CN112678012A - 一种转向架轴桥、轮轴***及转向架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向架轴桥、轮轴***及转向架，轴桥包括轴箱体和轴身两部分，所述轴箱体为对称设置的两个，两个所述轴箱体与轴身连接形成“口”字形或“H”形或“目”字形结构，在所述轴箱体的中心具有向上凸出的用于与车轮固定连接的轴头，在所述轴箱体的轴颈上设置有一系弹簧安装座和磁轨安装座，车轮安装在两个所述轴头的内侧，制动盘和与传动机构连接的联轴节安装在所述轴头的外侧。本发明可提升轴桥的整体结构强度和刚度，且可通过轮对采用内置方式，不但解决了轨距的约束，满足了1000mm轨距转向架的空间要求，同时也有利于进一步降低转向架高度，满足100％低地板的安装要求。

Description

一种转向架轴桥、轮轴***及转向架

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆转向架，特别涉及一种转向架轴桥、轮轴***及转向架，属于轨道车辆制造技术领域。

背景技术

转向架是轨道车辆的走行部位，起着导向、减振、制动的作用，其中轮轴***又是转向架的核心，对车辆的安全运行起着至关重要的作用，转向架以及其轮轴***不仅要有足够的强度，而且还要有良好的运行平稳性和安全舒适性，以保证乘客的安全和舒适度。

随着世界经济的不断发展，1000mm轨距线路的国家对米轨有轨电车市场需求越来越广阔起来。米轨转向架与准轨转向架的最大区别就是轨距不同，米轨的轨距较窄，一般为1000毫米，这使得准轨使用的各种类型的转向架无法在米轨线路上使用。米轨线路的转向架由于受轨距的限制，其两个车轮之间的距离较小，使得可供安装一系弹簧、轴桥、轮轴、接地装置等的空间十分有限，这给转向架轮轴***的设计带来了很多困难。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是，提供一种可提升整体结构强度和刚度，使受力更加均匀，安全性更高，能够满足1000毫米轨距特殊要求的转向架轴桥。

本发明另一个主要解决的技术问题是，提供一种结构布局合理，满足1000毫米轨距转向架空间要求，且有利于降低转向架高度的转向架的轮轴***，同时提供一种采用该轮轴***的转向架。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种转向架轴桥，包括轴箱体和轴身两部分，所述轴箱体为对称设置的两个，所述轴箱体整体呈“门”形结构，两个所述轴箱体与轴身连接形成“口”字形或“H”形或“目”字形结构，在所述轴箱体的中心具有向上凸出的用于与车轮固定连接的轴头，在所述轴箱体的轴颈上设置有一系弹簧安装座和磁轨安装座。

