CN204279423U - 一种电机直驱转向架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电机直驱转向架,包括构架,在构架上设置有牵引装置、基础制动装置、二系弹簧以及轮对驱动***,所述轮对驱动***包括驱动电机、穿过所述驱动电机设有的中心孔的车轴,设置在所述车轴两侧的两个车轮,所述构架包括两侧侧梁和与两侧侧梁固定连接的横梁,在所述侧梁的底部固定有托板,所述基础制动装置固定在所述托板和侧梁上。本实用新型实现了电机直接驱动轮对,无需安装齿轮箱和联轴节,极大的降低了驱动***重量,提高了能量使用效率,降低了车下噪声。通过基础制动装置的固定方式,减少横梁的载荷,使构架的受力更加合理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种转向架,特别涉及一种电机直驱转向架。
背景技术
轮对驱动***是动车转向架不可缺少的最重要的部件之一,电机产生的力矩驱动轮对车轴,这是动车产生牵引动力的源泉。目前,受结构空间及电机本身重量的限制,电机转速较高,产生的力矩较小,而轮对转速较低,需要较大的驱动力矩,这个矛盾由齿轮传动***来解决;齿轮箱小齿轮与电机输出轴相连,大齿轮安装在轮对车轴上,电机产生的小扭矩经过减速齿轮传动***把扭矩放大后直接驱动轮对;由于增加了一个齿轮传动***,使结构成本和全寿命维护周期成本增加,降低了传动效率、增加了噪音,还使转向架轴距加大,影响动车的曲线通过性能。
实用新型内容
本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足,提供一种运行性能良好,直接驱动车轴的电机直驱转向架。
为实现上述目的,本实用新型的技术方案是:
一种电机直驱转向架,包括构架,在构架上设置有牵引装置、基础制动装置、二系弹簧以及轮对驱动***,所述轮对驱动***包括驱动电机和车轴,设置在所述车轴两侧的两个车轮,所述构架包括两侧侧梁和与两侧侧梁固定连接的横梁,在所述侧梁的底部固定有托板,所述基础制动装置固定在所述托板和侧梁上。
进一步,所述托板焊接固定在侧梁底部内侧,在托板与侧梁底部之间焊接固定有多块加强筋。
进一步,在所述侧梁内侧立板上设置有一个固定点,在所述托板上设置有三个固定点,所述基础制动装置的一侧与四个固定点栓接固定。
进一步,车轴穿过所述驱动电机设有的中心孔,在所述驱动电机两侧分别设置一个轴承组件,其中一个轴承组件为定位轴承,另一个轴承组件为浮动轴承。
进一步,所述轴承组件包括轴承外圈、轴承内圈以及设置在轴承内圈和轴承外圈之间的滚子,所述轴承外圈与所述驱动电机的端盖连接,所述轴承内圈与所述车轴过盈连接,所述轴承外圈设置凹槽结构,所述滚子嵌入所述凹槽内。
进一步,所述定位轴承的轴承内圈的一侧设置有凸起结构,另一侧设置一挡圈,所述定位轴承的滚子两侧分别被所述凸起结构和挡圈抵住。
进一步,所述浮动轴承的轴承内圈的截面形状为圆台形,所述浮动轴承的滚子可沿车轴轴向位移。
进一步,在所述驱动电机两侧分别设置一个所述端盖,所述端盖中心设置有车轴穿过的通孔,所述端盖沿车轴轴向延伸出凸环结构,所述轴承组件设置在凸环结构与车轴之间,所述轴承外圈与所述凸环结构连接。
进一步,在所述轴承内圈两侧分别设置有内密封圈和外密封圈,所述内密封圈和外密封圈与车轴过盈连接,所述内密封圈与端盖通过迷宫结构密封连接,所述外密封圈与一密封盖通过迷宫结构密封连接,所述密封盖与端盖固定连接。
进一步,所述端盖与所述内密封圈接触的一端截面呈“T”形结构,所述内密封圈的截面形状与所述“T”形结构配合,所述内密封圈将所述“T”形结构的一角包裹。
进一步,所述密封盖沿车轴轴向延伸出第一凸圆结构和第二凸圆结构,第一凸圆结构的外缘抵住所述轴承外圈,第二凸圆结构的外表面与所述外密封圈通过迷宫结构密封连接。
进一步,在所述第一凸圆结构与轴承外圈之间设置有隔套,所述隔套的一侧抵住所述轴承外圈,另一侧与所述第一凸圆结构接触。
