CN105818829B - 一种快速铁路货车转向架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速铁路货车转向架，包括构架以及通过轴箱悬挂装置安装于构架下方的前轮对轴箱组件和后轮对轴箱组件，轴箱悬挂装置包括四套弹性支承体，弹性支承体包括上橡胶支承环、上金属支承体、下橡胶支承环和下金属支承体，上金属支承体包括上中心筒部、上弧形连接部和上安装筒部，上橡胶支承环套装在上中心筒部上，下金属支承体包括下中心筒部、下弧形连接部和下安装筒部，下橡胶支承环套装在下中心筒部上，下安装筒部固定于轴箱上，下橡胶支承环设置于上安装筒部内。该转向架减少了每轴的簧下质量，使空车和重车下车辆运行都具有良好的垂向动力学性能，可实现铁路货物运输的快速化，大幅度提高铁路的运能。
Description
技术领域
本发明涉及一种转向架，特别是指一种快速铁路货车转向架。
背景技术
车辆转向架作为轨道车辆整车的一个关键部件,其承担着承载车架以上各部分重量、保证车辆顺利通过曲线的任务，是车辆运行安全性、平稳性和稳定性指标的主要实现部件，即轨道车辆自身的运行速度和承载能力主要由转向架的性能决定。目前国内外铁路货车转向架有两种基本类型，一种是传统三大件式转向架，另一种是焊接构架式转向架。传统货车转向架大都采用了三大件式转向架结构，如转8系列、转K系列转向架(除转K3转向架外)，但是由于三大件式转向架抗菱刚度小、簧下质量大以及采用单侧踏面制动方式，因此其具有临界速度较低、对线路损伤较大、制动时车轮热负荷大的缺点，运行速度都不会超过120km/h；焊接构架式转向架是欧洲货运车辆转向架的典型代表，如法国Y25型、德国DB661和DRRS型、英国TF型等，这些转向架适应线路扭曲能力差，目前最高运营速度也就160km/h。
近年来，物流市场对货物送达时效性的要求越来越高，零担集装箱等高附加值货物运输的快速化是铁路货运新的增长点。目前国内一些车辆制造厂在研制快速货运车辆转向架，最高速度也仅限于160km/h，且还未达到实际商业运行速度的要求。
因此，开发200km/h速度等级的货运车辆转向架作为今后铁路发展快速货运的基础，是目前本技术领域技术人员亟待进行的技术研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种快速铁路货车转向架，该转向架减少了每轴的簧下质量，使空车和重车下车辆运行都具有良好的垂向动力学性能，可实现铁路货物运输的快速化，大幅度提高铁路的运能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种快速铁路货车转向架，包括构架以及通过轴箱悬挂装置安装于构架下方的前轮对轴箱组件和后轮对轴箱组件，所述构架和前轮对轴箱组件之间、构架和后轮对轴箱组件之间均设置有制动装置，所述前轮对轴箱组件与构架之间的轴箱悬挂装置包括四套弹性支承体，所述四套弹性支承体的其中两套安装于所述前轮对轴箱组件的左轴箱与构架之间，剩余两套弹性支承体安装于前轮对轴箱组件的右轴箱和构架之间，所述的弹性支承体包括上橡胶支承环、上金属支承体、下橡胶支承环和下金属支承体，所述上金属支承体由上而下包括上中心筒部、上弧形连接部和上安装筒部，所述上金属支承体成倒置的漏斗状；所述上橡胶支承环的内孔套装在所述上中心筒部上，所述上橡胶支承环的外周设置有与构架接触配合的圆锥面，所述下金属支承体由上而下包括下中心筒部、下弧形连接部和下安装筒部，所述下橡胶支承环的内孔套装在所述下中心筒部上，所述下安装筒部固定于轴箱上，所述下橡胶支承环设置于所述上安装筒部内，所述上金属支承体和下金属支承体同心设置。
