擋能起到彈性懸掛的作用，以便防止意外事故的發生。所述二系懸掛裝置採用圓柱形橡膠堆結構，二系懸掛裝置的垂向靜撓度為 21-31mm，優選為^toim。橡膠堆為採用5層鋼板、4層橡膠的圓柱形橡膠金屬硫化件，該鋼板 和橡膠交錯排列，橡膠堆橫向剛度較小，以適用軌道工程車轉彎半徑小，橡膠堆橫向變形大 的狀況。所述構架上設置有四個一系垂向油壓減振器，為了改善機車的橫向動力學性能， 每個轉向架還設置了一個橫向油壓減振器。所述牽引裝置的牽引電機通過螺栓四點剛性懸掛在構架上；牽引裝置採用Z字型 連杆低位牽引，兩個牽引連杆成Z字形布置，Z字型連杆一端通過連杆銷與構架相連，其另 一端通過連杆銷與牽引座相連；該牽引座中間位置安裝有複合彈簧，為牽引裝置提供垂向 和縱向剛度。一由中心銷座和中心銷組成的中心銷組裝通過中心銷插入所述複合彈簧中， 所述中心銷下部套裝有由圓柱銷定位的壓座；與車體枕梁相連的所述中心銷座與複合彈簧 之間安裝有一個隔座。所述壓座與複合彈簧之間優選設有墊板。本發明所述ATP感應線圈裝置的結構為，在構架側梁上固接有一第一支架，該第 一支架與一第二支架相連，且第一支架與第二支架之間設置有彈性橡膠套，所述第二支架 上固接有彎板，該彎板上安裝有一 ATP感應線圈。所述彎板與第二支架之間優選設有調節 墊片。本發明所述的轉向架ATP感應線圈支架中設置了彈性橡膠套，有效地解決了現有地 鐵轉向架ATC天線支架經常開裂的問題。本發明所述輪緣潤滑裝置由設置在司機室臺面板上的手動按鈕控制，當需要潤滑 時，按下潤滑系統啟動按鈕，系統根據已設定好的潤滑時間開始工作，時間結束後系統自動 停止工作，當要再次工作時，需要再一次按潤滑系統啟動按鈕。每個輪對均安裝有一套帶有閘瓦間隙自動調整機構的單元制動器，其中每個輪對 中設有一套帶有彈簧停車蓄能制動的單元制動器。為了降低轉向架的自重，構架採用無端梁的H型焊接結構，構架板材大部分在 12mm以下。構架的側梁為中間下凹的魚腹箱型結構，側梁中間設置有隔板，以保證側梁的抗 彎抗扭能力。側梁上有垂向油壓減振器安裝座、橫向減振器安裝座、轉臂定位座、制動器安 裝座、受流器安裝座；構架的橫梁採用無縫鋼管，橫梁上設有電機安裝座、齒輪箱吊杆安裝 座、牽引拉杆安裝座。本發明所述的轉向架採用轉臂式軸箱定位方式，轉臂一端通過轉臂定位橡膠關節 與構架相連，另一端通過鋼彈簧與構架相連。另外，在軸箱頂部設置了一系垂向止檔，起到 垂向限位的作用。
本發明所述的轉向架二系懸掛裝置由安裝在車體與轉向架之間的橡膠堆和安裝 在牽引中心銷與構架側梁之間的橫向油壓減振器等主要部件組成。橡膠堆採用5層鋼板，4 層橡膠的圓柱形橡膠金屬硫化件，橡膠堆橫向剛度較小，以適用軌道工程車轉彎半徑小，橡 膠堆橫向變形大的狀況。本發明所述的轉向架牽引裝置採用Z字形拉杆牽引，主要由中心銷座、中心銷、牽 引座、縱向牽引連杆等組成。牽引裝置具有以下功能將轉向架連接到車體上；傳遞制動力 和牽引力；使轉向架以牽引裝置為中心相對於車體旋轉；作為二系懸掛起吊裝置。本發明所述的轉向架基礎制動裝置採用踏面單元制動器單側間瓦制動形式。每一 車輪均安裝一套帶有間瓦間隙自動調整機構的單元制動器，其中每一輪對中有一套單元制 動器帶有彈簧停車蓄能制動。本發明所述的轉向架輪緣潤滑裝置安裝在機車兩端，每端各裝一套。工作時，與機 車前進方向一致的一套保持工作，由機車為其提供工作需要的壓縮空氣和電源。輪緣潤滑 裝置由電磁閥、帶油箱的氣動柱塞泵、分配器、噴嘴組成，其中電磁閥、帶油箱的氣動柱塞泵 安裝在車體上，分配器和噴嘴則安裝在轉向架(I端)上。輪緣潤滑裝置採用時間控制模式，由手動按鈕控制，當需要潤滑時，按下潤滑系統 啟動按鈕，系統根據已設定好的潤滑時間開始工作，時間結束後系統自動停止工作，當要再 次工作時，需要再一次按潤滑系統啟動按鈕。