CN115257846A - 回转式深槽二系摇枕机构 - Google Patents

Abstract

一种回转式深槽二系摇枕机构属于低地板类型有轨电车转向架用二系摇枕装置领域，其包括二系悬挂机构、U字形摇枕机构、大尺寸中心回转轴承和两个牵引拉杆。本发明改善了轨道列车的曲线通过性，并在一定程度上有效地释放出原本位于口字形中心框架内部区域的轴箱和电机布局空间；显著缩减整列列车编组的车体模块总数量，在保障和提高列车的曲线通过性和提高车速上限的同时，还使其具备良好的高速运行稳定性、更大的载客量和宽敞乘坐舒适性。配置该转向架的有轨电车既可通过市区内的小半径曲线，也可在郊区线上高速运行，同时可使车内实现100％低地板和无横向台阶结构，提高车辆的乘坐舒适性。

Description

回转式深槽二系摇枕机构

技术领域

本发明属于低地板类型有轨电车转向架用二系摇枕装置领域，具体涉及一种回转式深槽二系摇枕机构。

背景技术

轨道列车的曲线通过性是衡量其列车转向架性能的重要指标，其与列车通过小半径曲线轨道路段时的速度成正相关，并且还直接影响着轮轨磨耗压力和列车的乘坐舒适性，为此，曲线通过性的不断提高始终是转向架设计领域的研发重点之一。现有各类常规低地板轨道列车的转向架，其二系弹簧和枕梁装置均沿袭旧有设计参量，无法适应低地板有轨列车的功能需求。

低地板有轨电车所运营的都市线路和市郊线路中均包含较多小半径曲线轨道路段，而列车通过轨道的曲线半径越小时，其车体与转向架之间的转角值就越大，为保证车辆顺利通过曲线轨道路段，现有技术多采用较短的车体模块并配合车间铰接装置来保障车辆的曲线通过性。然而，车厢之间铰接结构的配置方式不仅会导致转向架数量较多，从而增加轴重和提高轮轨磨耗，还会造成车厢地板需要在转向架中心销对应的位置形成避让台阶，进而使车内地板区域不能连续，无法达成全列车100％低地板率的设计目标。此外，车间铰接的传统结构还会造成座椅之间的人行过道较为狭窄，导致车内空间受限，进而影响列车载客量的提高，且较短并较多的车体模块设置还会影响车辆的运行稳定性，不利于提高轨道列车的运行速度。

因此亟需开发一种用于低地板类型有轨电车转向架的二系摇枕装置，以使其能够与对应形式的低地板构架共同构成100％低地板类列车转向架，从而替代传统的车厢之间铰接结构，并使地板类型有轨电车拥有快速通过任何小半径曲线的能力，保证车辆的运行稳定性，以及进一步拓展其地板上方的车厢布局空间，从而实现较大载客量并更好地满足市区与郊区路段轨道列车的高速运行需求。

发明内容

为了解决现有各类常规地板轨道列车的转向架的二系弹簧和枕梁装置均沿袭旧有设计参量，无法适应低地板有轨列车的功能需求；而现有的低地板率有轨列车，其车厢之间铰接的结构导致转向架数量轴重增加并造成较高的轮轨磨耗，而且车厢地板需要在转向架对应的位置形成不能连续的避让台阶，无法达成全列车100％低地板率的设计目标；以及车间铰接的传统结构还会造成座椅之间的人行过道较为狭窄，导致车内空间受限，进而影响列车载客量的提高，且较短并较多的车体模块设置还会影响车辆的运行稳定性，不利于提高车辆运行速度的技术问题，本发明提供一种回转式深槽二系摇枕机构。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种回转式深槽二系摇枕机构，其包括二系悬挂机构、U字形摇枕机构、大尺寸中心回转轴承和两个牵引拉杆；所述U字形摇枕机构下部的周边分别通过二系悬挂机构与低地板构架的口字形中心框架弹性连接；大尺寸中心回转轴承的内圈与车体底架通过螺栓紧固件进行固接，其轴承外圈与U字形摇枕机构的底部中心通过螺栓紧固件进行固连；两个牵引拉杆按彼此平行且反向的Z字形姿态沿U字形摇枕机构的对角线方向旋转对称布置；牵引拉杆的两端均设有弹性橡胶节点，其一端与U字形摇枕机构弹性固连，牵引拉杆的另一端与低地板构架弹性固连。

