CN113830123B - 一种轨道车辆变轨距转向架用轮对及转向架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道车辆变轨距转向架用轮对及转向架，该变轨距转向架用轮对包括安装在车轴上的车轮及安装在车轮上的变轨装置；所述变轨装置包括轴承套、轴承组件和至少两个锁紧单元；所述轴承套设置在车轴两端的轴箱内，且所述轴承套可沿轴箱的内壁轴向移动；所述轴承组件包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承的内圈固接于所述连接套的外周，所述第一轴承的外圈安装于所述轴承套的内侧；所述第二轴承的内圈固接于车轴上，所述第二轴承的外圈安装于所述端盖上；所述锁紧单元轴向间隔设置在所述轴箱体上，所述轴承套具有至少两个锁紧状态。本发明采用一种简单可靠的可满足米轨限界条件的变轨距转向架，以实现轨道车辆标轨至米轨间的互联互通。

Description

一种轨道车辆变轨距转向架用轮对及转向架

技术领域

本发明属于轨道车辆技术领域，尤其涉及一种轨道车辆变轨距转向架用轮对及转向架。

背景技术

变轨距技术的***研究可追溯到上世纪60 年代。最具代表性的是有50 多年历史的西班牙Talgo 变轨距***，其技术成熟，运营经验丰富。随后欧洲其他国家陆续开展变轨距技术的研究，如波兰SUW2000 变轨距轮对、德国DB AG Rafil Type V 变轨距轮对及西班牙CAF 公司研发的BRAVA 变轨距转向架等。日本于上世纪90 年代制定出“可变轨距列车”计划，旨在解决其新干线准轨与既有窄轨线路的联运问题，至今已发展有3 代变轨距列车。其他采用变轨距技术的主要有瑞士EV09 变轨距转向架、韩国KGCW 轨距可调轮对、西班牙OGI 变轨距轮轴***、俄罗斯BOCTOK-3anaA 型罐车用变轨距转向架及保加利亚变轨距轮对等等。

标准轨距与宽轨之间轨距差较小85mm，轮对变轨及锁紧机构易于实现，车辆限界也易于满足，变轨距转向架技术上易于实现。

而标准轨距与窄轨米轨之间轨距差较大435mm，传统轮对变轨及锁紧机构难以实现，车辆限界也很难满足，电机和基础制动装置难以布置，此种变轨距转向架技术难度较大。

中国发明专利ZL201810732522.9公开了一种轨道车辆变轨距转向架用轮对及转向架，其包括车轮、车轴和锁紧组件；其车轮的轮毂位于车轮的外侧向外延伸有一连接套，车轮的轮毂内周和/或连接套的内周设有内花键，其车轴的两端分别设有与所述内花键相匹配的外花键，其车轮与车轴通过所述内花键与外花键连接。该发明的锁紧组件分别压装在车轮的连接套的外周，且位于车轴两端的轴箱体中，该锁紧组件包括一组轴承组件、轴承外套和一个锁紧杆，其轴承外套的内周设有环形定位凸台，环形定位凸台将轴承外套的内周面分隔为压装工作面和锁紧工作面。其轴承组件的内圈压装在连接套的外周，轴承组件的外圈压装在轴承外套的压装工作面，轴承外套与轴箱体间隙配合。其锁紧工作面沿其轴向间隔设有多个内环槽，并设有轴向贯通多个内环槽的滑动槽，其轴箱体的底部设有与滑动槽相对应的配合孔。其锁紧杆包括锁紧头和解锁头，锁紧头用于卡入内环槽中锁紧车轮与轴箱体，解锁头延伸出滑动槽及配合孔，并可在外力作用下使得锁紧头在多个内环槽之间切换，以实现车轮变换轨距。但是该变轨结构每轴箱一组轴承，一个锁紧机构，无法适应大位移量的变轨，如无法适应于从标准轨距到米轨的变轨。