作为一种优选的方案，所述上金属支承体和下金属支承体上分别设置有圆周均布的2-4条盲槽。
作为一种优选的方案，所述上金属支承体上的盲槽由上安装筒部的下端向上延伸至上弧形连接部与上中心筒部的相交处；所述下金属支承体上的盲槽由下安装筒部的下端向上延伸至下弧形连接部与下中心筒部的相交处。
作为一种优选的方案，所述构架成工字形结构，所述构架包括两个平行的侧梁以及焊接于所述侧梁之间的枕梁，每个侧梁的下方前端部和后端部分别设置有前轮对安装座和后轮对安装座，所述上橡胶支承环的外周与前轮对安装座和后轮对安装座配合，所述枕梁的中部上方设置有球面接触式的下心盘，所述枕梁上位于下心盘的左右两侧分别设置有侧减震装置。
作为一种优选的方案，所述侧减震装置包括侧支座、两个减震弹簧和上固定板，所述上固定板安装于侧支座上，所述两个减震弹簧预压于上固定板和侧支座之间，所述上固定板上固定有与货车的车架接触的摩擦板。
作为一种优选的方案，所述上固定板的下方设置有下摩擦齿，对应的构架上位于上固定板的下方固定有与上固定板配合的配合板，所述配合板的上方设置有与下摩擦齿啮合的上摩擦齿。
作为一种优选的方案，所述制动装置包括悬挂安装在构架的枕梁上的夹钳式单元制动器和过盈安装在车轴上的制动盘。
作为一种优选的方案，所述构架的枕梁上焊接有与侧梁平行的两根安装臂，该安装臂的前端和后端分别安装有所述夹钳式单元制动器。
作为一种优选的方案，所述的构架上还安装有压力传感器，该压力传感器与夹钳式单元制动器的控制装置连接。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该货车转向架的弹性支承体包括上橡胶支承环、上金属支承体、下橡胶支承环和下金属支承体，弹性支承体采用上下叠置的形式安装，减少了每轴的簧下质量，最大限度的达到的减震的效果，同时利用橡胶的非线性刚度特性，使上橡胶支承环和下橡胶支承环共同配合在垂直方向、左右方向和前后方向均提供回复力，提高车辆运行的蛇行稳定性，保证货车在重载情况下依旧能高速运行。
又由于所述上金属支承体和下金属支承体上分别设置有圆周均布的2-4条盲槽，所述上金属支承体上的盲槽由上安装筒部的下端向上延伸至上弧形连接部与上中心筒部的相交处；所述下金属支承体上的盲槽由下安装筒部的下端向上延伸至下弧形连接部与下中心筒部的相交处。这样，在保证上金属支承体和下金属支承体具有足够强度的情况下，利用该盲槽可以在上橡胶支承环和下橡胶支承环重载变形的情况下使作用力分散，起到进一步的缓冲作用。
又由于所述构架成工字形结构，所述构架包括两个平行的侧梁以及焊接于所述侧梁之间的枕梁，每个侧梁的下方前端部和后端部分别设置有前轮对安装座和后轮对安装座，所述上橡胶支承环的外周与前轮对安装座和后轮对安装座配合，所述枕梁的中部上方设置有球面接触式的下心盘，所述枕梁上位于下心盘的左右两侧分别设置有侧减震装置，该构架为整体式焊接结构，车架与下心盘球面接触，并利用侧减震装置减震，减轻了车架对下心盘球面接触部分的磨损，增大了转向架的抗菱刚度和抗剪刚度，进一步提高了减震效果，提高了车辆运行的蛇行稳定性。
又由于所述上固定板的下方设置有下摩擦齿，对应的构架上位于上固定板的下方固定有与上固定板配合的配合板，所述配合板的上方设置有与下摩擦齿啮合的上摩擦齿，这样当车架和构架支架发生扭转时，首先，侧减震装置的减震弹簧不但可提供垂向的减震，而且也具备一定的扭转回复力，同时，利用上固定板的下摩擦齿与配合板的上摩擦齿相互捏合，配合板会作用于上固定板，使上固定板回位，从而也提供车架足够的扭转力，这样，进一步的提高车辆运行的蛇行稳定性，保证货车在重载情况下依旧能高速运行。
