CN100537323C - 用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明所述用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，将直线电机与转向架构架之间的运动在垂向方向上采用特殊的隔离式设计，直线电机与支撑梁的连接处设置拉杆式吊挂和高度调整机构。在支撑梁与前后轮对的轴箱之间采取弹性连接方式，以提供直线电机悬挂的弹性并实现转向架在允许范围内的弯曲和扭曲。当需要进行高度调整时，可通过其高度调整机构实现直线电机的调节，使其与轨道感应板之间保持符合设计要求的间隙。即在车轮磨损范围内，可将直线电机调整到任意需要的高度。既实现了直线电机的简易、无级调整，又能最大限度地缩短轨道车辆的维护用时。

Description

用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构

技术领域

本发明涉及一种用于轨道车辆转向架的新型调整机构，具体地是将直线电机通过拉杆式吊挂和高度调整机构实现固定连接。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，干线铁路的全面提速和城市轨道交通的大力发展已势在必行。轨道车辆的高速运行，对转向架结构和使用性能的稳定性提出了更高的设计要求。

轨道车辆的转向架是一固定前后轮对的刚性构架，在现有采用直线电机作为牵引动力的转向架中，直线电机是通常是采用螺栓固定于车辆转向架的构架上。对于直线电机转向架，要求能够尽量地减小直线电机相对于轨道感应板的垂向移动量，而从提高列车舒适性的设计角度出发又要求整体构架具有一定的沉浮量，这就造成了现有直线电机固定方式与转向架固定连接结构之间的相互矛盾关系。

由于存在上述现有直线电机与转向架一体式连接结构的设计缺陷，使得当车轮长时间磨损而变小时，直线电机的垂向高度发生变化而无法随机地调节其高度，进行造成直线电机与轨道感应板之间的垂向距离超出规定范围，从而影响到直线电机对转向架的牵引力、轨道车辆的运行速度降低、部分电能无谓地消耗掉。

总结上述影响轨道车辆的速度和稳定性的问题是，现有转向架的直线电机采用的是一体式连接结构，无法根据车轮磨损情况而任意调节直线电机的垂向高度。

发明内容

本发明所述用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其发明目的在于解决上述问题和不足，而将直线电机与转向架构架之间的运动在垂向方向上采用特殊的隔离式设计，直线电机与支撑梁的连接处设置拉杆式吊挂和高度调整机构。在支撑梁与前后轮对的轴箱之间采取弹性连接方式，以提供直线电机悬挂的弹性并实现转向架在允许范围内的弯曲和扭曲。当需要进行高度调整时，可通过其高度调整机构实现直线电机的调节，使其与轨道感应板之间保持符合设计要求的间隙。即在车轮磨损范围内，可将直线电机调整到任意需要的高度。既实现了直线电机的简易、无级调整，又能最大限度地缩短轨道车辆的维护用时。

为实现上述发明目的，所述用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构主要以下结构：

在前后轮对的两轴箱上分别设置有一横向支撑梁；

在所述支撑梁的两侧端与轴箱的连接处，设置有弹性连接机构；

在所述支撑梁的侧部设置有若干个安装机构；

在前后方向上，设置在轴箱下方的直线电机的两端分别通过若干个垂向拉杆吊挂在支撑梁的侧部；

在所述垂向拉杆的端部设置有高度调整机构。

如上述拉杆式吊挂和高度调整机构，应用于轨道车辆的每一个转向架，均安装有一个直线电机。每一直线电机通过两根横向支撑梁、以及连接在支撑梁侧部的若干个垂向拉杆进行悬挂连接，而每一支撑梁的两端横跨在、同时弹性地安装在同一轮对的两个轴箱上，使得直线电机安装在车轴的中心处，这样可以使得直线电机的吊挂高度不受车辆一系悬挂***变形的影响，消除了一系悬挂***上所产生的任何偏移载荷，确保了仅在垂向支撑，而正常的轮对横向移动和曲线不会受到限制。