所述U字形摇枕机构包括U字形的摇枕主体、两个二系钢弹簧水平压座板、两个摇枕牵引拉杆座、两个摇枕横向减振器座、两个枕梁抗侧滚扭杆座、两个枕梁垂向减振器吊座和两个枕梁横向止挡座，摇枕主体的U字形凹槽内底面上设有回转轴承安装螺孔圆周阵列，两个二系钢弹簧水平压座板互为镜像对称且分别与摇枕主体U字形凹槽的开口边缘连接；两个摇枕牵引拉杆座以彼此旋转对称的形式沿摇枕主体的一条对角线方向布置在两个二系钢弹簧水平压座板的前、后侧壁上，且摇枕牵引拉杆座的开口方向平行于U字形凹槽的开槽方向；两个摇枕横向减振器座以彼此旋转对称的形式沿摇枕主体的同一条对角线方向布置在摇枕主体U字形凹槽内底面的前、后侧壁上；两个枕梁抗侧滚扭杆座互为镜像对称地分别布置在两个二系钢弹簧水平压座板前侧的底面上，其二者的连线垂直于U字形凹槽的开槽方向，且枕梁抗侧滚扭杆座的旋转轴线平行于U字形凹槽的开槽方向；两个枕梁垂向减振器吊座互为镜像对称地分别布置在两个二系钢弹簧水平压座板后侧的底面上，且其二者的连线垂直于U字形凹槽的开槽方向；两个枕梁横向止挡座互为镜像对称地布置在摇枕主体U字形凹槽底面的左右两侧。

所述二系悬挂机构包括四个二系钢弹簧、抗侧滚扭杆、两个垂向减振器、两个横向减振器和两个横向橡胶止挡，抗侧滚扭杆包括横向扭杆和对称转动连接在其左右的两个扭杆垂向拉杆；每两个彼此平行布置的二系钢弹簧共同构成一个二系钢弹簧组，每个二系钢弹簧组的上端均与一个二系钢弹簧水平压座板的下端面对应固连。

所述大尺寸中心回转轴承的轴承外圈与回转轴承安装螺孔圆周阵列通过紧固件进行固连，其轴承内圈与车体底架通过螺栓紧固件进行固接。

所述U字形的摇枕主体均采用铸造技术一体成型。

所述大尺寸中心回转轴承还包括多个注油管路，其一端成散射性分布并与回转轴承贯通，其另一端与注油***连接。

本发明的有益效果是：该回转式深槽二系摇枕机构装置，其弓字形侧梁上的每个等腰梯形缺口均可通过其人字形轴箱第一对接口和人字形轴箱第二对接口与轮对上的一个对应的内置式人字形轴箱实现弹性固连，并使轮盘布置在弓字形侧梁外侧壁与电机驱动机构内侧壁之间的空挡内从而构成轴箱内置式装配结构，进而改善轨道列车的曲线通过性，并在一定程度上有效地释放出原本位于口字形中心框架内部区域的轴箱和电机布局空间。轴箱内置式轴箱易于拆装的布局位置还为弹性车轮轮辋及橡胶件的更换作业的便捷性提供了有利保障。

U字形摇枕机构为二系悬挂机构中的每一个部件都一一对应设计了布局合理且非常紧凑的安装对接口，从而进一步有效地释放出原本位于构架中心框架区域的二系悬挂机构的布局空间，为轴承回转式深槽摇枕装置预留出足够多的拓展空间，并使得摇枕主体上的U字形凹槽深度和宽度尺寸均获得显著增大，另其下凹的深度值在满足部件之间干涉间隙及车底行进限界的前提下力求做到纵向下凹尺寸最深，横跨凹槽宽度最大，并进一步降低车体地板离地面的高度值，使地板不再需要设置避让转向架中部部件的旧有台阶，最终使车内地板区域得以在同一水平高度基准面上全列贯通连续，达成全列车100％低地板率的设计目标，同时还横向拓展了座椅之间的人行过道的有效宽度，释放车内空间，显著提高列车的最大载客数量。

两个摇枕牵引拉杆座、两个电机驱动机构以及两个制动机构均布置在轴承回转式深槽枕梁构架外侧的布局设计，不仅提高了转向架运行时的平稳性，同时也对更进一步地释放构架中心区域的布局空间起到一定贡献和帮助。