综上内容,本实用新型所述的一种电机直驱转向架,实现了电机直接驱动轮对,无需安装齿轮箱和联轴节,极大的降低了驱动***重量,提高了能量使用效果,降低了车下噪声。通过基础制动装置的固定方式,减少横梁的载荷,使构架的受力更加合理。通过设置定位轴承和浮动轴承,释放定子和转子的横向移动,减少了转子与定子之间的应力,保证了直驱电机的性能。通过轴承的密封结构,使轴承拥有更佳的密封效果。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图;
图2是图1的A面视图;
图3是本实用新型基础制动装置安装结构示意图;
图4是本实用新型轮对驱动***的结构示意图;
图5是图4的I放大图;
图6是图4的II放大图。
如图1至图6所示,驱动电机1,车轴2,车轮3,外壳4,转子5,定子6,左端盖7,凸环结构7-1,“T”形结构7-2,右端盖8,凸环结构8-1,“T”形结构8-2,定位轴承9,浮动轴承10,轴承外圈11,轴承内圈12,凸起结构12-1,滚子13,挡圈14,内密封圈15,外密封圈16,密封盖17,第一凸圆结构17-1,第二凸圆结构17-2,隔套18,凹槽19,密封圈20,凸起21,注油口22,固定螺栓23,紧固螺栓24,构架25,牵引装置26,基础制动装置27,二系弹簧28,侧梁29,横梁30,电机平衡杆31,轮对轴箱32,一系弹簧33,托板34,加强筋35,固定点36。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述:
如图1和图2所示,一种轨道车辆电机直驱转向架包括构架25、设置在构架25上的牵引装置26、基础制动装置27、二系弹簧28以及轮对驱动***。
构架25为H型焊接构架,包括两根侧梁29、两根横梁30,两根横梁30焊接在侧梁29中间将两根侧梁29连接,侧梁29为箱型焊接结构,在侧梁29中间部分设置二系弹簧28,二系弹簧28采用空气弹簧。
如图3所示,在侧梁29的底部固定有一块托板34,基础制动装置27固定在托板34和侧梁29上,托板34焊接固定在侧梁29底部,具体焊接在侧梁29的底部靠近内侧的位置,即靠近牵引装置26的一侧,在托板34与侧梁29底部之间焊接有多块加强筋35,用于提高托板34强度。在侧梁29内侧的立板上设置一个固定点36,在托板34上设置有三个固定点36,设置在侧梁29上的固定点36为在侧梁29两侧立板上均开设有通孔,设置在托板34上的固定点36为开设在托板34上的通孔,在基础制动装置27的一个侧面上设置有四个螺纹孔,通过四个螺栓穿过上述通孔将基础制动装置27固定在侧梁29和托板34上。通过基础制动装置的固定方式,减少横梁的载荷,使构架的受力更加合理。基础制动装置为踏面制动器。
驱动电机1通过电机平衡杆31与横梁30连接,轮对外侧设置轮对轴箱32,轮对轴箱32通过一系弹簧33与侧梁29的端部连接,一系弹簧33为叠层橡胶弹簧。
如图4所示,轮对驱动***包括驱动电机1、车轴2以及车轮3,车轴2两端分别固定一个车轮3,车轴2穿过驱动电机1的中心孔,驱动电机1套装在车轴2上,使驱动电机1悬挂于轮对之间,在两个车轮3外侧分别设置一个轮对轴箱32,轮对轴箱32通过一系弹簧33与转向架构架25连接。
驱动电机1包括外壳4、转子5、定子6、左端盖7以及右端盖8,在外壳4两侧设置左端盖7以及右端盖8,左端盖7和右端盖8通过固定螺栓23与外壳4固定连接,左端盖7和右端盖8的中间处均设有左右向贯通的圆形通孔。在外壳4内设置转子5和定子6,定子6固定安装在外壳4上,转子5与车轴2过盈配合连接。
驱动电机1为永磁电机,永磁电机套装在车轴2上可以直接驱动车轴2转动,省去了齿轮箱和联轴节,使驱动***重量减轻,提高了能量使用效果,降低了车下噪声。
在驱动电机1与两个车轮3之间均设置有一个轴承组件,其中一个轴承组件为定位轴承9,另一个轴承组件为浮动轴承10。
如图5和图6所示,轴承组件包括轴承外圈11、轴承内圈12以及多个滚子13,多个滚子13设置在轴承外圈11和轴承内圈12之间。定位轴承9的轴承外圈11与驱动电机1的右端盖8连接,浮动轴承10的轴承外圈11与驱动电机1的左端盖7连接,轴承外圈11设置有凹槽结构,其截面形状为“凹”形结构,滚子13嵌入凹槽结构内转动。定位轴承9和浮动轴承10的轴承内圈12均与车轴2过盈配合连接。在左端盖7和右端盖8上设置有给轴承组件供油的注油口22。