輪緣潤滑裝置的使用能改善車輛輪緣和軌道 的磨損，同時起到一定的降噪效果。本發明所述的轉向架還安裝4套ATP感應線圈，ATP感應線圈通過過渡安裝座固 定在轉向架的側梁端部，位於軌道正上方。為適應輪緣的磨耗，ATP感應線圈距軌面的高度 可調。為了解決在現有地鐵轉向架ATC天線支架經常開裂的問題，本發明所述的轉向架ATP 感應線圈支架中設置了彈性橡膠套。機車採用受流器下部接觸受電方式，第三軌受流器安裝在轉向架構架側梁中部， 第三軌受流器的安裝高度可調。本發明所述的軌道工程車轉向架是在現有B型地鐵轉向架的基礎上進行設計的， 借鑑了機車、地鐵轉向架的成熟經驗，並進行了集成創新。本發明的軌道工程車轉向架與現 有典型地鐵轉向架的主要區別在於
1、二系懸掛裝置採用橡膠堆形式而非充氣空氣彈簧。2、由於二系垂向剛度大，二系沒有採用油壓減振器。3、由於二系垂向剛度大，取消了地鐵轉向架常用的抗測滾扭杆裝置。4、在ATP感應線圈支架中設置了彈性橡膠套，有效的解決了地鐵轉向架ATC天線 支架經常開裂的問題。5、為了滿足軌道工程車輛低速運行工況多的特點，本發明的轉向架齒輪傳動比非 常大，達到9. 4左右，可滿足機車3km/h以下速度運行要求。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明轉彎半徑小，下部限界高，結構較 簡單，維護方便，可靠性高，最高運行速度可達90km/h，持續速度為18km/h左右，最低運行 速度可達5km/h以下。其中齒輪箱傳動裝置採用兩級齒輪傳動，能輕鬆滿足轉向架下部限 界高要求。齒輪傳動比設計非常大，達到了 9. 4左右，可完全適用軌道工程車輛低速運行工 況多的特點。懸掛裝置採用一系軟、二系硬的結構型式，使得二系懸掛維護簡單，造價低，大大降低了成本，且由於一系懸掛彈簧柔軟，轉向架動力學性能仍然滿足運營要求，本發明對 軌道工程車轉向架設計平臺的搭建具有重要的參考作用。 本發明所述的轉向架ATP感應線圈支架中設置了彈性橡膠套，有效地解決了現有 地鐵轉向架ATC天線支架經常開裂的問題。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖1為本發明所述的轉向架結構示意圖，其中a為正視圖，b為俯視圖； 圖2為本發明所述的轉向架左視結構示意圖3為圖1的A-A剖視圖4為本發明所述的轉向架中一系懸掛裝置結構示意圖5為本發明所述的轉向架中牽引裝置結構示意圖，其中a為正視圖，b為俯視圖； 圖6為本發明所述的轉向架中基礎制動裝置結構示意圖，其中a為圖6 (b)的A-A截 面視圖，b為俯視圖7為本發明所述的轉向架中ATP感應線圈裝置結構示意圖，其中a為正視圖，b為俯 視圖。在圖中
2-輪緣潤滑裝置； 5-第三軌受流器； 8-基礎制動裝置； 12-六角螺栓； 15-—系垂向止擋；
3- 一系懸掛裝置； 6- 二系懸掛裝置 9-牽引裝置； 13-制鎖墊圈 16-六角螺栓
I-ATP感應線圈裝置； 4-構架；
7-轉向架空氣管路； 10-輪對驅動系統； 14-墊片；17-金屬螺旋彈簧組；18- —系橡膠墊；19-彈簧墊片 20- 一系彈簧板；21- —系垂向油壓減振器；22-中心銷組裝； 23-連杆銷； 24，37，40，48，52，55-制鎖墊圈； 25，49，53，56-螺母 26-開口銷；27-壓座；28-六角開槽螺母；
四-圓柱銷；30-墊板；31-複合彈簧；
32-隔座； 33-連杆組裝； 34-牽引座； 35-橫向油壓減振器；36，39-聯接螺栓； 38，41-單元制動器； 42-閘瓦； 43-ATP感應線圈； 44-彎板； 45-調整墊片；46-第二支架；47，51，M，59-螺栓；
