低地板軌道車輛轉向架構架及轉向架的製作方法

2023-11-02 22:47:52

本實用新型涉及一種軌道車輛的轉向架，特別涉及一種低地板鉸接式軌道車輛轉向架構架，屬於軌道車輛製造技術領域。

背景技術：

低地板城軌車輛以其靈活方便、適應性強、建設周期短、單位綜合造價和運營成本較低等優勢，在很多城市交通中起著越來越重要的作用，而在低地板城軌車輛中，轉向架作為最重要的結構部件，其結構和各項參數直接決定了車輛運行的穩定性和乘坐的舒適性。

現有的100％低地板城軌車輛由於底板面較低，導致車下空間有限，限制了車輛轉向架的設計，另外現有的100％低地板城軌車輛轉向架普遍具有小曲線通過能力差、底板面偏高難以上下車設置及牽引裝置笨重等問題。隨著城軌車輛的不斷進步，對城軌車輛的要求越來越高，因此需要提供一種可以降低底板面利於上下車設置，並且結構簡單緊湊、曲線通過能力強、重量輕的低地板鉸接式軌道車輛轉向架。

在轉向架中，驅動電機、制動裝置、牽引裝置、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置等設備均需要固定安裝在構架上，因此構架的整體結構強度對軌道車輛的整體運行性能起著關鍵的作用。

技術實現要素：

本實用新型主要目的在於解決上述問題和不足，提供一種結構簡單緊湊，重量輕，可充分利用獨立輪之間的有限空間，利於降低底板面高度的低地板軌道車輛轉向架構架。

本實用新型的另一個主要目的在於，提供一種具有上述構架的低地板軌道車輛轉向架。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：

一種低地板軌道車輛轉向架構架，包括側梁，在側梁的外側固定安裝有安裝梁，所述側梁和安裝梁焊接後形成中間開口的Ⅱ形結構。

進一步，所述側梁和安裝梁均為由頂板、底板和筋板拼接焊接的箱形結構。

進一步，所述側梁為由一個側梁縱梁和兩個側梁橫梁組成的π形結構，兩個所述側梁橫梁設置在所述側梁縱梁的外側。

進一步，所述安裝梁為一字形梁，與兩個所述側梁橫梁的端部對接焊接連接；

或，所述安裝梁為由一個安裝梁縱梁和兩個安裝梁橫梁組成的π形結構，兩個所述安裝梁橫梁設置在所述安裝梁縱梁的內側，兩個所述安裝梁橫梁與對應的兩個所述側梁橫梁對接焊接連接。

進一步，在所述安裝梁和側梁對接焊接的位置，安裝梁頂板和側梁頂板對接的焊縫及安裝梁底板和側梁底板對接的焊縫與安裝梁筋板和側梁筋板對接的焊縫相互錯開。

進一步，在兩個所述側梁橫梁的側壁上各設置有一個用於安裝磁軌制動器的制動止擋座。

進一步，所述制動止擋座為一方形的鋼板，在鋼板的背面凸出一搭接臺，所述側梁橫梁處的側梁頂板和側梁底板均在向外凸出一固定座，上下兩個固定座分別搭接在搭接臺的上下表面上焊接連接。

進一步，在所述安裝梁兩端的端部各設置有一用於安裝驅動電機的電機安裝座。

進一步，所述安裝梁的兩個端部均向上翹起，在端部形成向上彎曲的弧形結構。

本實用新型的另一個技術方案是：

一種低地板軌道車輛轉向架，具有如上所述的構架。

綜上內容，本實用新型所述的一種低地板軌道車輛轉向架構架及轉向架，與現有技術相比，具有如下優點：

(1)本實用新型的構架對整體結構進行了優化設計，使得側梁可以安裝在同側的前後兩個車輪之間，不但使構架結構合理緊湊，重量輕，而且充分利用了獨立車輪之間的有限空間，大幅降低了車體底板面的高度，利於上下車設置，滿足了100％低地板車輛的使用要求。

(2)本實用新型通過合理的結構設計，將焊接連接的位置全部放在直線段上，連接處的焊縫也均採用相互錯開的結構，有效避免了焊接應力集中，使結構的焊接內應力降至最低，進一步提高了構架的整體結構強度、剛度、抗疲勞性能和承載能力。