通过这一系列独具匠心的巧妙设计，

U字形的摇枕主体采用铸锻造技术一体成型，可以大幅简化其制造成本，显著减少焊缝数量，提高其结构强度，并降低对自动焊接机器人的占用率，从而实现铸造部件的模块化独立生产和后期流水线化组合，进而降低制造成本，提高生产效率；

大尺寸中心回转轴承的轴承外圈与回转轴承安装螺孔圆周阵列通过螺栓紧固件进行固连其轴承内圈与车体底架通过螺栓紧固件进行固接；该设计使车体与本发明的轴承回转式深槽摇枕装置之间具有较大角度范围内的平面转动功能，从而有助于提高轨道列车快速通过小半径曲线轨道路段的能力，使列车具有良好的曲线通过性。多个轴承油温控制及注油管路，其一端成散射性分布并与回转轴承的保持架贯通，其另一端与列车车载油温监控及管理***贯通连接，以便对回转轴承进行即时的润滑养护和监控管理，从而有效增加其使用寿命，延长维护检修周期。按圆周阵列形式布置的螺栓紧固件，使大尺寸中心回转轴承与转向架或车体之间的拆卸与装配变得容易，便于维修维护作业。

采用本发明转向架的新式有轨电车，其个节车厢之间的连接方式从旧有铰接形式更新为基于大尺寸中心回转轴承的回转连接形式之后，不仅能显著降低转向架数量，减小列车全列的总轴重，进而降低轮轨磨耗和牵引力损耗、改善列车行进速度和节约能源，还能使旧有短而多的车体模块重新改进和替换为单节更长的新车体模块形式，从而显著缩减整列列车编组的车体模块总数量，在保障和提高列车的曲线通过性和提高车速上限的同时，还使其具备良好的高速运行稳定性、更大的载客量和宽敞乘坐舒适性。配置该转向架的有轨电车既可通过市区内的小半径曲线，也可在郊区线上高速运行，同时可使车内实现100％低地板和无横向台阶结构，提高车辆的乘坐舒适性，填补100％低地板率快速市郊有轨电车转向架领域的技术空白。

附图说明

图1是本发明回转式深槽二系摇枕机构的立体图；

图2是本发明回转式深槽二系摇枕机构在翻转视角下的装配示意图；

图3是本发明轴承回转式深槽摇枕装置的装配示意图；

图4是本发明U字形摇枕机构的立体图和三视图

图5是本发明轴承回转式深槽摇枕装置在翻转视角下的装配示意图；

图6是由本发明的轴承回转式深槽摇枕装置与低地板构架所共同构成的轴承回转式深槽枕梁构架的立体图；

图7是图6的初步***装配示意图；

图8是图6的进一步***装配示意图；

图9是图5的右视图；

图10是本发明回转式深槽二系摇枕机构分别与旧有的两个轮对轴箱机构、两个电机驱动机构、液压制动机构以及两个磁轨制动装置的***装配应用示意图；

图11是由基于本发明的轴承回转式深槽摇枕装置所形成的轴承回转式深槽枕梁构架进一步与图9所示的两个轮对轴箱机构、两个电机驱动机构、液压制动机构以及两个磁轨制动装置装配后形成一个完整的100％低地板有轨电车的回转式转向架的应用示意图；

图12是图11的右视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1至图5所示，本发明的回转式深槽二系摇枕机构包括二系悬挂机构5、U字形摇枕机构7、大尺寸中心回转轴承8和两个牵引拉杆9；U字形摇枕机构7下部的周边分别通过二系悬挂机构5与低地板构架6的中心框架弹性连接；大尺寸中心回转轴承8的内圈与车体底架通过螺栓紧固件进行固接，其轴承外圈与U字形摇枕机构7的底部中心通过螺栓紧固件进行固连；两个牵引拉杆9按彼此平行且反向的Z字形姿态沿U字形摇枕机构7的对角线方向旋转对称布置；牵引拉杆9的两端均设有弹性橡胶节点，其一端与U字形摇枕机构7弹性固连，牵引拉杆9的另一端与低地板构架6弹性固连。