如图5所示,右端盖8沿车轴2轴向延伸出凸环结构8-1,右端盖8的截面形状呈“┠”形,右端盖8“┠”形顶部的一角通过固定螺栓23与驱动电机1的外壳4固定连接。定位轴承9设置在凸环结构8-1与车轴2之间,定位轴承9的轴承外圈11与凸环结构8-1的内表面连接。在凸环结构8-1上设置有注油口,用于给内部的定位轴承9注油。
定位轴承9的轴承内圈12靠近驱动电机1的一侧设置内密封圈15,靠近车轮3的一侧为挡圈14,挡圈14的另一侧为外密封圈16,内密封圈15和外密封圈16分别与车轴2过盈连接。
定位轴承9的内密封圈15与右端盖8通过迷宫结构密封连接,右端盖8与内密封圈15接触的一端截面呈“T”形结构8-2,即右端盖8“┠”形底部的一端呈“T”形结构8-2,内密封圈15的截面形状与“T”形结构8-2相配合,内密封圈15将“T”形结构8-2的一角包裹,通过该结构使密封效果更好。
迷宫结构设置在内密封圈15与右端盖8的接触面上,包括设置在内密封圈15上的多个凹槽19,部分凹槽19设置在与“T”形结构8-2顶表面接触的部位,部分凹槽19设置在与“T”形结构8-2一角接触的部位,在与“T”形结构8-2顶表面接触的凹槽19内设置密封圈20,密封圈20的另一面抵住“T”形结构8-2实现密封,在“T”形结构8-2的一角设置凸起21,凸起21与内密封圈15设置在“T”形结构8-2一角的凹槽19配合密封,通过迷宫结构使内密封圈15与右端盖8密封性能更佳。
在定位轴承9的外密封圈16靠近车轮3的一侧还设置有一个密封盖17,外密封圈16与该密封盖17通过迷宫结构密封连接。密封盖17沿车轴2轴向延伸出两个凸圆结构,分别为第一凸圆结构17-1和第二凸圆结构17-2,密封盖17的截面呈”上”字形结构,第一凸圆结构17-1的外缘抵住轴承外圈11,第二凸圆结构17-2的外表面与外密封圈16通过迷宫结构密封连接。密封盖17安装在右端盖8上,密封盖17与右端盖8的凸环结构8-1通过紧固螺栓24固定,固定后密封盖17的第一凸圆结构17-1压紧轴承外圈11。
在第一凸圆结构17-1与轴承外圈11之间设置有隔套18,在隔套18的一侧抵住轴承外圈11,另一侧与第一凸圆结构17-1接触,隔套18用于安装密封盖17时观察密封盖17是否压紧轴承外圈11,在不设置隔套18的情况下,密封盖17安装后如果与凸环结构8-1留有缝隙,则说明密封盖17压紧了轴承外圈11,但如果没有留缝隙,则无法判断密封盖17是否已经压紧轴承外圈11,此时如果在内部加入了隔套18,则可以通过调整隔套18的厚度,使密封盖17在安装时永远与凸环结构8-1之间留有缝隙,这样就确保了密封盖17压紧轴承外圈11。
第二凸圆结构17-2的外表面与外密封圈16通过迷宫结构密封连接,在外密封圈16上设置多个凹槽19,在凹槽19内设置密封圈20,密封圈20的另一面抵住第二凸圆结构17-2的外表面实现密封。
如图5所示,定位轴承9的轴承内圈12的一侧设置有凸起结构12-1,设置凸起结构12-1的一侧为靠近驱动电机1的一侧,在定位轴承9的轴承内圈12的另一侧设置一个挡圈14,设置挡圈14的一侧为靠近车轮3的一侧。定位轴承9的轴承内圈12截面形状为“L”形,其凸起结构12-1抵住滚子13靠近驱动电机1的一面,挡圈14的截面形状为倒“L”形,挡圈14卡和在定位轴承9的轴承内圈12上,将滚子13靠近车轮3的一面抵住,挡圈14的形状和安装结构一方面能够使滚子13不能够位移,另一方面方便滚子13安装拆卸。通过定位轴承9的轴承内圈12的截面形状设计以及挡圈14的设置,限制了除滚子13自身轴向转动外的所有自由度,使得定位轴承9中的滚子13不能够沿车轴2轴向左右移动,实现了电机的横向定位。
如图6所示,左端盖7沿车轴2轴向延伸出凸环结构7-1,左端盖7的截面形状呈“┨”形,左端盖7“┨”形顶部的一端通过固定螺栓23与驱动电机1的外壳4固定连接。浮动轴承10设置在凸环结构7-1与车轴2之间,浮动轴承10的轴承外圈11与凸环结构7-1的内表面连接。在凸环结构7-1上设置有注油口,用于给内部的浮动轴承10注油。