附圖說明

圖1是本實用新型轉向架結構示意圖；

圖2是本實用新型構架結構示意圖；

圖3是圖2的背面結構示意圖；

圖4是圖2的結構平面圖。

如圖1至圖4所示，迴轉機構1，構架2，搖枕3，牽引拉杆4，輪對5，橫向減振器6，垂向減振器7，側梁8，側梁縱梁8a,側梁橫梁8b,端梁9，安裝梁10，安裝梁縱梁10a，安裝梁橫梁10b，中心橫梁11，側梁頂板12，側梁底板13，側梁筋板14，安裝梁頂板15，安裝梁底板16，安裝梁筋板17，開口槽18，牽引拉杆安裝座19，牽引拉杆安裝座20，制動止擋座21，電機安裝座22，二系彈簧安裝座23，一系彈簧安裝座24，橫向減振器安裝座25，垂向減振器安裝座26，凸起27，橫向止擋開口28，安裝孔29，縱向止擋30，提吊開口31，筋板32，側罩板安裝座33，排水孔34，排水孔35，安裝孔36，開口37，固定座38，U形開口39，螺栓孔40。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述：

如圖1所示，一種低地板軌道車輛轉向架，安裝在低地板鉸接式軌道車輛上，在每兩節車廂的連接處下方安裝轉向架，兩節車廂分別與該轉向架通過迴轉機構1連接。

轉向架包括一個構架2、兩個搖枕3、兩組牽引拉杆4、兩組輪對5、四個驅動電機、兩組磁軌制動器、兩組軸橋、八個一系彈簧、四個二系彈簧等，四個驅動電機分別獨立驅動四個車輪，在兩個搖枕3上均安裝有一套迴轉機構1，兩個搖枕3分別安裝在兩組輪對5的中間，每組牽引拉杆4的兩端分別與搖枕3和構架2固定連接，在每組搖枕3的外側與構架2之間安裝有橫向減振器6和垂向減振器7，一系彈簧安裝在軸橋與構架2之間，二系彈簧安裝在構架2與搖枕3之間。

本實施例中，轉向架通過兩個搖枕3分別與相鄰的兩節車廂的車體通過迴轉機構1連接，且每個搖枕3分別通過一組牽引拉杆4直接與構架2的中心橫梁11連接實現牽引和制動，不但能更好地實現車輛運行時牽引與制動力的傳遞，承載垂向、橫向、縱向載荷，還極大地提高了車輛的小曲線通過能力，同時可以減少車輛編組中轉向架1的配置數量，節約車輛製造、檢修維護成本。兩個搖枕3分別通過一組牽引拉杆4與構架2的中心橫梁11連接，使兩個搖枕3和兩組牽引拉杆4之間互相不影響，一個搖枕3在縱向運動時不會影響到另一個搖枕3的縱向運動，而且一個車廂的振動衝擊不會傳遞給另一個車廂，互不影響，實現兩相鄰車體之間的解耦，極大地提高了乘坐的舒適性及運行的可靠性。

如圖2至圖4所示，本實用新型提供的構架2，包括兩個側梁8、兩個端梁9、兩個安裝梁10和一個中心橫梁11。

其中，兩個側梁8結構相同且以車體縱向(指車體長度方向)中心線為中心相互對稱設置。兩個側梁8均為由一個側梁縱梁8a和兩個側梁橫梁8b組成的π形結構，以提高側梁8的整體結構強度和承載能力。側梁縱梁8a為一字形結構，兩個側梁橫梁8b相互平行且與側梁縱梁8a垂直，兩個側梁橫梁8b設置在側梁縱梁8a的車體橫向(指車體寬度方向)上的外側，一個側梁縱梁8a和兩個側梁橫梁8b整體在一個水平面上，用以降低車體地板面的高度。

側梁8採用的是箱形結構，由側梁頂板12、側梁底板13及多塊側梁筋板14拼接焊接而成，側梁頂板12和側梁底板13均為一體的π形結構鋼板，側梁筋板14也採用鋼板，垂直焊接在側梁頂板12和側梁底板13之間圍成箱形的結構，側梁筋板14的焊接位置錯開側梁頂板12和側梁底板13側邊邊緣的位置，以提高側梁8的結構強度，並最大限度地減少焊接內應力的產生。