50-第一支架；57-彈性橡膠套；58-潤滑脂。
具體實施例方式一種軌道工程車轉向架，如圖1，圖2和圖3所示，包括ATP感應線圈裝置1、輪緣 潤滑裝置2、一系懸掛裝置3、構架4、第三軌受流器5、二系懸掛裝置6、轉向架空氣管路7、 基礎制動裝置8、牽引裝置9、輪對驅動系統10。如圖3所示，牽引裝置9的牽引電機採用全 懸掛方式，通過螺栓四點剛性懸掛在構架4上。如圖4所示，一系懸掛裝置設置在構架4和軸箱之間，輪對採用轉臂定位的方式。軸箱一端通過橡膠關節與構架4相連，另一端安裝金屬螺旋彈簧組17和一系橡膠墊18。為 了衰減一系垂向振動，還設置了一系垂向油壓減振器21。在一系彈簧斷裂失效的情況下，一 系垂向止擋15能起到彈性懸掛的作用，以便防止意外事故的發生。本發明所述的轉向架牽引裝置採用Z字型連杆低位牽引，為地鐵轉向架上廣泛採 用的成熟可靠產品。如圖5所示，兩個牽引連杆成Z字形布置，一端通過連杆銷23與構架 相連，另一端通過連杆銷23與牽引座34相連。牽引座34中間圓筒安裝有複合彈簧31，復 合彈簧31為牽引裝置9提供垂向、縱向剛度，還可為轉向架提供扭轉剛度，以便轉向架順利 通過曲線。為適用本發明轉向架安裝空間小的情形，複合彈簧31縱向剛度較大，以使轉向 架受衝擊載荷時牽引裝置9縱向位移較小，避免與構架4相碰。中心銷組裝22通過中心銷 插進牽引座的複合彈簧31中，中心銷下部套有壓座27，並通過圓柱銷四實現可靠定位。壓 座27與複合彈簧31之間有墊板30，以便調節壓座與牽引座圓筒之間的間隙。中心銷組裝 22由中心銷座和中心銷組成。中心銷座與複合彈簧31之間安裝有一個隔座32，牽引裝置9 的垂向力通過隔座傳遞到複合彈簧上。中心銷座通過螺栓與車體枕梁相連。另外，為了改 善機車的橫向動力學性能，每個轉向架還設置了一個橫向油壓減振器35。如圖6所示，基礎制動裝置8通過聯接螺栓39橫向安裝在構架4的側梁上。每一 車輪均安裝一套帶有閘瓦42間隙自動調整機構的單元制動器41，其中每一輪對中設有一 套帶有彈簧停車蓄能制動的單元制動器38。如圖7所示，ATP感應線圈43通過螺栓安裝在彎板44上，彎板44通過螺栓59安 裝在第二支架46上。彎板44與第二支架46之間有調節墊片45，以實現ATP感應線圈高度 可調。第二支架46與第一支架50之間設置了彈性橡膠套57，兩邊各設置一個。彈性橡膠 套與第一支架通過螺栓M實現周向和軸向定位。彈性橡膠套57與第二支架通過螺栓47 實現周向和軸向定位。第一支架50通過螺栓51與構架4側梁相連。本發明所述的轉向架 ATP感應線圈裝置1的第一支架50和第二支架46中設置了彈性橡膠套57，有效地解決了 現有地鐵轉向架ATC天線支架經常開裂的問題。
權利要求
1.一種軌道工程車轉向架，包括H型構架(4)、ATP感應線圈裝置(1)、安裝在機車兩端 的輪緣潤滑裝置(2)、一系懸掛裝置(3)、二系懸掛裝置(6)、安裝在構架(4)側梁中部且安 裝高度可調的第三軌受流器(5)、橫向安裝在構架(4)側梁上的基礎制動裝置(8)和牽引裝 置(9)；其特徵是，所述一系懸掛裝置(3)設置在構架(4)和軸箱之間，所述二系懸掛裝置 (6)設置在構架(4)和車體之間，所述牽引裝置(9)的牽引電機採用全懸掛方式與構架(4) 相連，所述ATP感應線圈裝置(1)設置在構架(4)的兩側梁端部；所述構架(4)的橫梁上吊 裝有齒輪箱，與車軸相聯的該齒輪箱內設有兩級齒輪傳動，總傳動比為7. 63^10. 03。