进一步，在所述轴头两侧的轴颈处各设置一个所述一系弹簧安装座，所述一系弹簧安装座设置在轴颈拐角处靠近轴头的一侧，所述磁轨安装座设置在轴颈其中一拐角处的外侧。

进一步，所述轴头与轴颈之间通过圆弧筋过渡，在所述圆弧筋上具有向下挖空的结构。

进一步，所述轴身及与轴身连接的轴颈部分的厚度小于设置轴头和一系弹簧安装座的轴颈部分的厚度。

进一步，：所述轴头下方的轴箱体具有向下凸出的部分，凸出部分的两侧通过斜面与相邻的轴颈部分过渡。

进一步，所述凸出部分的中间为向上挖空的结构。

进一步，所述轴头为中空的圆筒状结构，通过内装轴承与车轮的轮芯固定连接，所述轮芯穿过轴头与法兰盘固定连接。

进一步，所述轴头内呈多级阶梯状结构，通过过盈配合的方式安装有大轴承和小轴承，大轴承和小轴承的内圈与车轮的轮芯通过过盈配合的方式安装。

进一步，在所述轮芯上设置有两个用于轴承退卸的注油孔，与大轴承对应的注油孔位于轮缘的一侧，与小轴承对应的注油孔位于法兰盘的一侧。

进一步，在所述轴头的端部安装有密封件，所述密封件与法兰盘之间具有安装间隙。

进一步，在所述轴箱体上安装有接地连接座，通过连接件与接地装置连接。

进一步，所述轴箱体为一体铸造结构，所述轴身为一体铸造结构，所述轴箱体和轴身通过焊接连接。

本发明的另一个技术方案是：

一种转向架轮轴***，包括独立车轮和轴桥，所述轴桥采用如上所述的轴桥，所述车轮安装在两个所述轴头的内侧，制动盘或与传动机构连接的联轴节安装在所述轴头的外侧。

进一步，在车轮的轮芯靠近车厢的一侧面开有圆柱槽，接地装置安装在圆柱槽内，接地装置的外圈与轮芯固定连接，接地装置的内圈与轴桥通过连接件连接。

本发明的再一个技术方案是：

一种转向架，包括构架，安装有如上所述的轮轴***，车轮安装在构架侧梁的内侧，制动盘和与传动机构连接的联轴节安装在构架侧梁的外侧。

综上内容，本发明所述的一种转向架轴桥、轮轴***及转向架，与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明可提升整体结构强度和刚度，使轴桥受力更加均匀，安全性更高，且可满足1000mm轨距特殊要求，节省转向架的安装空间。

(2)本发明结构布局合理，采用轮对内置的方式，将轮对安装在构架的内侧，一系悬挂、制动装置、驱动装置等均安装在构架的外侧，不但解决了1000mm轨距的约束，满足了米轨转向架的空间要求，同时也有利于进一步降低米轨转向架高度，满足100％低地板的安装要求。

附图说明

图1是本发明动车转向架轮轴***结构示意图；

图2是本发明轴桥结构示意图；

图3是本发明车轮结构断面图；

图4是本发明车轮安装后的结构断面图；

图5是本发明接地装置安装结构图。

如图1至图5所示，车轮1，轴桥2，螺栓孔3，轮芯4，法兰盘5，轴箱体6，轴身7，轴颈8，轴头9，一系弹簧安装座10，磁轨安装座11，圆弧筋12，凸出部分13，轮毂14，橡胶弹性元件15，压环16，压环螺栓17，接地装置18，安装槽19，大轴承20，小轴承21，密封件22，注油孔23，圆柱槽24，螺栓25，接地线26，螺钉27。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例一：

如图1所示，本实施例中提供一种转向架轮轴***，特别适用于 1000mm轨距的轨道运行。包括四个独立车轮1，在相对的两个独立车轮 1之间安装有轴桥2，一个转向架上安装有两个轴桥2，两个轴桥2的结构相同。在每个轴桥2与构架(图中未示出)之间安装有四个一系弹簧 (图中未示出)，在轴桥2上还安装有磁轨制动装置(图中未示出)。

动力转向架轮轴***采用纵向耦合牵引传动机构，同侧的前后两个车轮1通过牵引电机、齿轮箱、联轴及等机械耦合在一起，牵引传动机构采用纵向架悬的结构形式安装。

基础制动装置采用轴盘制动和磁轨制动两种制动的组合方式，动力转向架轮轴***的轴盘制动集成安装在传动机构的内部，直接对传动轴制动。拖车转向架轮轴***的制动盘安装在车轮1的外侧，制动夹钳通过连接座(图中未示出)安装在轴桥2上，连接座与轴桥2和制动夹钳之间均通过螺栓固定连接，在轴桥2上设置有用于与连接座连接的螺栓孔3，制动夹钳作用于制动盘实现制动。动力转向架和拖车转向架中的磁轨制动装置均通过弹性悬挂单元吊装在轴桥2上。

如图1所示，动力转向架车轮1的轮芯4在远离轮缘的一侧通过螺栓固定安装有法兰盘5，法兰盘5为中心圆环且四周有放射状转齿的结构，法兰盘5上设有通孔与联轴节固定连接，牵引传动机构通过联轴节、法兰盘5驱动车轮1旋转。拖车转向架上的法兰盘5则为圆环状，法兰盘(图中未示出)上设有通孔与制动盘固定连接。

