一種四軸式機車轉向架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種四軸式機車轉向架，包括輪對組裝、驅動單元、一系懸掛和二系懸掛、構架、牽引裝置，驅動單元包括電機、承載式齒輪箱和電機懸掛橫梁，電機、承載式齒輪箱和電機懸掛橫梁連接為一個質量整體，質量整體靠近電機的一側通過吊座和第一橡膠關節(jié)懸掛在構架的中間橫梁上；質量整體靠近電機懸掛橫梁的一側通過第一擺桿和第二擺桿吊掛在構架的端梁上，第一擺桿和第二擺桿的兩端分別設置有第二橡膠關節(jié)、第三橡膠關節(jié)、第四橡膠關節(jié)和第五橡膠關節(jié)。如此設置，本發(fā)明提供的四軸式機車，其能夠保證在高速運行時，具有較好的穩(wěn)定性，且可靠性較高。
【專利說明】一種四軸式機車轉向架

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機車【技術領域】，更具體地說，涉及一種四軸式機車轉向架。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中的Β0-Β0軸式機車，即四軸式機車，最大運用速度大于160km/h的車型較多，其二軸轉向架總體技術和部件技術在不斷提高。
[0003]四軸式機車技術主要包括采用牽引電機彈性架懸或半體懸技術，牽引電機和承載式傳動齒輪箱一體化技術，輪對空心軸傳動技術，二系高撓圓簧，盤形制動等。
[0004]然而，現(xiàn)有技術中仍然存在160km/h以上速度運行時機車平穩(wěn)性不理想、穩(wěn)定性儲備較少、可靠性有待提高等問題。


【發(fā)明內容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種四軸式機車轉向架，其能夠保證在高速運行時，具有較好的穩(wěn)定性，且可靠性較高。
[0006]本發(fā)明提供的四軸式機車轉向架，包括輪對組裝、驅動單元、一系懸掛和二系懸掛、構架、牽引裝置，所述驅動單元包括電機、承載式齒輪箱和電機懸掛橫梁，所述電機、所述承載式齒輪箱和所述電機懸掛橫梁連接為一個質量整體，所述質量整體靠近所述電機的一側通過吊座和第一橡膠關節(jié)懸掛在所述構架的中間橫梁上；所述質量整體靠近所述電機懸掛橫梁的一側通過第一擺桿和第二擺桿吊掛在所述構架的端梁上，所述第一擺桿和所述第二擺桿的兩端分別設置有第二橡膠關節(jié)、第三橡膠關節(jié)、第四橡膠關節(jié)和第五橡膠關節(jié)，所述第一擺桿的下端的所述第二橡膠關節(jié)連接所述電機懸掛橫梁，所述第一擺桿的上端的所述第三橡膠關節(jié)連接所述構架的端梁，所述第二擺桿的下端的所述第四橡膠關節(jié)連接所述承載式齒輪箱，所述第二擺桿的上端的所述第五橡膠關節(jié)連接所述構架的端梁。
[0007]優(yōu)選地，所述電機懸掛橫梁與所述構架的端梁之間通過橫向耦合減振器相連。
[0008]優(yōu)選地，所述電機懸掛橫梁與所述構架的端梁之間設有第一止擋和第二止擋。
[0009]優(yōu)選地，所述一系懸掛包括轉臂軸箱、用于承擔縱向剛度的轉臂橡膠關節(jié)、用于承擔垂向剛度的彈簧組和垂向減振器，且所述轉臂橡膠關節(jié)和所述彈簧組用于共同承擔橫向剛度。
[0010]優(yōu)選地，所述彈簧組深入于構架側梁。
[0011]優(yōu)選地，還包括第一抗蛇行減振器和第二抗蛇行減振器，二者斜對稱布置在所述構架與車體之間。
[0012]優(yōu)選地，還包括第一二系橫向減振器和第二二系橫向減振器，二者斜對稱布置在所述構架的端梁上，且連接于所述構架的端梁與車體。
[0013]優(yōu)選地，所述牽引裝置包括設置于所述構架的中間橫梁牽引座、第六橡膠關節(jié)、牽引桿及車體牽引座，所述牽引桿為單桿結構，用于承受拉壓牽引沖擊載荷，所述中間橫梁牽引座布置在所述構架的中間橫梁下方，所述第六橡膠關節(jié)處于所述構架的中間橫梁下方。
[0014]優(yōu)選地，所述掃石器包括掃石器支架，且所述掃石器支架上部開孔，便于螺栓聯(lián)接至所述構架，且所述掃石器支架的下部為板狀結構并開有若干圓孔和腰孔。