发明内容

本发明目的在于提供一种轨道车辆变轨距转向架用轮对及转向架，以解决轨道车辆标轨至米轨间的互联互通的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种变轨距转向架用轮对，该轮对包括安装在车轴上的车轮，设置在所述车轴两端的轴箱，及变轨装置；所述车轮的轮毂位于所述车轮的外侧向外延伸有一连接套，所述变轨装置安装在所述连接套的外周，且位于所述轴箱内，所述轴箱包括轴箱体及安装在所述轴箱体上的端盖；

所述变轨装置包括轴承套、轴承组件和至少两个锁紧单元；所述轴承套设置在所述轴箱内，且所述轴承套可沿轴箱的内壁轴向移动；

所述轴承组件包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承的内圈固接于所述连接套的外周，所述第一轴承的外圈安装于所述轴承套的内侧；所述第二轴承的内圈固接于车轴上，所述第二轴承的外圈安装于所述端盖上；

所述锁紧单元轴向间隔设置在所述轴箱体上，所述轴承套具有至少两个锁紧状态，所述轴承套与第一个锁紧单元配合限位时，为第一个锁紧状态，所述轴承套与第二个锁紧单元配合限位时，为第二个锁紧状态。

由此，本发明采用带双锁紧单元及双轴承的轮对轴箱变轨装置，可实现车轮相对于轴箱体和车轴的较大范围的轴向运动，从而达到变轨的目的。 两个锁紧单元轴向间隔设置在所述轴箱体上，使得变轨装置具备两种锁紧状态：米轨状态和标轨状态，以实现机车或动车组标轨至米轨间的互联互通。

具体地，所述轴箱体上设有第一锁紧单元和第二锁紧单元，所述轴承套具有两个锁紧状态：米轨状态和标轨状态；

所述轴箱体上设有第一锁紧单元和第二锁紧单元，车轮为米轨状态时所述第一锁紧单元卡入所述轴承套的限位槽内；

车轮为标轨状态时所述第二锁紧单元卡入所述轴承套的限位槽内。

进一步，所述轴箱体上设有多个安装孔，所述锁紧单元设置于所述安装孔内，所述锁紧单元包括弹性件、锁紧销和锁紧压盖，所述锁紧压盖设置于所述轴箱体的外壁面，所述锁紧销设置在所述锁紧压盖上且向所述轴箱体内延伸，所述锁紧销在所述安装孔内设有锁紧盘，所述锁紧盘和锁紧压盖之间设有弹性件。

再进一步，所述锁紧销包括锁紧头和解锁头，所述锁紧头卡入所述轴承套的限位槽内将所述轴承套锁紧，所述解锁头延伸出所述锁紧压盖，所述解锁头在外力作用下将所述锁紧头与所述限位槽分离，具体地，由于所述锁紧压盖是固定在轴箱体上的，因此所述锁紧盘在弹性件弹力的作用下向上运动，带动所述锁紧头卡入所述轴承套的限位槽内。在外力作用下所述解锁头带动锁紧盘向下运动，压缩弹性件，同时锁紧头与所述限位槽分离完成解锁。

此外， 所述车轴的端部安装测速齿盘。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种轨道车辆变轨距转向架，包括构架及设在所述构架上的一系悬挂装置，所述构架通过一系悬挂装置安装有上述的变轨距转向架用轮对，所述轮对通过电机驱动装置驱动。

进一步，所述电机驱动装置包括牵引电机、盘形制动和齿轮箱，所述齿轮箱的一端安装在车轴上，所述齿轮箱的另一端通过联轴器与所述牵引电机相连；所述盘形制动包括输入轴盘形制动装置和输出轴盘形制动装置，所述输入轴盘形制动装置设置在齿轮箱输入轴端非电机侧，所述输出轴盘形制动装置设置在车轴上。