又由于所述制动装置包括悬挂安装在构架的枕梁上的夹钳式单元制动器和过盈安装在车轴上的制动盘。所述构架的枕梁上焊接有与侧梁平行的两根安装臂，该安装臂的前端和后端分别安装有所述夹钳式单元制动器。这样，该制动装置安装非常方便，利用两根安装臂可以减少构架的重量，而同时这种制动方式可减少制动热负荷对车轮的影响，满足了大轴重、高速运行工况下的制动要求。
又由于所述的构架上还安装有压力传感器，该压力传感器与夹钳式单元制动器的控制装置连接。该压力传感器为夹钳式单元制动器提供空、重车的重量等级信号，从而控制车辆制动时夹钳式单元制动器的输出力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明实施例的转向架的立体图；
图4是构架的立体图；
图5是图2在A-A处的剖视图；
图6是图2在B-B处的剖视图；
图7是图2在C-C处的剖视图；
图8是弹性支承体的立体图；
图9是图3在I处的放大示意图；
图10是弹性支承体的剖视图；
附图中：1.前轮对轴箱组件；11.前车轮；12.前车轴；13.前右轴箱；14.前左轴箱；2.构架；21.侧梁；22.枕梁；23.下心盘；24.下安装臂；25.后轮对安装座；26.前轮对安装座；3.车架；4.压力传感器；5.弹性支承体；51.上橡胶支承环；52.上金属支承体；521.上中心筒部；522.上弧形连接部；523.上安装筒部；53.下橡胶支承环；54.下金属支承体；541.下中心筒部；542.下弧形连接部；543.下安装筒部；6.侧减震装置；61.侧支座；62.减震弹簧；63.上固定板；64.摩擦板；65.配合板；66.上摩擦齿；7.制动装置；71.制动盘；72.夹钳式单元制动器；8.后轮对轴箱组件；81.后车轮；82.后车轴；83.后右轴箱；84.后左轴箱。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明的前后是以转向架处于图1的位置时确定，图纸的左侧为前，对应的图纸的右侧为后，而左后方向是以观察者面向转向架前轮对轴箱组件1确定的，因此，图1中图纸向外的方向为右，指向图纸向内的方向为左。
如图1至3所示，一种快速铁路货车转向架，包括构架2以及通过轴箱悬挂装置安装于构架2下方的前轮对轴箱组件1和后轮对轴箱组件8，所述构架2和前轮对轴箱组件1之间、构架2和后轮对轴箱组件8之间均设置有制动装置7。
再如图1至图3所示，前轮对轴箱组件1包括两个前车轮11和一根前车轴12，前车轴12的左端和右端分别通过轴承安装于前左轴箱14和前右轴箱13上，而前左轴箱14和前右轴箱13则安装于构架2的前轮对安装座26上。
同样，后轮对轴箱组件8包括两个后车轮81和一根后车轴82，后车轴82的左端和右端分别通过轴承安装于后左轴箱84和后右轴箱83上，而后左轴箱84和后右轴箱83则安装于构架2的后轮对安装座25上。
如图2至图4所示，所述的构架2成工字形结构，所述构架2包括两个平行的侧梁21以及焊接于所述侧梁21之间的枕梁22，侧梁21采用空心方钢支承，侧梁21的左右端设置了腹板，腹板采用单板结构。每个侧梁21的下方前端部和后端部分别设置有前轮对安装座26和后轮对安装座25，前轮对轴箱组件1通过轴箱悬挂装置安装于两个侧梁21的前轮对安装座26上，后轮对轴箱组件8通过轴箱悬挂装置安装于两个侧梁21的后轮对安装座25上，所述枕梁22的中部上方设置有球面接触式的下心盘23，所述枕梁22上位于下心盘23的左右两侧分别设置有侧减震装置6。