在兩個側梁橫梁8b的側部上各固定一磁軌制動器的制動止擋座21，制動止擋座21為一方形的鋼板，焊接固定在側梁橫梁8b上。在制動止擋座21的背面凸出一搭接臺(圖中未示出)，側梁橫梁8b處的側梁頂板12和側梁底板13在此處向外凸出一固定座38，上下兩個固定座38分別搭接在搭接臺的上下表面上進行焊接連接。

在每個側梁8的車體橫向的外側再固定安裝一個安裝梁10，安裝梁10可以採用一字形結構，本實施例中，安裝梁10則優選採用π形的結構，π形結構的安裝梁10也由一個安裝梁縱梁10a和兩個安裝梁橫梁10b組成，兩個安裝梁橫梁10b相互平行且與安裝梁縱梁10a垂直，兩個安裝梁橫梁10b長度較短設置在安裝梁縱梁10a的車體橫向的內側(即朝向側梁8的一側)。

安裝梁10採用的是箱形結構，由安裝梁頂板15、安裝梁底板16及多塊安裝梁筋板17拼接焊接而成，安裝梁頂板15和安裝梁底板16均為一體的π形結構鋼板，安裝梁筋板17也採用鋼板，垂直焊接在安裝梁頂板15和安裝梁底板16之間圍成箱形的結構。安裝梁筋板17的焊接位置錯開安裝梁頂板15和安裝梁底板16側邊邊緣的位置，以提高安裝梁10的結構強度，並最大限度地減少焊接內應力的產生。

側梁8上的兩個側梁橫梁8b與對應的安裝梁10上的兩個安裝梁橫梁10b相互對接焊接連接，側梁8和安裝梁10對接焊接後形成具有方形開口37的Ⅱ形結構，這種結構不但可以保證構架2的整體結構強度和承載能力，還可以減輕構架2的整體重量。

在側梁橫梁8b和安裝梁橫梁10b的對接處，安裝梁橫梁10b端部的安裝梁筋板17向外延長一長度，側梁橫梁8b端部的側梁筋板14向內縮短一長度，安裝梁筋板17延長的部分伸入至側梁橫梁8b的內部，安裝梁筋板17和側梁筋板14的端部對接焊接，安裝梁頂板15和側梁頂板12對接焊接，安裝梁底板16和側梁底板13對接焊接，安裝梁頂板15和側梁頂板12對接的焊縫及安裝梁底板16和側梁底板13對接的焊縫與側梁筋板14和安裝梁筋板17對接的焊縫相互錯開，避免焊縫應力集中，進一步提高構架2的整體結構強度。

安裝梁10的主體和側梁8整體在一個水平面上，整體呈扁平狀的結構，用以降低車體地板面的高度，在安裝梁縱梁10a的兩個端部各設置一電機安裝座22，為保證驅動電機的軸心與輪對5的軸心在一條直線上，本實施例中，安裝梁縱梁10a的兩個端部均向上翹起，在端部形成向上彎曲的弧形結構，驅動電機直接通過螺栓固定在電機安裝座22上，即可保證其軸心與輪對5的軸心在一條直線上，安裝和拆卸均非常簡單方便。

中心橫梁11為一字形結構，由鑄鋼一體鑄造成型，中心橫梁11的兩端焊接固定在兩側側梁8的側梁筋板14上，中心橫梁11與側梁8在同一水平面上。在焊接中心橫梁11的位置，側梁縱梁8a向內凹陷一U形開口39，中心橫梁11的端部具有加寬的部分，該加寬的端部插入至U形開口39內焊接。本實施例中，中心橫梁11加寬的端部側壁上具有向內凹的結構，中心橫梁11加寬端部的頂邊與U形開口39處的側梁頂板12對接焊接連接，中心橫梁11加寬端部的底邊與U形開口39處的側梁底板13對接焊接連接，U形開口39兩側的側梁筋板13加長伸入至中心橫梁11內凹結構的內部與中心橫梁11的側壁對接焊接連接，使中心橫梁11與側梁頂板12和側梁底板13的對接焊縫和中心橫梁11與側梁筋板14的對接焊縫相互錯開，這樣不但可以提高中心橫梁11的結構強度，提高其承載能力，還可以有效避免焊縫處的焊接應力集中，進一步提高中心橫梁11的結構強度。