浮动轴承10的轴承内圈12的两侧分别设置有内密封圈15和外密封圈16,内密封圈15靠近驱动电机1一侧,外密封圈16靠近车轮3一侧,内密封圈15和外密封圈16分别与车轴2过盈连接。
浮动轴承10的内密封圈15与左端盖7通过迷宫结构密封连接,左端盖7与内密封圈15接触的一端截面呈“T”形结构7-2,即左端盖7“┨”形底部的一端呈“T”形结构7-2,内密封圈15的截面形状与“T”形结构7-2相配合,内密封圈15将“T”形结构7-2的一角包裹,通过该结构使密封效果更好。
迷宫结构设置在内密封圈15与左端盖7的接触面上,包括设置在内密封圈15上的多个凹槽19,部分凹槽19设置在与“T”形结构7-1顶表面接触的部位,部分凹槽19设置在与“T”形结构7-1一角接触的部位,在与“T”形结构7-1顶表面接触的凹槽19内设置密封圈20,密封圈20的另一面抵住“T”形结构7-1实现密封,在“T”形结构7-1的一角设置凸起21,凸起21与内密封圈15设置在“T”形结构7-1一角的凹槽19配合密封,通过迷宫结构使内密封圈15与左端盖7密封性能更佳。
在浮动轴承10的外密封圈16靠近车轮3的一侧还设置有一个密封盖17,外密封圈16与该密封盖17通过迷宫结构密封连接。密封盖17沿车轴2轴向延伸出两个凸圆结构,分别为第一凸圆结构17-1和第二凸圆结构17-2,密封盖17的截面呈”上”字形结构,第一凸圆结构17-1的外缘抵住轴承外圈11,第二凸圆结构17-2的外表面与外密封圈16通过迷宫结构密封连接。密封盖17安装在左端盖7上,密封盖17与左端盖7的凸环结构7-1通过紧固螺栓24固定,固定后密封盖17的第一凸圆结构17-1压紧轴承外圈11。
在第一凸圆结构17-1与轴承外圈11之间设置有隔套18,在隔套18的一侧抵住轴承外圈11,另一侧与第一凸圆结构17-1接触,隔套18用于安装密封盖17时观察密封盖17是否压紧轴承外圈11,在不设置隔套18的情况下,密封盖17安装后如果与凸环结构7-1留有缝隙,则说明密封盖17压紧了轴承外圈11,但如果没有留缝隙,则无法判断密封盖17是否已经压紧轴承外圈11,此时如果在内部加入了隔套18,则可以通过调整隔套18的厚度,使密封盖17在安装时永远与凸环结构7-1之间留有缝隙,这样就确保了密封盖17压紧轴承外圈11。
第二凸圆结构7-2的外表面与外密封圈16通过迷宫结构密封连接,在外密封圈16上设置多个凹槽19,在凹槽19内设置密封圈20,密封圈20的另一面抵住第二凸圆结构17-2的外表面实现密封。
如图6所示,浮动轴承10的轴承内圈12的截面形状呈圆台形,滚子13与圆台形的上表面接触,滚子13能够沿车轴2轴向左右移动,浮动轴承10的轴承内圈12截面形状选择为两侧有倒角的圆台形,而并非简单的表面为直线的圆柱形,主要为防止因直线加工的误差或加工后存在毛刺,使滚子13的左右位移受阻。由于驱动电机1套装悬挂在车轴2上,驱动电机1的自身重量使车轴2有一定的挠度,这样就使得与车轴2过盈连接的转子5和与电机外壳4固定连接的定子6之间产生应力,浮动轴承10的滚子13连同浮动轴承10的轴承外圈11、密封盖17和左端盖7一并与轴承内圈12之间产生左右位移,释放定子6和转子5的横向移动,减少了转子5与定子6之间的应力,保证了直驱电机的性能。
左端盖7与密封盖17的设置形状以及与浮动轴承10和内外密封圈的接触形式,使左端盖7、密封盖17能够随滚子13的横向位移,从而释放转子5与定子6之间的应力。
浮动轴承10的外密封圈16与密封盖17的迷宫结构采用密封圈20形式,而不采用凸起21与凹槽19配合的形式,也是为了方便左端盖7、密封盖17随滚子13的横向位移。
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。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型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,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (12)