如图1和图6所示，以前轮对轴箱组件1与构架2之间的轴箱悬挂装置为例，该轴箱悬挂装置包括四套弹性支承体5，所述四套弹性支承体5的其中两套安装于所述前轮对轴箱组件1的左轴箱与构架2的前轮对安装座26之间，剩余两套弹性支承体5安装于前轮对轴箱组件1的右轴箱和构架2的前轮对安装座26之间，如图6、图8和图10所示，所述的弹性支承体5包括上橡胶支承环51、上金属支承体52、下橡胶支承环53和下金属支承体54，所述上橡胶支承环51和下橡胶支承环53均硫化而成，上金属支承体52和下金属支承体54采用不锈钢支承，所述上金属支承体52由上而下包括上中心筒部521、上弧形连接部522和上安装筒部523，所述上金属支承体52成倒置的漏斗状；所述上橡胶支承环51的内孔套装在所述上中心筒部521上，所述上橡胶支承环51的外周设置有与构架2的前轮对安装座26接触配合的圆锥面，同样，所述下橡胶支承环53的外周设置有与上安装筒部523内孔配合的圆锥面，所述下金属支承体54由上而下包括下中心筒部541、下弧形连接部542和下安装筒部543，所述下橡胶支承环53的内孔套装在所述下中心筒部541上，所述下安装筒部543固定于轴箱上，所述下橡胶支承环53设置于所述上安装筒部523内，所述上金属支承体52和下金属支承体54上下同心设置。所述上金属支承体52和下金属支承体54上分别设置有圆周均布的2-4条盲槽。其中本实施例优选的盲槽的数目为3条，所述上金属支承体52上的盲槽由上安装筒部523的下端向上延伸至上弧形连接部522与上中心筒部521的相交处；所述下金属支承体54上的盲槽由下安装筒部543的下端向上延伸至下弧形连接部542与下中心筒部541的相交处。这样，在上橡胶支承环51和下橡胶支承环53安装有受到重载的车架3时会发生变形，而盲槽的存在给予上橡胶支承环51和下橡胶支承环53足够的变形空间，提高了减震的效果，同时也确保上橡胶支承环51和下橡胶支承环53的可靠性。
如图2、3、4、7和图9所示，所述侧减震装置6包括侧支座6、两个减震弹簧62和上固定板63，所述上固定板63安装于侧支座6上，所述两个减震弹簧62预压于上固定板63和侧支座6之间，所述上固定板63上固定有与货车的车架3接触的摩擦板64。所述上固定板63的下方设置有下摩擦齿，对应的构架2上位于上固定板63的下方固定有与上固定板63配合的配合板65，所述配合板65的上方设置有与下摩擦齿啮合的上摩擦齿66。车架3安装在构架2上时会被下心盘23以及侧减震装置6支承，而当车架3与构架2支架发生偏转时，车架3会作用于上固定板63一个扭转力，而减震弹簧62本身具备一定的扭转回复力，同时上摩擦齿66和下摩擦齿配合也会提供一定的扭转回复力，从而方便车架3回位，方便铁路火车蛇形稳定运行。
如图1、2和图3所示，所述制动装置7包括悬挂安装在构架2的枕梁22上的夹钳式单元制动器72和过盈安装在车轴上的制动盘71。所述构架2的枕梁22上焊接有与侧梁21平行的两根下安装臂24，该下安装臂24的前端和后端分别安装有所述夹钳式单元制动器72。所述的构架2上还安装有压力传感器4，该压力传感器4与夹钳式单元制动器72的控制装置连接。本实施例中，前车轴12和后车轴82上均固定两个制动盘71，对应的，下安装臂24的前端和后端安装了夹钳式单元制动器72，各夹钳式单元制动器72由控制装置控制，而压力传感器4用于检测车辆的装载情况，从而控制装置驱动夹钳式单元制动器72输出合适的夹持力。