中心橫梁11上設置有沿車體橫向延伸的長條形開口槽18，開口槽18在中心橫梁11的上表面和下表面上各設置一個。如圖1所示，在上下兩個開口槽18的兩側側壁上均開有螺栓孔40，用於固定安裝牽引拉杆安裝座19，在兩個搖枕3的側部也同樣設置有牽引拉杆安裝座20，牽引拉杆4的兩端分別固定在對應的牽引拉杆安裝座19和牽引拉杆安裝座20上。在中心橫梁11的兩側各安裝有兩個牽引拉杆4，兩個牽引拉杆4相互平行設置，兩個牽引拉杆4不但可以起到傳遞牽引力和制動力的作用，同時也起到抗側滾的作用，無需在另外安裝一套抗側滾扭杆機構，不但使車輛運行更加平穩，也使構架2的結構簡單緊湊，減輕構架2的重量。

在中心橫梁11的開口槽18的底部具有一長條形的凹槽，在凹槽上設置有至少兩個排水孔34，凹槽為向排水孔34方向傾斜的結構，用於將積存在中心橫梁11開口槽18內的雨水排除。

兩個端梁9對稱設置在中心橫梁11的兩側，兩個端梁9安裝於兩組輪對5的中間，不但充分利用了獨立輪之間有限的空間，也利於降低車體地板面的高度。本實施例中，端梁9為工字形結構，一體鑄造成型，以保證端梁9的結構強度，減少焊接量。

端梁9內側的兩個端部(即端梁9的兩個沿車體縱向設置的側梁的內側的端部)與兩個側梁縱梁8a的端部對接焊接固定，在端梁9與側梁縱梁8a對接的端部具有加厚的部分，使其與側梁縱梁8a端部的尺寸相匹配，提高該處的焊接面積，進而提高該連接處的結構強度。本實施例中，在端梁9加厚的端部側壁具有向內凹的結構，端梁9加厚端部的頂邊與端部的側梁頂板12對接焊接連接，端梁9加厚端部的底邊與端部的側梁底板13對接焊接連接，與中心橫梁11側壁對接焊接的側梁筋板13同時向端梁9方向伸長，該加長的部分伸入至端梁9加厚端部的內凹結構的內部與端梁9的側壁對接焊接連接，使端梁9與側梁頂板12和側梁底板13的對接焊縫和端梁9與側梁筋板14的對接焊縫相互錯開，這樣可以提高連接處的結構強度，有效避免焊縫處的焊接應力集中，大幅提高端梁9的結構強度，提高其承載能力。

端梁9的背部具有多個橫向和縱向的筋板32，端梁9上還設置有二系彈簧安裝座23、一系彈簧安裝座24、橫向減振器安裝座25和垂向減振器安裝座26。筋板32、二系彈簧安裝座23、一系彈簧安裝座24、橫向減振器安裝座25、垂向減振器安裝座26與端梁9一體鑄造成型，提高加工工藝性，提高構架2的組裝效率，同時也利於提高端梁9的整體結構強度和承載能力。

本實施例中，在每個端梁9上設置兩個二系彈簧安裝座23，兩個二系彈簧安裝座23以車體縱向中心線為中心對稱設置。二系彈簧安裝座23採用下沉式結構，為向下凹陷的圓筒形結構，二系彈簧落裝在該二系彈簧安裝座23內，二系彈簧的頂部安裝在搖枕3下表面上的安裝座(圖中未示出)內。二系彈簧安裝座23採用下沉式結構為降低車體地板面高度提供了可靠的保證。

在二系彈簧安裝座23的中心具有一向上的凸起27，凸起27是與端梁9一體鑄造出來的，二系彈簧的中心設置有一個向下延伸的垂向止擋(圖中未示出)，凸起27伸入至二系彈簧的內部，與垂向止擋正對設置，垂向止擋的底部與凸起27的頂部之間具有垂向止擋間隙。在車輛正常運行時，垂向止擋的底部與凸起27的頂部之間不接觸，只在載荷量較大的情況下，二系彈簧被壓縮時，垂向止擋的底部與凸起27頂部接觸，垂向止擋也被進一步壓縮，由於二系鋼圓彈簧的剛度是線性的，橡膠材料的垂向止擋的剛度是非線性，當載荷量較大時，垂向止擋與凸起27接觸並被壓縮，在起到止擋作用的同時，也起到變剛度的作用，有利於提高車輛運行的動力學性能。