安装在同一轮对的轴箱之间的支撑梁，在其侧部设置了连接垂向拉杆的安装机构，通过垂向拉杆在支撑梁侧部吊挂直线电机，使得直线电机具有较大的垂向刚度。

在所述垂向拉杆的端部设置有高度调整机构，由此高度调整机构可直接通过垂向拉杆来调节直线电机的高度，而这一高度调整机构与转向架构架的橡胶节点之间不存在任何连接关系。可以根据车轮的磨耗情况，通过调节所述的高度调整机构，在不影响支撑梁在垂向上位移的前提下，直接将吊挂在支撑梁侧部的垂向拉杆进行调节，从而带动直线电机实现高度调整，即实现直线电机的无级调整。在车轮磨损范围内，可以将直线电机调整到任意需要的高度，使直线电机与轨道感应板保持额定的垂向距离。

在垂向拉杆的端部设置高度调整机构，对本领域技术人员来说，可以采取多种连接和紧固方式。

如在支撑梁的侧部设置有与垂向拉杆相同数量的安装座，同时将垂向拉杆上端的高度调整机构容纳支撑在安装座内部，垂向拉杆的下端直接与直线电机连接。也可以将高度调整机构设置在垂向拉杆的下端，而垂向拉杆的上端直接与支撑梁连接。

在支撑梁的两侧端与轴箱的连接处设置的弹性连接机构，对本领域技术人员来说，可以采取多种连接和紧固方式。

可在支撑梁的两侧端分别设置一通孔，在通孔内安装所述的连接机构，而连接机构向下直接穿入轴箱进行固定。

在前后方向上，直线电机分别通过若干个垂向拉杆吊挂在前、后支撑梁的侧部，包括吊挂在支撑梁的内侧、以及吊挂在支撑梁的外侧。

支撑梁的内侧，是指前后轮对的两个支撑梁相对的一侧。

支撑梁的外侧，是指前后轮对的两个支撑梁相反的一侧。

为了实现直线电机自身的平面度调整，以及保证在垂向高度上的均匀性，吊挂在支撑梁的侧部的垂向拉杆数量具有多种组合方案。

如在同一转向架上设置的两个支撑梁，一个支撑梁吊挂有两个垂向拉杆，而另一支撑梁吊挂有三个垂向拉杆。这样可以保证直线电机的一端为两点吊挂方式，另一端为三点吊挂方式。

通过调整前后两个支撑梁的垂向高度，就可以调整直线电机在前后轮对方向上的高度差。而调节采用三点吊挂方式的支撑梁，又可以调整直线电机在同一轮对方向上横向高度差。

基于相同的设计原理，除上述直线电机采用五点吊挂方式以外，还可以采用以下吊挂方式：

一个支撑梁吊挂有一个垂向拉杆，而另一支撑梁至少吊挂有二个垂向拉杆，即直线电机的一端为一点吊挂方式，另一端为二点或多点吊挂方式，这样才能既可以调整直线电机在纵向方向上的高度差，又可以调整直线电机在同一轮对方向上的横向高度差，其采用了三点形成一个平面的设计原理。

或是，一个支撑梁吊挂有二个垂向拉杆，而另一支撑梁也吊挂有二个垂向拉杆，从而形成直线电机前后端均为二点吊挂方式；

以及更多数量的垂向拉杆的吊挂组合方式，但也不应设计太多，因为过多的垂向连接会改变垂向拉杆的受力状况，也使高度调节变得复杂。

为了限制所述直线电机在横向方向上发生摆动，可在直线电机与转向架构架之间设置安装有横向拉杆。

直线电机可通过两个横向拉杆直接连接在所述转向架构架上，所述横向拉杆具有一拉杆体形成的主体，其与直线电机的连接端设置有关节轴承，可以满足几个自由度的旋转需要，并且可以传递拉力和推力。