如图1和图2所示，本实施例中提供的一种轴桥2，包括轴箱体6 和轴身7两部分，轴箱体6为对称设置的两个，每个轴箱体6整体呈“门”形结构，轴箱体6的两侧纵向部分的轴颈8与中间的横向部分的轴颈8 之间呈直角连接，拐角处由圆弧过渡。本实施例中，轴身7为两个平行的横梁，两个轴箱体6与中间的轴身7连接形成“口”字形的轴桥结构。

在轴箱体6的中心具有向上凸出的用于与车轮1固定连接的轴头9，在每个轴箱体1的轴颈8上设置有两个一系弹簧安装座10和一个磁轨安装座11。相对的两个车轮1分别安装在两个轴头9的内侧，制动盘和与传动机构连接的联轴节(图中未示出)安装在轴头9的外侧，用以满足米轨的轨距要求。

轴桥2采用“口”字型结构，车轮1安装在轴头9的内侧，一系弹簧安装座10和磁轨安装座11安装在车轮1的外侧，减少了两个车轮1 之间横向的空间，且前后两侧受力均衡，不但可提升整体结构强度和刚度，使轴桥2受力更加均匀，安全性更高，且可满足米轨轨距特殊要求，并可有利于降低米轨转向架高度，节省转向架的安装空间。轴桥2上集成设置有轴头9、一系弹簧安装座10和磁轨安装座11，不再单独设置传统的轴箱体等部件，减少了部件的数量，以及后续维修的工作量。

由于轴桥2采用“口”字形的结构，在保证结构强度及刚度的要求下，可以减少两侧轴身7及与轴身7连接的轴颈8的厚度，使轴身7及与轴身7连接的轴颈8部分的厚度小于设置轴头9和一系弹簧安装座10 的轴颈8部分的厚度，不但有利于进一步降低整个轴桥2的高度，进而降低车辆地板距离轨面的高度，同时也在保证轴箱体6结构强度及刚度的前提下，降低轴桥2的总重量。

本实施例中优选，轴箱体6为一体铸造结构，轴身7同样为一体铸造的结构，轴箱体6和轴身7之间再通过焊接的方式连接在一起，这种铸造拼焊工艺简化了轴桥2的整体结构，降低了铸造工艺的难度，工艺性良好，易于实现，成本低，同时也使轴桥2具有足够的抗疲劳强度，保证整个结构的强度及刚度，提高生产效率，有效降低成本。

如图1和图2所示，本实施例中，轴身7的断面优选采用C形结构， C形结构的开口朝向车轮1的方向，当然轴身7的断面也可以采用X形结构，由两侧向中心凹陷形成。与轴身7连接的轴颈8的断面也采用与轴身7相同的C形或X形断面结构，这种结构不但稳定，强度和刚度更优，也使得轴桥2的铸造过程更加方便，还可以在保证结构强度及刚度的要求下，降低轴身7的重量，节省材料，进而减轻轴桥2的总重量，以降低簧下质量。

轴桥2的应力主要集中在一系弹簧安装座10与轴桥2的上下表面。本实施例中，将两个一系弹簧安装座10设置在轴头9两侧的轴颈8处，有利于减小应力集中，提升轴桥2的静强度和抗疲劳强度。一系弹簧安装座10设置在轴颈8拐角处靠近轴头9的一侧，轴桥2与构架之间安装的四个一系弹簧底部分别安装在四个一系弹簧安装座10上。一系弹簧安装座10为具有台阶状结构的底部封闭的圆形孔，台阶结构的上半部分的直径大于下半部分的直径，一系弹簧安装在一系弹簧安装座10内。磁轨安装座11设置在轴颈8其中一拐角处的外侧，大致呈向外凸出的“耳朵”形状，在一个轴桥2的同侧安装两个磁轨安装座11，磁轨制动装置通过吊挂结构吊挂在磁轨安装座11上。