在二系彈簧安裝座23的底部也開有多個排水孔35，用於將積存在二系彈簧安裝座23內的雨水排除。

在端梁9的中心具有一橫向止擋開口28，搖枕3的下方具有一伸出部(圖中未示出)，伸出部伸入至橫向止擋開口28內，在橫向止擋開口28的車體橫向上的兩側筋板32上具有用於安裝橫向止擋的安裝孔29，橫向止擋(圖中未示出)通過螺栓固定在端梁9上。在橫向止擋開口28的車體縱向上的兩個筋板32上設置有縱向止擋30，縱向止擋30起到縱向承載的作用，當牽引拉杆4失效時，縱向止擋30與伸出部配合仍能帶動車輛運行。

在橫向止擋開口28的兩側對稱開有一個提吊開口31，提吊開口31內安裝提吊杆(圖中未示出)，提吊杆的頂部與搖枕3固定連接，提吊杆的底部伸入至提吊開口31的下方，提吊杆不但可以限制車體最大的垂向振動距離，同時還可以起到轉向架整體起吊的作用，兩個提吊杆可以保持提吊時的平衡。

如圖3所示，在橫向止擋開口28兩側的端梁9背部的筋板32與二系彈簧安裝座23之間形成一空腔的部分，提吊杆的底部安裝在該空腔的部分內，不但方便橫向止擋和提吊杆的安裝，也便於日常維護，而且無需另外設置橫向止擋安裝座、垂向止擋安裝座等結構，在一定程度上簡化了構架2的結構，也減輕了構架2的重量。

在每個端梁9上設置有四個一系彈簧安裝座24，四個一系彈簧安裝座24位於端梁9的四個角處，在一系彈簧安裝座24上開有一系彈簧的安裝孔36，一系彈簧的底部固定在軸橋的安裝座上。

本實施例中，在每個端梁9上設置一個橫向減振器安裝座25和兩個垂向減振器安裝座26，橫向減振器安裝座25設置在端梁9中間梁的外側側壁上，大到為向外側伸出的倒L形結構，在橫向減振器安裝座25上開有用於固定橫向減振器6的安裝孔(圖中未標示)。垂向減振器安裝座26設置在端梁9的兩個外側的端部上，垂向減振器安裝座26向車體縱向中心線方向伸出，同樣為倒L形結構，在垂向減振器安裝座26上開有用於固定垂向減振器7的安裝孔(圖中未標示)。橫向減振器6和垂向減振器7的另一端固定在搖枕3的側壁上。

在安裝梁縱梁10a的外側安裝梁筋板17上固定兩個側罩板安裝座33，轉向架側部各安裝一個長條形側罩板，用於罩住內部的轉向架，側罩板通過螺栓固定在側罩板安裝座33上。

本實用新型中的兩個側梁8、兩個端梁9、兩個安裝梁10和一個中心橫梁11在焊接後基本處於同一平面內，構架2整體呈扁平結構，採用工字形端梁9、π形側梁8和一字形的中心橫梁11，工字形端梁9安裝在輪對5的兩個車輪的中間，π形側梁8安裝在同側的前後兩個車輪之間。通過對構架2整體結構的優化設計，不但使構架2結構合理緊湊，重量輕，而且充分利用了獨立車輪之間的有限空間，大幅降低了車體地板面的高度，利於上下車設置，滿足了100％低地板車輛的使用要求。

本實用新型中，側梁8、安裝梁10採用鋼板拼接焊接的結構，端梁9和中心橫梁11則採用一體鑄造成型的鑄造件，整個構架2採用鋼板和鑄造件組合焊接的結構，大量減少焊接量，提高了構架2的工藝性能和組裝效率，而且，將焊接連接的位置全部放在直線段上，連接處的焊縫也均採用相互錯開的結構，有效避免了焊接應力集中，使結構的焊接內應力降至最低，構架2的整體結構強度、剛度、抗疲勞性能和承載能力都得到大幅提高，滿足高速軌道車輛的安全運行要求。

如上所述，結合附圖所給出的方案內容，可以衍生出類似的技術方案。但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。