[0015]本發(fā)明提供的四軸式機車轉向架，包括輪對組裝、驅動單元、一系懸掛和二系懸掛、構架、牽引裝置、及掃石器，所述驅動單元包括電機、承載式齒輪箱和電機懸掛橫梁，所述電機、所述承載式齒輪箱和所述電機懸掛橫梁連接為一個質量整體，所述質量整體靠近所述電機的一側通過吊座和第一橡膠關節(jié)懸掛在所述構架的中間橫梁上；所述質量整體靠近所述電機懸掛橫梁的一側通過第一擺桿和第二擺桿吊掛在所述構架的端梁上，所述第一擺桿和所述第二擺桿的兩端分別設置有第二橡膠關節(jié)、第三橡膠關節(jié)、第四橡膠關節(jié)和第五橡膠關節(jié)，所述第一擺桿的下端的所述第二橡膠關節(jié)連接所述電機懸掛橫梁，所述第一擺桿的上端的所述第三橡膠關節(jié)連接所述構架的端梁，所述第二擺桿的下端的所述第四橡膠關節(jié)連接所述承載式齒輪箱，所述第二擺桿的上端的所述第五橡膠關節(jié)連接所述構架的端梁。如此設置，第一橡膠關節(jié)和第一擺桿、第二擺桿三者實現(xiàn)了質量整體的三點穩(wěn)定懸掛，又由于第一擺桿和第二擺桿兩端內裝有第二橡膠關節(jié)、第三橡膠關節(jié)、第四橡膠關節(jié)及第五橡膠關節(jié)，使得第一擺桿和第二擺桿可以靈活橫向擺動，從而質量整體質心也跟著可以橫向擺動，實現(xiàn)了質量整體與構架之間的運動解耦，即實現(xiàn)了驅動單元相對構架的橫向彈性架懸。兩套驅動單元的橫向彈性架懸大幅減小了簧間橫動質量和搖頭慣量，而簧間橫動質量和搖頭慣量對轉向架蛇行穩(wěn)定性、輪軌作用力、脫軌系數(shù)和機車平穩(wěn)性有顯著影響。因此，兩套驅動單元的橫向彈性架懸能有效提高轉向架穩(wěn)定性，有效降低輪軌作用力和脫軌系數(shù)，有效改善機車運行平穩(wěn)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1a為本發(fā)明【具體實施方式】中四軸式機車的轉向架主視示意圖；
[0018]圖1b為本發(fā)明【具體實施方式】中四軸式機車的轉向架左視示意圖；
[0019]圖1c為本發(fā)明【具體實施方式】中四軸式機車的轉向架俯視示意圖；
[0020]圖2a為本發(fā)明【具體實施方式】中驅動單元的懸掛主視示意圖；
[0021]圖2b為本發(fā)明【具體實施方式】中驅動單元的懸掛主視示意圖；
[0022]圖2c為本發(fā)明【具體實施方式】中驅動單元的懸掛主視示意圖；
[0023]圖3a為本發(fā)明【具體實施方式】中一系懸掛及抗蛇行減振器、二系橫向減振器安裝布直王視不意圖；
[0024]圖3b為本發(fā)明【具體實施方式】中一系懸掛及抗蛇行減振器、二系橫向減振器安裝布直王視不意圖；
[0025]圖3c為本發(fā)明【具體實施方式】中一系懸掛及抗蛇行減振器、二系橫向減振器安裝布直王視不意圖；
[0026]圖4a為本發(fā)明【具體實施方式】中牽引裝置主視示意圖；
[0027]圖4b為本發(fā)明【具體實施方式】中牽引裝置主視示意圖；

【具體實施方式】
[0028]本【具體實施方式】提供的四軸式機車轉向架，其能夠保證在高速運行時，具有較好的穩(wěn)定性，且可靠性較高。
[0029]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0030]請參考圖1a-圖lc，本【具體實施方式】提供的四軸式機車，其BO轉向架包括輪對組裝101、驅動單元102、一系懸掛103、構架104、二系懸掛106、牽引裝置105、基礎制動裝置107、輪緣潤滑裝置108、掃石器109。
[0031]其中，電機214、承載式齒輪箱213、電機懸掛橫梁212三者聯(lián)接成一個質量整體。該質量整體靠近電機214側通過吊座201和第一橡膠關節(jié)202懸掛在構架104的中間橫梁上；質量整體靠近電機懸掛橫梁212側通過兩根擺桿，即第一擺桿203和第二擺桿204吊掛在構架104的端梁上，第一擺桿203和第二擺桿204的兩端分別壓裝了第二橡膠關節(jié)205、第三橡膠關節(jié)207、第四橡膠關節(jié)206、第五橡膠關節(jié)208。
[0032]具體地，第一擺桿203的下端的第二橡膠關節(jié)205連接電機懸掛橫梁212，上端的第三橡膠關節(jié)207連接構架104的端梁，第二擺桿204的下端的第四橡膠關節(jié)206連接承載式齒輪箱213，上端的第五橡膠關節(jié)208連接構架104的端梁。