进一步，所述构架上设置两组所述电机驱动装置，两组所述电机驱动装置包括一位轮对电机驱动和二位轮对电机驱动；

所述二位轮对电机驱动的布置方式与所述一位轮对电机驱动相对转向架的纵向中心线镜像后的布置方式一致，以保证左右车轮载荷均布；或

所述一位轮对电机驱动和二位轮对电机驱动对置布置。

再进一步，所述齿轮箱通过吊挂悬挂于构架的横梁和/或端梁上。

更进一步，所述牵引电机的一侧安装在所述构架的横梁和/或端梁上，且在转向架纵向和横向方向上均布置在所述车轮外侧。

此外，所述输入轴单元制动器和输出轴单元制动器倾斜安装在构架的横梁和/或端梁上。

本发明的一种轨道车辆变轨距转向架用轮对及转向架具有以下优点：通过轮对电机驱动的布置以及轴箱、车轮和车轴集成的变轨机构和两套锁紧机构实现一种简单可靠的可满足米轨限界条件的变轨距转向架，以实现机车或动车组标轨至米轨间的互联互通。

附图说明

图1为本发明的转向架俯视图；

图2为图1的A-A剖视图（标轨状态）；

图3为图2位于A处的局部放大图；

图4为图1的A-A剖视图（米轨状态）；

图5为图4的B-B剖视图；

图6为本发明的轮对电机驱动布置图；

图7为本发明的转向架主视图；

图8为本发明的电机安装图；

图9为本发明的齿轮箱安装图；

图10为本发明的基础制动布置图。

图中标记说明：1、构架；2、一位轮对电机驱动；3、二位轮对电机驱动；4、一系悬挂；5、二系钢弹簧；6、中间单牵引杆；7、横向减振器；8、垂向减振器；9、输出轴单元制动器；10、输入轴单元制动器；21、轴箱；22、车轮；23、输入轴盘形制动装置；24、齿轮箱；25、联轴器；26、车轴；27、输出轴盘形制动装置；28、牵引电机；101、前端梁；102、横梁；103、后端梁；211、轴箱体；212、轴承套；213、第一轴承；214、第二轴承；215、端盖；217、锁紧压盖；218、锁紧盘；219、弹性件；220、轮毂；221、限位槽；222、连接套；223、锁紧销；224、第一锁紧单元；225、第二锁紧单元；240、齿轮箱体；241、从动齿轮；242、中间介轮；243、主动齿轮；244、吊挂。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明做进一步详细的描述。

如图1和图7所示，本发明的一种轨道车辆变轨距转向架，该转向架包括构架1、一系悬挂4、二系钢弹簧5、中间单牵引杆6、电机驱动装置、垂向减振器8、横向减振器7及输出轴单元制动器9和输入轴单元制动器10；所述一系悬挂4包括钢弹簧和单轴箱拉杆，所述构架通过一系悬挂装置4安装有变轨距转向架用轮对，所述轮对通过所述电机驱动装置驱动。

如图4和图5所示，所述轮对包括车轮22、车轴26和变轨装置；所述车轮22的轮毂220位于所述车轮22的外侧向外延伸有一连接套222，为了保证足够的强度，优选所述连接套222与所述车轮22的轮毂220一体成型，形成加长的轮毂，直接利用变轨装置带动车轮22移动或锁紧，操作简单，调节方便，对车轮22改进小；所述车轮22的轮毂内周和/或所述连接套222的内周设有内花键，所述车轴26的两端分别设有与所述内花键相匹配的外花键，所述车轮22与所述车轴26通过所述内花键与外花键连接，所述变轨装置安装在所述连接套222的外周，且位于所述车轴26两端的轴箱21内，所述轴箱21包括轴箱体211及安装在所述轴箱体211上的端盖215；所述车轴26的端部安装测速齿盘216；以上机构可实现车轮22相对于轴箱体211和车轴26的轴向运动，从而达到变轨的目的。

如图3和图4所示，所述变轨装置包括轴承套212、轴承组件和至少两个锁紧单元；所述轴承套212设置在所述轴箱21内，且所述轴承套212可沿轴箱21的内壁轴向移动；所述轴承组件包括第一轴承213和第二轴承214，所述第一轴承213的内圈固接于所述连接套222的外周，所述第一轴承213的外圈安装于所述轴承套212的内侧；所述第二轴承214的内圈固接于车轴26上，所述第二轴承214的外圈安装于所述端盖215上；如图2和图4所示，所述锁紧单元轴向间隔设置在所述轴箱体211上，所述轴承套212具有至少两个锁紧状态，所述轴承套212移动至第一个锁紧状态时与第一个锁紧单元配合限位，所述轴承套212移动至第二个锁紧状态时与第二个锁紧单元配合限位。