横向拉杆与转向架构架的连接端，采用金属与橡胶组合材料的拉杆接头，其可以提供设计需求的刚度。

通过上述优化设计结构，所述的横向拉杆所具备的刚度特性，可以为直线电机提供适合的横向频率和摇头频率，从而避免直线电机与转向架之间发生共振。

所述的两个横向拉杆，可以设置在直线电机的同一侧，也可以分别设置在直线电机的两侧。

所述的拉杆接头，可以采用直通式结构、并与所述的转向架构架通过长销进行连接。

所述的拉杆接头，也可采用耳轴式结构、并与所述的转向架构架通过耳轴和紧固件进行连接。

为向转向架构架传递由直线电机产生的牵引力，沿直线电机的纵向与转向架构架之间设置一牵引拉杆，所述的牵引拉杆安装在直线电机的轴线位置上，使得牵引力可以从直线电机直接传递到构架上。

所述牵引拉杆可以沿纵向固定直线电机，同时传递纵向牵引力和制动力。

所述牵引拉杆，具有一拉杆体为主体，其两端设置有金属与橡胶组合材料的牵引接头，由此提供设计需求的刚度。通过上述牵引拉杆可以优化纵向刚度，进而可以减小直线电机与上部车厢之间的振动传递。

综上内容，本发明所述用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构具有以下优点和有益效果：

1、采用垂向直线电机与构架之间隔离式设计方案，直线电机通过拉杆式吊挂和高度调整机构设置在轴箱下方，在转向架具有上下弹性、沉浮的情况下，能够实现直线电机不受弹性沉浮的影响，保证其高度在允许范围内。

2、在车轮磨损变小后，能够通过高度调整机构对直线电机进行无级调整，使其与轨道感应板之间保持符合设计要求的间隙。

3、实现直线电机悬挂***更为合理，能够方便地在纵向、横向和垂向各方向上参数的选取，使动力学性能更优。

4、适用于轨道车辆所用的各种类型的二轴转向架，能最大限度地缩短轨道车辆的维护用时，实现轨道车辆的高速运行。

附图说明

图1是所述直线电机转向架的结构示意图。

图2是所述支撑梁与轴箱的局部连接示意图。

图3是所述弹性连接机构的剖面结构示意图。

图4是所述支撑梁和垂向拉杆连接的示意图。

图5是所述纵向牵引拉杆的示意图。

图6是所述横向拉杆的示意图。

图7是采用三点和四点吊挂方式的垂向拉杆对比图。

如以上图示，前后轮对1，直线电机2，轴箱3，横向支撑梁4，安装座41，安装面42，横向支撑梁5，垂向拉杆7，横向拉杆8，牵引拉杆9，连接机构10；

双头螺柱11，短螺纹端111，六角头螺母112，移动套管12，支撑橡胶组成13，止动挡圈14；

调整挡块15，防护帽16，挡板17，圆销18；

牵引接头19，拉杆体20；

拉杆接头21，拉杆体22，关节轴承23；

支撑梁24，支撑梁25，垂向拉杆26。

具体实施方式

实施例1，如图1至图7所示，本发明所述用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，在前后轮对1的两个轴箱3上分别设置有横向支撑梁4，横向支撑梁5。

支撑梁的端部通过连接机构10连接支承于轴箱上。

在本实施例中，每个采用直线牵引电机的转向架，安装有一个直线电机2。每一直线电机2通过横向支撑梁4和横向支撑梁5，以及5个垂向拉杆7进行悬挂连接，使得直线电机2安装在车轴的中心处。

如图1所示，2个垂向拉杆7对称地吊挂横向支撑梁4的内侧和外侧的中心部位。

3个垂向拉杆7呈“品”字形吊挂横向支撑梁5的内侧和外侧。

如图4所示，在支撑梁的侧部设置有安装座41，在垂向拉杆7的上端部设置有高度调整机构。

垂向拉杆7的上端部带有螺纹，可穿入调整挡块15，调整挡块15置于安装座41内，放入后调整挡块15就不能发生转动。垂向拉杆7的下端部通过圆销18与直线电机连接，垂向拉杆7可绕圆销18旋转。