1.一种电机直驱转向架,包括构架,在构架上设置有牵引装置、基础制动装置、二系弹簧以及轮对驱动***,所述轮对驱动***包括驱动电机、穿过所述驱动电机设有的中心孔的车轴,设置在所述车轴两侧的两个车轮,所述构架包括两侧侧梁和与两侧侧梁固定连接的横梁,其特征在于:在所述侧梁的底部固定有托板,所述基础制动装置固定在所述托板和侧梁上。
2.根据权利要求1所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:所述托板焊接固定在侧梁底部内侧,在托板与侧梁底部之间焊接固定有多块加强筋。
3.根据权利要求1所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:在所述侧梁内侧立板上设置有一个固定点,在所述托板上设置有三个固定点,所述基础制动装置的一侧与四个固定点栓接固定。
4.根据权利要求1所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:在所述驱动电机两侧分别设置一个轴承组件,其中一个轴承组件为定位轴承,另一个轴承组件为浮动轴承。
5.根据权利要求4所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:所述轴承组件包括轴承外圈、轴承内圈以及设置在轴承内圈和轴承外圈之间的滚子,所述轴承外圈与所述驱动电机的端盖连接,所述轴承内圈与所述车轴过盈连接,所述轴承外圈设置凹槽结构,所述滚子嵌入所述凹槽内。
6.根据权利要求5所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:所述定位轴承的轴承内圈的一侧设置有凸起结构,另一侧设置一挡圈,所述定位轴承的滚子两侧分别被所述凸起结构和挡圈抵住。
7.根据权利要求5所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:所述浮动轴承的轴承内圈的截面形状为圆台形,所述浮动轴承的滚子可沿车轴轴向位移。
8.根据权利要求5至7任一项所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:在所述驱动电机两侧分别设置一个所述端盖,所述端盖中心设置有车轴穿过的通孔,所述端盖沿车轴轴向延伸出凸环结构,所述轴承组件设置在凸环结构与车轴之间,所述轴承外圈与所述凸环结构连接。
9.根据权利要求4所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:在所述轴承内圈两侧分别设置有内密封圈和外密封圈,所述内密封圈和外密封圈与车轴过盈连接,所述内密封圈与端盖通过迷宫结构密封连接,所述外密封圈与一密封盖通过迷宫结构密封连接,所述密封盖与端盖固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:所述端盖与所述内密封圈接触的一端截面呈“T”形结构,所述内密封圈的截面形状与所述“T”形结构配合,所述内密封圈将所述“T”形结构的一角包裹。
11.根据权利要求9所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:所述密封盖沿车轴轴向延伸出第一凸圆结构和第二凸圆结构,第一凸圆结构的外缘抵住所述轴承外圈,第二凸圆结构的外表面与所述外密封圈通过迷宫结构密封连接。
12.根据权利要求11所述的一种电机直驱转向架,其特征在于:在所述第一凸圆结构与轴承外圈之间设置有隔套,所述隔套的一侧抵住所述轴承外圈,另一侧与所述第一凸圆结构接触。
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Granted publication date: 20150422 Effective date of abandoning: 20170405 |