如图3所示，所述轴箱体211上设有多个安装孔，所述锁紧单元设置于所述安装孔内，所述锁紧单元包括弹性件219、锁紧销223和锁紧压盖217，所述锁紧压盖217设置于所述轴箱体211的外壁面，所述锁紧销223设置在所述锁紧压盖217上且向所述轴箱体211内延伸，所述锁紧销223在所述安装孔内设有锁紧盘218，所述锁紧盘218和锁紧压盖217之间设有弹性件219；所述锁紧销223包括锁紧头和解锁头，所述锁紧头卡入所述轴承套212的限位槽221内将所述轴承套212锁紧，所述解锁头延伸出所述锁紧压盖217，所述解锁头在外力作用下将所述锁紧头与所述限位槽221分离。

如图2和图4所示，作为本发明的优选实施例，所述轴箱体211上设有第一锁紧单元224和第二锁紧单元225，所述轴承套212具有两个锁紧状态：标轨状态和米轨状态；所述轴箱体211上设有第一锁紧单元224和第二锁紧单元（225），如图2所示，车轮为标轨状态时所述第二锁紧单元225卡入所述轴承套212的限位槽221内；如图4所示，车轮为米轨状态时所述第一锁紧单元224卡入所述轴承套212的限位槽221内。

如图1、图6所示，所述电机驱动装置包括牵引电机28、盘形制动和齿轮箱24，如图9所示，所述齿轮箱包括主动齿轮243、中间介轮242、从动齿轮241、齿轮箱体240，所述齿轮箱24通过吊挂244悬挂于构架1的横梁102和/或端梁上。所述齿轮箱24的一端安装在车轴26上，所述齿轮箱24的另一端通过联轴器25与所述牵引电机28相连，所述牵引电机28与车轴26间通过联轴器25和带中间介轮的齿轮箱24传递牵引力和制动力；所述牵引电机28单侧通过螺栓固接于构架1的横梁102或后端梁103上，且在转向架纵向和横向方向上均布置在车轮外侧，以实现较大功率牵引电机和齿轮箱的安装空间尺寸要求。所述盘形制动包括输入轴盘形制动装置23和输出轴盘形制动装置27，所述输入轴盘形制动装置23设置在齿轮箱24输入轴端非电机侧，所述输出轴盘形制动装置27设置在车轴26上；如图1所述，所述构架1上设置两组所述电机驱动装置，两组所述电机驱动装置包括一位轮对电机驱动2和二位轮对电机驱动3；所述二位轮对电机驱动3的布置方式与所述一位轮对电机驱动2相对转向架的纵向中心线镜像后的布置方式一致，以保证左右车轮载荷均布；作为本发明的另一个优选方案，所述一位轮对电机驱动2和二位轮对电机驱动3对置布置。

如图8所示，所述牵引电机28的一侧安装在所述构架1的横梁102和/或端梁上，且在转向架纵向和横向方向上均布置在所述车轮外侧。

如图10所示，所述输入轴单元制动器10和输出轴单元制动器9倾斜安装在构架1的横梁102和/或端梁上。

如图1所示，本发明转向架还设有二系垂向减振器8，所述二系垂向减振器8设置于所述构架1侧梁内侧，兼具抗蛇行阻尼特性的二系横向减振器7安装于构架前端梁101或后端梁103，以满足米轨车辆限界要求。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种变轨距转向架用轮对，包括安装在车轴（26）上的车轮（22），设置在所述车轴（26）两端的轴箱（21），及变轨装置；所述车轮（22）的轮毂（220）位于所述车轮（22）的外侧向外延伸有一连接套（222），所述变轨装置安装在所述连接套（222）的外周，且位于所述轴箱（21）内，所述轴箱（21）包括轴箱体（211）及安装在所述轴箱体（211）上的端盖（215）；其特征在于：

所述变轨装置包括轴承套（212）、轴承组件和至少两个锁紧单元；所述轴承套（212）设置在所述轴箱（21）内，且所述轴承套（212）可沿轴箱（21）的内壁轴向移动；