调整挡块15与圆销18之间的距离即为垂向拉杆7的真正使用距离，调整此距离就可以调整直线电机2相对于支撑梁的距离，即调整直线电机2的高度。

当需要调整时，使垂向拉杆7绕圆销18旋转，调整挡块15连同垂向拉杆7一同从安装座41中退出，旋转调整挡块15使其距圆销18端部的距离发生变化(可以按螺距计算每圈的调整量)。

调整到合适的距离后，使垂向拉杆7绕圆销18反向旋转，调整挡块15连同垂向拉杆7一同装入安装座41内，这样就实现了高度调整。

为了保护垂向拉杆7端部的螺纹，可在其端部设置一防护帽16。

还可安装座(41)外侧设置一挡板17，防止调整挡块15从安装座41内脱出，以起到防护作用。

所属领域技术人员可以领会到，垂向拉杆7与调整挡块15的螺纹配合可以采取多种形式，可以采用普通螺纹(细牙、粗牙)，也可以采用矩形螺纹、梯形螺纹以及锯齿形螺纹等。

如图2和图3所示，在横向支撑梁4、横向支撑梁5的两侧端，分别设置有一通孔，在通孔内安装设置有连接机构10，连接机构10则直接穿入轴箱3的内部进行固定连接。

在连接机构10中，双头螺柱11的短螺纹端111旋入轴箱3顶部的螺纹孔内并紧固，作为固定支撑。

移动套管12装入支撑橡胶组成13的孔内。支撑橡胶组成13具有两个配对使用的部分，使用时两部分分别置于支撑梁安装面42的上方和下方。

支撑橡胶组成13压缩，使中心孔变小，压紧装入中心孔的移动套管12，并通过在移动套管12外壁端部的凹槽内放置的止动挡圈14，使其一直处于压紧状态，从而使支撑橡胶13与移动套管12成为一体，不会发生相对移动。

移动套管12连同其它件一起，以双头螺柱11为定位杆穿入。双头螺柱11上设置一个六角头螺母112，与双头螺柱11的外螺纹啮合，压紧移动套管12，以起到止动的作用。

所属领域技术人员可以领会，连接机构10可以采用多种结构形式，所述支撑橡胶组成13也可采用多种形式。在本实施例中，主要为金属与橡胶的组合体，以满足需要的刚度。

支撑橡胶组成13与移动套管12的配合也可有多种形式，可在支撑橡胶13的内圈设置有凹槽、同时在移动套管12的外壁上设置有环形凸起，以通过凹凸配合来达到使两者成为一体、防止相互转动的目的。

如图1和图6所示，在直线电机2与转向架构架之间设置安装有2个横向拉杆8，所述的2个横向拉杆8设置在直线电机的同一侧，以限制直线电机的横向摆动。

横向拉杆8具有一拉杆体22，在与直线电机2的一端设置安装有一关节轴承23，在与构架的一端设置安装有一采用金属与橡胶组合材料的拉杆接头21。

拉杆接头21可以是直通式，与转向架构架通过长销连接；也可以是耳轴式，通过耳轴和紧固件与构架连接。

如图1和图5所示，为传递牵引力而在沿直线电机2的纵向与转向架构架之间设置一牵引拉杆9，该牵引拉杆9可以纵向固定直线电机2，传递纵向牵引力和制动力。

牵引拉杆9的主体为拉杆体20，两端均采用金属与橡胶组合材料的牵引接头19。

如图7所示的吊挂方式，为实现直线电机自身的平面度调整，保证较高的均匀性，在支撑梁24的外侧吊挂有1个垂向拉杆26，在支撑梁25的外侧吊挂有2个垂向拉杆26，从而形成三点吊挂的连接方式。

也可采取在支撑梁24的内侧吊挂有2个垂向拉杆26，在支撑梁25的内侧吊挂有2个垂向拉杆26，从而形成四点吊挂的连接方式。

在两个支撑梁的内侧或外侧吊挂有若干个垂向拉杆，可视设计需要来确定。通过调整前后两个支撑梁的垂向高度，就可以调整直线电机2在前后轮对方向上的高度差。而调节采用三点吊挂方式的支撑梁，又可以调整直线电机2在同一轮对方向上横向高度差。