本实施例中，优选，轴头9的两侧与对应侧的轴颈8之间均通过圆弧筋12过渡，在圆弧筋12上具有向下挖空的结构，不但起到加强筋的作用，有利于增加轴桥2的整体结构强度和刚度，起到减少局部应力、提高抗疲劳强度的作用，同时也有利于减轻轴桥2的总重量，节省材料，降低簧下质量。

本实施例中，为了进一步提升轴桥2的整体结构强度和刚度，如图4 所示，在轴头9下方的轴箱体6具有向下凸出的部分，凸出部分13的两侧通过斜面与相邻的轴颈8部分过渡，优选凸出部分13的中间为向上挖空的结构，不但可以增加轴箱体6的整体结构强度和刚度，提升轴桥2的静强度和抗疲劳强度，同时也有利于减轻轴桥2的总重量。

如图3至图5所示，本实施例中，独立车轮1采用弹性车轮，增强车轮的阻尼，减少了轮轨噪声与轮轨作用力。弹性车轮由橡胶弹性元件 15、轮毂14、轮芯4、压环16、压环螺栓17及接地装置18组成，其中轮毂14、轮芯4优选采用材料ER9。轮芯4安装在轮毂14的中心并向一侧伸出，本实施例中轮芯4采实体结构，用以增加轮芯4的结构强度。橡胶弹性元件15设置在轮毂14、轮芯4和压环16之间，通过过盈配合连接，压环螺栓17将压环16、橡胶弹性元件15固定在轮芯4上。

本实施例中，橡胶弹性元件15采用具有降噪作用的V形橡胶块，V 形橡胶块的外圈与轮毂14过盈连接，轮毂14上设置有V形腔，V形橡胶块被轮芯4、压环16夹持，并通过压环螺栓17紧固连接，V形橡胶块的内圈同时与轮芯4过盈配合连接。这种形状的橡胶能够同时承受剪切与压缩的载荷，通过调整橡胶圆环V型截面的夹角与厚度便可以对轴向刚度和径向刚度进行匹配，以达到最好的配合。轮毂14弹性地支撑在轨道上，利用橡胶弹性元件15的阻尼特征很大程度上减小了轮轨噪声，降低簧下质量，减小轮轨作用力与磨耗，大幅改善车轮与车轴的运用条件。

如图2至图4所示，本实施例中的轴头9为中空的圆筒状结构，通过内装轴承与车轮1的轮芯4固定连接，轮芯4穿过轴头9与法兰盘5通过螺栓固定连接在一起，制动盘和联轴节通过多个螺栓固定在法兰盘5上。

轴头9的外部呈两级阶梯状结构，靠近车轮1的一侧轴头9直径大于靠近法兰盘5的一侧，在车轮1上围绕轮芯4具有内凹的安装槽19，轴头9大直径的一端***安装槽19内安装。

在轴头9的内部安装大轴承20和小轴承21，大轴承20和小轴承21采用圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承可同时承受径向力和轴向力，大轴承20和小轴承21采用反装的方式安装，大轴承20和小轴承21之间具有安装间隙。轴头9的内部呈多级阶梯状结构，具体为具有五级阶梯状结构，轮芯4的外圈也对应呈多级阶梯状，轴头9中靠近轮缘一侧的第一级台阶面通过过盈配合的方式安装大轴承20，第三级台阶面通过过盈配合的方式安装小轴承21，大轴承20和小轴承21的内圈与车轮1的轮芯4的外圈通过过盈配合的方式安装在一起。

在轴头9的小直径的端部(即与法兰盘5安装的一侧)安装有密封件 22，密封件22通过过盈配合的方式安装在轴头9上。密封件22与法兰盘5 之间均具有安装间隙，采用这种非接触的密封方式，不但可以防止轴承内部润滑剂泄漏，防止外部粉尘、水分及其他异物的侵入并污染轴承内部，同时也使密封件22与法兰盘5之间几乎无摩擦，适合高速旋转。在轴头9的大直径的端部与轮芯4之间也安装有密封件(图中未示出)，保证密封效果。