所述轴承组件包括第一轴承（213）和第二轴承（214），所述第一轴承（213）的内圈固接于所述连接套（222）的外周，所述第一轴承（213）的外圈安装于所述轴承套（212）的内侧；所述第二轴承（214）的内圈固接于车轴（26）上，所述第二轴承（214）的外圈安装于所述端盖（215）上；

所述锁紧单元轴向间隔设置在所述轴箱体（211）上；所述轴承套（212）上的限位槽（221）开设于所述轴承套（212）的外表面，且在径向上对应于第一轴承（213）；

所述轴承套（212）具有至少两个锁紧状态，所述轴承套（212）与第一个锁紧单元配合限位时，车轮为米轨状态，所述轴承套（212）与第二个锁紧单元配合限位时，车轮为标轨状态，所述第一个锁紧单元靠近所述车轮（22）一侧，所述第二个锁紧单元远离所述车轮（22）一侧。

2.根据权利要求1所述的变轨距转向架用轮对，其特征在于，所述轴箱体（211）上设有多个安装孔，所述锁紧单元设置于所述安装孔内，所述锁紧单元包括弹性件（219）、锁紧销（223）和锁紧压盖（217），所述锁紧压盖（217）设置于所述轴箱体（211）的外壁面，所述锁紧销（223）设置在所述锁紧压盖（217）上且向所述轴箱体（211）内延伸，所述锁紧销（223）在所述安装孔内设有锁紧盘（218)，所述锁紧盘（218)和锁紧压盖（217）之间设有弹性件（219）。

3.根据权利要求2所述的变轨距转向架用轮对，其特征在于，所述锁紧销（223）包括锁紧头和解锁头，所述锁紧头卡入所述轴承套（212）的限位槽（221）内将所述轴承套（212）锁紧，所述解锁头延伸出所述锁紧压盖（217），所述解锁头在外力作用下将所述锁紧头与所述限位槽（221）分离。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的变轨距转向架用轮对，其特征在于， 所述车轴（26）的端部安装测速齿盘（216）。

5.一种轨道车辆变轨距转向架，包括构架（1）及设在所述构架（1）上的一系悬挂装置（4），其特征在于，所述构架通过一系悬挂装置（4）安装有如权利要求1至4任意一项所述的变轨距转向架用轮对，所述轮对通过电机驱动装置驱动。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆变轨距转向架，其特征在于，所述电机驱动装置包括牵引电机（28）、盘形制动和齿轮箱（24），所述齿轮箱（24）的一端安装在车轴（26）上，所述齿轮箱（24）的另一端通过联轴器（25）与所述牵引电机（28）相连；所述盘形制动包括输入轴盘形制动装置（23）和输出轴盘形制动装置（27），所述输入轴盘形制动装置（23）设置在齿轮箱（24）输入轴端非电机侧，所述输出轴盘形制动装置（27）设置在车轴（26）上。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆变轨距转向架，其特征在于，所述构架（1）上设置两组所述电机驱动装置，两组所述电机驱动装置包括一位轮对电机驱动（2）和二位轮对电机驱动（3）；

所述二位轮对电机驱动（3）的布置方式与所述一位轮对电机驱动（2）相对转向架的纵向中心线镜像后的布置方式一致；或

所述一位轮对电机驱动（2）和二位轮对电机驱动（3）对置布置。

8.根据权利要求7所述的轨道车辆变轨距转向架，其特征在于，所述齿轮箱（24）通过吊挂（244）悬挂于构架（1）的横梁（102）和/或端梁上。

9.根据权利要求7所述的轨道车辆变轨距转向架，其特征在于，所述牵引电机（28）的一侧安装在所述构架（1）的横梁（102）和/或端梁上，且在转向架纵向和横向方向上均布置在所述车轮外侧。

10.根据权利要求7所述的轨道车辆变轨距转向架，其特征在于，输入轴单元制动器（10）和输出轴单元制动器（9）倾斜安装在构架（1）的横梁（102）和/或端梁上。

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