如图3所示，U字形摇枕机构7包括U字形的摇枕主体7-1、两个二系钢弹簧水平压座板7-2、两个摇枕牵引拉杆座7-3、两个摇枕横向减振器座7-4、两个枕梁抗侧滚扭杆座7-5、两个枕梁垂向减振器吊座7-6和两个枕梁横向止挡座7-7，摇枕主体7-1的U字形凹槽内底面上设有回转轴承安装螺孔圆周阵列7-1-1，两个二系钢弹簧水平压座板7-2互为镜像对称且分别与摇枕主体7-1U字形凹槽的开口边缘连接；两个摇枕牵引拉杆座7-3以彼此旋转对称的形式沿摇枕主体7-1的一条对角线方向布置在两个二系钢弹簧水平压座板7-2的前、后侧壁上，且摇枕牵引拉杆座7-3的开口方向平行于U字形凹槽的开槽方向；两个摇枕横向减振器座7-4以彼此旋转对称的形式沿摇枕主体7-1的同一条对角线方向布置在摇枕主体7-1U字形凹槽内底面的前、后侧壁上；两个枕梁抗侧滚扭杆座7-5互为镜像对称地分别布置在两个二系钢弹簧水平压座板7-2前侧的底面上，其二者的连线垂直于U字形凹槽的开槽方向，且枕梁抗侧滚扭杆座7-5的旋转轴线平行于U字形凹槽的开槽方向；两个枕梁垂向减振器吊座7-6互为镜像对称地分别布置在两个二系钢弹簧水平压座板7-2后侧的底面上，且其二者的连线垂直于U字形凹槽的开槽方向；两个枕梁横向止挡座7-7互为镜像对称地布置在摇枕主体7-1U字形凹槽底面的左右两侧。

二系悬挂机构5包括四个二系钢弹簧5-1、抗侧滚扭杆5-2、两个垂向减振器5-3、两个横向减振器5-4和两个横向橡胶止挡5-5，抗侧滚扭杆5-2包括横向扭杆5-2-1和对称转动连接在其左右的两个扭杆垂向拉杆5-2-2；每两个彼此平行布置的二系钢弹簧5-1共同构成一个二系钢弹簧组，每个二系钢弹簧组的上端均与一个二系钢弹簧水平压座板7-2的下端面对应固连。

低地板构架6是与回转式深槽二系摇枕机构匹配设计的低地板构架结构，其两条箱型水平横梁6-2的相对端面上分别集成设有横向及垂向减振器集成安装座6-2-1和横向减振器及抗侧滚扭杆集成安装座6-2-2。每个二系钢弹簧组的下端均与一一对应的二系钢弹簧底座安装孔6-1-2固连；每个横向及垂向减振器集成安装座6-2-1以及与其一一对应的枕梁垂向减振器吊座7-6均通过一个垂向减振器5-3弹性连接；每个横向减振器及抗侧滚扭杆集成安装座6-2-2以及与其一一对应的摇枕横向减振器座7-4均通过一个横向减振器5-4弹性连接；两个扭杆垂向拉杆5-2-2分别与两个枕梁抗侧滚扭杆座7-5一一对应转动连接。

大尺寸中心回转轴承8的轴承外圈与回转轴承安装螺孔圆周阵列7-1-1通过紧固件进行固连，其轴承内圈与车体底架通过螺栓紧固件进行固接。

U字形的摇枕主体7-1均采用铸造技术一体成型。

大尺寸中心回转轴承8还包括多个注油管路8-3，其一端成散射性分布并与回转轴承贯通，其另一端与注油***连接。

U字形摇枕机构7和大尺寸中心回转轴承8共同构成一个如图4和图5所示的轴承回转式深槽摇枕装置；该轴承回转式深槽摇枕装置再与二系悬挂机构5和两个牵引拉杆9四者共同构成一个如图1和图2所示的本发明的回转式深槽二系摇枕机构。

具体应用本发明的回转式深槽二系摇枕机构时，回转式深槽二系摇枕机构再进一步与同其结构匹配设计的低地板构架6共同构成一个如图6至图9所示的轴承回转式深槽枕梁构架。轴承回转式深槽枕梁构架进一步与图10所示的两个轮对轴箱机构1、两个电机驱动机构2、液压制动机构3以及两个磁轨制动装置4装配后形成一个图11和图12所示完整的100％低地板有轨电车的回转式转向架。

如图9所示，U字形凹槽的槽口宽度值D1为260mm，U字形凹槽的深度值H1为200mm。U字形凹槽的槽口宽度值D1足够宽，保证转向架与车体的相对回转空间充足的前提下，尽最大可能加宽客室内转向架上方过道宽度，保证客室内具有良好的乘客通过性；U字形凹槽的深度值H1足够深，以便降低客室内地板面高度，实现客室内100％低地板率的设计目的。大尺寸中心回转轴承8可采用瑞典SKF斯凯孚公司出品的NU2224ECML/C4VA301型轴承。