大轴承20和小轴承21的拆卸使用油压的方法，在轮芯4上设置有两个用于轴承退卸的注油孔，两个注油孔分别为大轴承20和小轴承21加压送油，使大轴承20和小轴承21的内圈膨胀来拆卸锥形轴承。与大轴承1对应的注油孔23位于轮缘的一侧，与小轴承21对应的注油孔(图中未示出) 位于法兰盘5的一侧。

该轮轴***大轴承20和小轴承21采用电绝缘轴承，在大轴承20和小轴承21上还涂抹特殊的防电腐蚀涂料，避免电腐蚀轴承的情况发生。该轮轴***通过安装接地装置18保证整个电流的通路，在两个车轮1和轴桥2 之间各安装一组接地装置18，轴桥2通过接地装置18与车轮1连接，车轮1 接触铁轨，实现接地功能。

如图3和图5所示，本实施例中，在轮芯4的靠近车厢的一端中心开了一个圆柱槽24，接地装置18安装在圆柱槽24内，使用六角螺栓25把接地装置18的外圈与轮芯4固定连接在一起，接地装置18的外圈与轮芯4一起转动。接地装置18的内圈通过金属连接件(图中未示出)与轴桥2连接，在轴箱体6的轴颈8上安装的接地连接座(图中未示出)，连接件将接地连接座与接地装置18连接在一起，车轮1在旋转的时候，接地装置18的内圈与轴桥2一起固定不旋转，电流通路可以通过接地装置18的碳刷来保证。轮芯4与轮毂14之间通过接地线26连接，接地线26与轮毂14之间通过螺钉 27压装固定。从受电弓至车厢、轴桥2、轮芯4、轮毂14、铁轨的这一整个电流传导回路中的电流直接流经轮芯4、轮毂14进入钢轨，这样有利于减少轴承的电腐蚀，提升轴承的使用寿命。

该接地装置18安装在轮芯4的朝向车厢一侧的外侧面上，不但结构简单，实现了电流接地的功用，而且方便电流的传导，解决了车轮1转动和电流接地的需求，同时也便于日常维护。

本发明采用“口”字型的轴桥结构，提升了轴桥2的整体结构强度和刚度，且可有利于降低转向架高度，实现了100％低地板有轨电车独立轮轴***的功能。本发明结构布局合理，轮对采用内置方式，将轴承、一系悬挂、制动装置、驱动装置等都安装在构架的外侧，不但解决了轨距的约束，满足了米轨转向架的空间要求，同时也有利于进一步降低转向架高度，满足100％低地板的安装要求。

实施例二：

与实施例一不同之处在于，轴身7还可以采用的是H形结构，由两个平行的横梁和中间的一个垂直的纵梁一体铸造而成，两个轴箱体6与轴身7焊接连接后，轴桥2整体形状成“H”形。轴身7的断面可以采用 C形或X形结构。

轴身7也可以由两个平行的横梁和中间的两个平行的纵梁一体铸造而成，两个轴箱体6与轴身7焊接连接后，轴桥2整体形状成“目”字形结构，轴身7的断面可以采用C形或X形结构。

实施例三：

本实施例中提供一种低地板转向架，用于轨距为1000mm的米轨轨道，包括构架、一系悬挂、二系悬挂、垂向减振器、横向减振器、牵引拉杆以及如上所述的轮轴***。

具体地，构架由侧梁和横梁组成，侧梁整体呈中间向下凹陷的结构，横梁为扁平的箱形结构，横梁的两端焊接在侧梁的腹板上，横梁的中间呈向下凹陷的结构，有利于降低地板的高度，两个侧梁的外侧腹板上各焊接有一个二系弹簧安装座，二系弹簧采用两个钢圆弹簧，两个二系弹簧之间安装垂向减振器。