2.根據權利要求1所述的軌道工程車轉向架，其特徵是，所述軸箱為轉臂式軸箱，轉臂 的一端通過橡膠關節與構架(4)相連，其另一端安裝有所述一系懸掛裝置(3)的金屬螺旋 彈簧組(17)和一系橡膠墊(18)，該一系懸掛裝置(3)主要由一組帶橡膠墊的金屬螺旋彈簧 組(17)、一系垂向油壓減振器(21)和轉臂定位橡膠關節組成，其垂向靜撓度為87-97mm，所 述軸箱頂部設置有起安全限位作用的一系垂向止擋(15)。
3.根據權利要求1所述的軌道工程車轉向架，其特徵是，所述二系懸掛裝置(6)採用圓 柱形橡膠堆結構，二系懸掛裝置(6)的垂向靜撓度為21-31mm;橡膠堆為採用5層鋼板、4層 橡膠的圓柱形橡膠金屬硫化件，該鋼板和橡膠交錯排列。
4.根據權利要求1所述的軌道工程車轉向架，其特徵是，所述構架(4)上設置有四個一 系垂向油壓減振器(21)和一個橫向油壓減振器(35)。
5.根據權利要求1所述的軌道工程車轉向架，其特徵是，所述牽引裝置(9)的牽引電機 通過螺栓四點剛性懸掛在構架(4)上；該牽引裝置(9)採用Z字型連杆低位牽引，兩個牽引 連杆成Z字形布置，Z字型連杆一端通過連杆銷(23)與構架(4)相連，其另一端通過連杆銷 (23)與牽引座(34)相連；該牽引座(34)中間位置安裝有複合彈簧(31)，一由中心銷座和中 心銷組成的中心銷組裝(22)通過中心銷插入所述複合彈簧(31)中，所述中心銷下部套裝 有由圓柱銷(29)定位的壓座(27)；與車體枕梁相連的所述中心銷座與複合彈簧(31)之間 安裝有一個隔座(32)。
6.根據權利要求5所述的軌道工程車轉向架，其特徵是，所述壓座(27)與複合彈簧 (31)之間設有墊板(30)。
7.根據權利要求1所述的軌道工程車轉向架，其特徵是，所述ATP感應線圈裝置(1)的 結構為，在構架(4)側梁上固接有一第一支架(50)，該第一支架(50)與一第二支架(46)相 連，且第一支架(50)與第二支架(46)之間設置有彈性橡膠套(57)，所述第二支架(46)上固 接有彎板(44 )，該彎板(44 )上安裝有一 ATP感應線圈(43 )。
8.根據權利要求7所述的軌道工程車轉向架，其特徵是，所述彎板(44)與第二支架 (46)之間設有調節墊片(45)。
9.根據權利要求1所述的軌道工程車轉向架，其特徵是，所述構架(4)的側梁為中間下 凹的魚腹箱型結構，構架(4)的側梁中間位置設置有隔板。
10.根據權利要求1所述的軌道工程車轉向架，其特徵是，每個輪對均安裝有一套帶有 閘瓦(42)間隙自動調整機構的單元制動器(41)，其中每個輪對中設有一套帶有彈簧停車 蓄能制動的單元制動器(38)。
全文摘要
本發明公開了一種軌道工程車轉向架，屬於軌道車輛轉向架領域，針對現有的軌道工程車轉彎半徑大，不能滿足低速運行工況多的缺陷，該轉向架包括H型構架、設置在構架的兩側梁端部的ATP感應線圈裝置、安裝在機車兩端的輪緣潤滑裝置、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置、安裝在構架側梁中部第三軌受流器、橫向安裝在構架側梁上的基礎制動裝置和採用全懸掛方式與構架相連的牽引裝置；所述構架的橫梁上吊裝有齒輪箱，該齒輪箱內設有兩級齒輪傳動，總傳動比為(7.63~10.03)1，本發明最高運行速度達90km/h，持續速度為18km/h左右，最低運行速度可達5km/h以下，轉彎半徑小，下部限界高，結構較簡單，維護方便，可靠性高。
文檔編號B61F5/30GK102114851SQ20111004258
公開日2011年7月6日 申請日期2011年2月23日 優先權日2011年2月23日
發明者伍玉剛, 劉暉霞, 劉金菊, 卜旦霞, 王德新, 羅彥雲, 舒方鵬, 蒲全衛, 蔡超, 陳喜紅, 顏志軍, 黃勇明, 黃明高 申請人:南車株洲電力機車有限公司