以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种快速铁路货车转向架，包括构架(2)以及通过轴箱悬挂装置安装于构架(2)下方的前轮对轴箱组件(1)和后轮对轴箱组件(8)，所述构架(2)和前轮对轴箱组件(1)之间、构架(2)和后轮对轴箱组件(8)之间均设置有制动装置(7)，其特征在于：所述前轮对轴箱组件(1)与构架(2)之间的轴箱悬挂装置包括四套弹性支承体(5)，所述四套弹性支承体(5)的其中两套安装于所述前轮对轴箱组件(1)的左轴箱与构架(2)之间，剩余两套弹性支承体(5)安装于前轮对轴箱组件(1)的右轴箱和构架(2)之间，所述的弹性支承体(5)包括上橡胶支承环(51)、上金属支承体(52)、下橡胶支承环(53)和下金属支承体(54)，所述上金属支承体(52)由上而下包括上中心筒部(521)、上弧形连接部(522)和上安装筒部(523)，所述上金属支承体(52)成倒置的漏斗状；所述上橡胶支承环(51)的内孔套装在所述上中心筒部(521)上，所述上橡胶支承环(51)的外周设置有与构架(2)接触配合的圆锥面，所述下金属支承体(54)由上而下包括下中心筒部(541)、下弧形连接部(542)和下安装筒部(543)，所述下橡胶支承环(53)的内孔套装在所述下中心筒部(541)上，所述下安装筒部(543)固定于轴箱上，所述下橡胶支承环(53)设置于所述上安装筒部(523)内，所述上金属支承体(52)和下金属支承体(54)同心设置；
所述上金属支承体(52)和下金属支承体(54)上分别设置有圆周均布的2-4条盲槽；
所述上金属支承体(52)上的盲槽由上安装筒部(523)的下端向上延伸至上弧形连接部(522)与上中心筒部(521)的相交处；所述下金属支承体(54)上的盲槽由下安装筒部(543)的下端向上延伸至下弧形连接部(542)与下中心筒部(541)的相交处。
2.如权利要求1所述的一种快速铁路货车转向架，其特征在于：所述构架(2)成工字形结构，所述构架(2)包括两个平行的侧梁(21)以及焊接于所述侧梁(21)之间的枕梁(22)，每个侧梁(21)的下方前端部和后端部分别设置有前轮对安装座(26)和后轮对安装座(25)，所述上橡胶支承环(51)的外周与前轮对安装座(26)和后轮对安装座(25)配合，所述枕梁(22)的中部上方设置有球面接触式的下心盘(23)，所述枕梁(22)上位于下心盘(23)的左右两侧分别设置有侧减震装置(6)。
3.如权利要求2所述的一种快速铁路货车转向架，其特征在于：所述侧减震装置(6)包括侧支座(61)、两个减震弹簧(62)和上固定板(63)，所述上固定板(63)安装于侧支座(61)上，所述两个减震弹簧(62)预压于上固定板(63)和侧支座(61)之间，所述上固定板(63)上固定有与货车的车架(3)接触的摩擦板(64)。
4.如权利要求3所述的一种快速铁路货车转向架，其特征在于：所述上固定板(63)的下方设置有下摩擦齿，对应的构架(2)上位于上固定板(63)的下方固定有与上固定板(63)配合的配合板(65)，所述配合板(65)的上方设置有与下摩擦齿啮合的上摩擦齿(66)。
5.如权利要求4所述的一种快速铁路货车转向架，其特征在于：所述制动装置(7)包括悬挂安装在构架(2)的枕梁(22)上的夹钳式单元制动器(72)和过盈安装在车轴上的制动盘(71)。
6.如权利要求5所述的一种快速铁路货车转向架，其特征在于：所述构架(2)的枕梁(22)上焊接有与侧梁(21)平行的两根安装臂(24)，该安装臂(24)的前端和后端分别安装有所述夹钳式单元制动器(72)。
7.如权利要求6所述的一种快速铁路货车转向架，其特征在于：所述的构架(2)上还安装有压力传感器(4)，该压力传感器(4)与夹钳式单元制动器(72)的控制装置连接。
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