如上所述，结合附图中的结构方案，本实施例仅就本发明所述直线电机转向架的优选实施例进行了描述。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构。由此得到的其他结构特征，也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (13)

1、一种用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，在前后轮对的两轴箱上分别设置有一横向的支撑梁；

在所述支撑梁的两侧端与轴箱的连接处，设置有弹性连接机构；

在前后方向上，设置在轴箱下方的直线电机的两端分别通过若干个垂向拉杆吊挂在支撑梁的侧部，在垂向拉杆的上端设置有高度调整机构；

在支撑梁的侧部设置有与垂向拉杆相同数量的安装座，同时将垂向拉杆上端的高度调整机构容纳支撑在安装座内部，垂向拉杆的下端直接与直线电机连接，其特征在于：

在支撑梁的侧部设置有安装座(41)，在垂向拉杆(7)的上端部带有螺纹，可穿入调整挡块(15)，调整挡块(15)置于安装座(41)内；

垂向拉杆(7)的下端部通过圆销(18)与直线电机(2)连接。

2、根据权利要求1所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：在安装座(41)外侧设置一挡板(17)。

3、根据权利要求1或2所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：在垂向拉杆(7)螺纹的端部设置一防护帽(16)。

4、根据权利要求1所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：在支撑梁的两侧端分别设置有一通孔，在通孔内安装设置有连接机构(10)，连接机构(10)直接穿入轴箱(3)的内部进行固定连接。

5、根据权利要求4所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：在连接机构(10)中，双头螺柱(11)的短螺纹端(111)旋入轴箱(3)顶部的螺纹孔内并紧固；

移动套管(12)装入支撑橡胶组成(13)的孔内；

支撑橡胶组成(13)具有两个配对使用的部分，使用时两部分分别置于支撑梁安装面(42)的上方和下方；

在移动套管(12)外壁端部的凹槽内放置的止动挡圈(14)；

双头螺柱(11)上设置一个六角头螺母(112)，并与双头螺柱(11)的外螺纹啮合。

6、根据权利要求5所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：在支撑橡胶组成(13)的内圈设置有凹槽、在移动套管(12)的外壁上设置有环形凸起。

7、根据权利要求1所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：在同一转向架上设置的两个支撑梁，一个支撑梁吊挂有两个垂向拉杆，而另一支撑梁吊挂有三个垂向拉杆。

8、根据权利要求1所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：设置在同一转向架上的两个支撑梁，一个支撑梁吊挂有一个垂向拉杆，而另一支撑梁至少吊挂有二个垂向拉杆。

9、根据权利要求1所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：设置在同一转向架上的两个支撑梁，一个支撑梁吊挂有二个垂向拉杆，而另一支撑梁也吊挂有二个垂向拉杆。

10、根据权利要求1所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：在直线电机与转向架构架之间设置安装有横向拉杆；

所述的横向拉杆具有一拉杆体形成的主体，横向拉杆与直线电机的连接端设置有关节轴承；

横向拉杆与转向架构架的连接端，采用金属与橡胶组合材料的拉杆接头。

11、根据权利要求10所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：所述的横向拉杆设置有两个，设置在直线电机的同一侧，或分别设置在直线电机的两侧。

12、根据权利要求11所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：所述的拉杆接头，采用直通式结构并与所述的转向架构架通过长销进行连接；或采用耳轴式结构并与所述的转向架构架通过耳轴和紧固件进行连接。

13、根据权利要求1或10所述的用于轨道车辆转向架的拉杆式吊挂和高度调整机构，其特征在于：沿直线电机的纵向在直线电机与转向架构架之间设置一牵引拉杆，所述的牵引拉杆安装在直线电机的轴线位置上；

所述牵引拉杆，具有一拉杆体为主体，牵引拉杆两端设置有金属与橡胶组合材料的牵引接头。

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