轴桥2上的四个一系弹簧安装座10与构架的侧梁之间各安装一个一系弹簧，一系弹簧采用锥形橡胶弹簧。车轮1安装在构架侧梁的内侧，拖车转向架中的制动盘、制动夹钳安装在构架侧梁的外侧。

该转向架结构简单布局合理，工艺组装等手段易于实现，通过构架采用外置式的方式，解决了米轨线路的轨距约束，满足了米轨转向架的空间要求，同时也有利于进一步降低转向架高度，满足100％低地板的安装要求。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种转向架轴桥，包括轴箱体和轴身两部分，所述轴箱体为对称设置的两个，其特征在于：两个所述轴箱体与轴身连接形成“口”字形或“H”形或“目”字形结构，在所述轴箱体的中心具有向上凸出的用于与车轮固定连接的轴头，在所述轴箱体的轴颈上设置有一系弹簧安装座和磁轨安装座。

2.根据权利要求1所述的一种转向架轴桥，其特征在于：在所述轴头两侧的轴颈处各设置一个所述一系弹簧安装座，所述一系弹簧安装座设置在轴颈拐角处靠近轴头的一侧，所述磁轨安装座设置在轴颈其中一拐角处的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种转向架轴桥，其特征在于：所述轴头与轴颈之间通过圆弧筋过渡，在所述圆弧筋上具有向下挖空的结构。

4.根据权利要求1所述的一种转向架轴桥，其特征在于：所述轴身及与轴身连接的轴颈部分的厚度小于设置轴头和一系弹簧安装座的轴颈部分的厚度。

5.根据权利要求4所述的一种转向架轴桥，其特征在于：所述轴头下方的轴箱体具有向下凸出的部分，凸出部分的两侧通过斜面与相邻的轴颈部分过渡。

6.根据权利要求5所述的一种转向架轴桥，其特征在于：所述凸出部分的中间为向上挖空的结构。

7.根据权利要求1所述的一种转向架轴桥，其特征在于：所述轴头为中空的圆筒状结构，通过内装轴承与车轮的轮芯固定连接，所述轮芯穿过轴头与法兰盘固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种转向架轴桥，其特征在于：所述轴头内呈多级阶梯状结构，通过过盈配合的方式安装有大轴承和小轴承，大轴承和小轴承的内圈与车轮的轮芯通过过盈配合的方式安装。

9.根据权利要求8所述的一种转向架轴桥，其特征在于：在所述轮芯上设置有两个用于轴承退卸的注油孔，与大轴承对应的注油孔位于轮缘的一侧，与小轴承对应的注油孔位于法兰盘的一侧。

10.根据权利要求7所述的一种转向架轴桥，其特征在于：在所述轴头的端部安装有密封件，所述密封件与法兰盘之间具有安装间隙。

11.根据权利要求1所述的一种转向架轴桥，其特征在于：在所述轴箱体上安装有接地连接座，通过连接件与接地装置连接。

12.根据权利要求1所述的一种转向架轴桥，其特征在于：所述轴箱体为一体铸造结构，所述轴身为一体铸造结构，所述轴箱体和轴身通过焊接连接。

13.一种转向架轮轴***，包括独立车轮和轴桥，其特征在于：所述轴桥采用如权利要求1-12任一项所述的轴桥，所述车轮安装在两个所述轴头的内侧，制动盘或与传动机构连接的联轴节安装在所述轴头的外侧。

14.根据权利要求13所述的一种转向架轮轴***，其特征在于：在车轮的轮芯靠近车厢的一侧面开有圆柱槽，接地装置安装在圆柱槽内，接地装置的外圈与轮芯固定连接，接地装置的内圈与轴桥通过连接件连接。

15.一种转向架，包括构架，其特征在于：安装有如权利要求13或14所述的轮轴***，车轮安装在构架侧梁的内侧，制动盘和与传动机构连接的联轴节安装在构架侧梁的外侧。

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