Claims (6)

1.回转式深槽二系摇枕机构，该摇枕机构包括二系悬挂机构(5)、U字形摇枕机构(7)、大尺寸中心回转轴承(8)和两个牵引拉杆(9)；所述U字形摇枕机构(7)下部的周边分别通过二系悬挂机构(5)与低地板构架(6)的口字形中心框架弹性连接；大尺寸中心回转轴承(8)的内圈与车体底架通过螺栓紧固件进行固接，其轴承外圈与U字形摇枕机构(7)的底部中心通过螺栓紧固件进行固连；两个牵引拉杆(9)按彼此平行且反向的Z字形姿态沿U字形摇枕机构(7)的对角线方向旋转对称布置；牵引拉杆(9)的两端均设有弹性橡胶节点，其一端与U字形摇枕机构(7)弹性固连，牵引拉杆(9)的另一端与低地板构架(6)弹性固连。

2.如权利要求1所述的回转式深槽二系摇枕机构，其特征在于：所述U字形摇枕机构(7)包括U字形的摇枕主体(7-1)、两个二系钢弹簧水平压座板(7-2)、两个摇枕牵引拉杆座(7-3)、两个摇枕横向减振器座(7-4)、两个枕梁抗侧滚扭杆座(7-5)、两个枕梁垂向减振器吊座(7-6)和两个枕梁横向止挡座(7-7)，摇枕主体(7-1)的U字形凹槽内底面上设有回转轴承安装螺孔圆周阵列(7-1-1)，两个二系钢弹簧水平压座板(7-2)互为镜像对称且分别与摇枕主体(7-1)U字形凹槽的开口边缘连接；两个摇枕牵引拉杆座(7-3)以彼此旋转对称的形式沿摇枕主体(7-1)的一条对角线方向布置在两个二系钢弹簧水平压座板(7-2)的前、后侧壁上，且摇枕牵引拉杆座(7-3)的开口方向平行于U字形凹槽的开槽方向；两个摇枕横向减振器座(7-4)以彼此旋转对称的形式沿摇枕主体(7-1)的同一条对角线方向布置在摇枕主体(7-1)U字形凹槽内底面的前、后侧壁上；两个枕梁抗侧滚扭杆座(7-5)互为镜像对称地分别布置在两个二系钢弹簧水平压座板(7-2)前侧的底面上，其二者的连线垂直于U字形凹槽的开槽方向，且枕梁抗侧滚扭杆座(7-5)的旋转轴线平行于U字形凹槽的开槽方向；两个枕梁垂向减振器吊座(7-6)互为镜像对称地分别布置在两个二系钢弹簧水平压座板(7-2)后侧的底面上，且其二者的连线垂直于U字形凹槽的开槽方向；两个枕梁横向止挡座(7-7)互为镜像对称地布置在摇枕主体(7-1)U字形凹槽底面的左右两侧。

3.如权利要求2所述的回转式深槽二系摇枕机构，其特征在于：所述二系悬挂机构(5)包括四个二系钢弹簧(5-1)、抗侧滚扭杆(5-2)、两个垂向减振器(5-3)、两个横向减振器(5-4)和两个横向橡胶止挡(5-5)，抗侧滚扭杆(5-2)包括横向扭杆(5-2-1)和对称转动连接在其左右的两个扭杆垂向拉杆(5-2-2)；每两个彼此平行布置的二系钢弹簧(5-1)共同构成一个二系钢弹簧组，每个二系钢弹簧组的上端均与一个二系钢弹簧水平压座板(7-2)的下端面对应固连。

4.如权利要求3所述的回转式深槽二系摇枕机构，其特征在于：所述大尺寸中心回转轴承(8)的轴承外圈与回转轴承安装螺孔圆周阵列(7-1-1)通过紧固件进行固连，其轴承内圈与车体底架通过螺栓紧固件进行固接。

5.如权利要求4所述的回转式深槽二系摇枕机构，其特征在于：所述U字形的摇枕主体(7-1)均采用铸造技术一体成型。

6.如权利要求5所述的回转式深槽二系摇枕机构，其特征在于：所述大尺寸中心回转轴承(8)还包括多个注油管路(8-3)，其一端成散射性分布并与回转轴承贯通，其另一端与注油***连接。

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