[0033]第一橡膠關節(jié)202和第一擺桿203、第二擺桿204三者實現(xiàn)了質量整體的三點穩(wěn)定懸掛，又由于第一擺桿203、第二擺桿204兩端內裝有第二橡膠關節(jié)205、第三橡膠關節(jié)207、第四橡膠關節(jié)206、第五橡膠關節(jié)208，使得第一擺桿203、第二擺桿204可以靈活橫向擺動，從而質量整體質心也跟著可以橫向擺動，實現(xiàn)了質量整體與構架104之間的運動解耦，即實現(xiàn)了驅動單元102相對構架104的橫向彈性架懸。兩套驅動單元102的橫向彈性架懸大幅減小了簧間橫動質量和搖頭慣量，而簧間橫動質量和搖頭慣量對轉向架蛇行穩(wěn)定性、輪軌作用力、脫軌系數(shù)和機車平穩(wěn)性有顯著影響。因此，兩套驅動單元102的橫向彈性架懸能有效提高所述轉向架蛇行穩(wěn)定性，有效降低輪軌作用力和脫軌系數(shù)，有效改善機車運行平穩(wěn)性。
[0034]請參考圖2a-圖2c，電機懸掛橫梁212與構架104端梁之間還通過橫向耦合減振器209相連，在機車運行在不平順的線路上時衰減驅動單元102的橫向振動，改善驅動單元102的工作條件，提高驅動單元102的可靠性；動力學仿真表明，同時橫向耦合減振器209也衰減了轉向架的橫向振動，對減小輪軌作用力有利。
[0035]第一止擋210、第二止擋211布置在電機懸掛橫梁212與構架104端梁之間，起到限制驅動單元102過大的橫向擺動，確保驅動單元102與輪對組裝101具有正常的工作間隙，同時提高空心軸六連桿傳動機構的壽命和可靠性。
[0036]請參考圖3a-圖3c，一系懸掛103包括轉臂軸箱301、轉臂橡膠關節(jié)302、彈簧組303和垂向減振器304組成。一系垂向剛度主要由鋼彈簧組303承擔，一系縱向剛度主要由轉臂橡膠關節(jié)302承擔，一系橫向剛度由轉臂橡膠關節(jié)302鋼彈簧組303共同承擔。轉臂軸箱301配合轉臂橡膠關節(jié)302可以實現(xiàn)一系垂向剛度與橫向、縱向剛度的相互獨立，而橫向剛度與縱向剛度易于通過轉臂橡膠關節(jié)302內部結構實現(xiàn)。所以，轉向架的一系三向剛度實現(xiàn)了相對獨立。另外，彈簧組303深入構架104側梁，降低了構架104距軌面的高度，使轉向架結構更緊湊。
[0037]如圖3a_圖3c所示，第一抗蛇行減振器305、第二抗蛇行減振器306斜對稱布置在構架104與車體之間。第一抗蛇行減振器305、第二抗蛇行減振器306與構架的連接點的連線通過轉向架中心。當轉向架如309方向搖頭時，兩側第一抗蛇行減振器305、第二抗蛇行減振器306都受壓，因此會施加給轉向架兩個作用力Fl和F2。力Fl和力F2可以分解為縱向分力和橫向分力，縱向分力大小相等方向相反，合力為O ;橫向分力Fly和F2y也是大小相等方向相反，相互抵消，構架受橫向合力為O。當轉向架反向搖頭時，同樣地，構架所受第一抗蛇行減振器305、第二抗蛇行減振器306施加的橫向合力為O。
[0038]因此，消除了由抗蛇行減振器引起的轉向架橫向耦合振動。另外，由于BO轉向架的簧間質量繞轉向架中心的搖頭慣量最小，故第一抗蛇行減振器305、第二抗蛇行減振器306相對轉向架中心斜對稱布置有利于減小簧間質量的搖頭慣量，從而進一步提高所述轉向架蛇行穩(wěn)定性和平穩(wěn)性。另外，第一抗蛇行減振器305、第二抗蛇行減振器306斜對稱布置使得轉向架雙向運行時具有相同的穩(wěn)定性。
[0039]如圖3a_圖3c所示，第一二系橫向減振器307、第二二系橫向減振器308斜對稱布置在構架104端梁上，連接構架104端梁與車體。端梁布置使得第一二系橫向減振器307、第二二系橫向減振器308距所述轉向架中心有一定縱向距離，機車運行時第一二系橫向減振器307、第二二系橫向減振器308承受的往復力乘以該距離就是所述轉向架的抗搖頭力矩，該力矩能起到額外的抗蛇行作用。另外，經(jīng)動力學仿真表明，第一二系橫向減振器307、第二二系橫向減振器308端梁布置能一定程度改善機車高速運行時轉向架的輪軸橫向力。
[0040]如圖4a和圖4b所示，牽引裝置105主要包括設置于構架104的中間橫梁牽引座401、第六橡膠關節(jié)402、牽引桿403、第七橡膠關節(jié)404、車體牽弓丨座405。牽引桿403為單桿結構，能承受拉壓牽引沖擊載荷，結構簡單可靠。構架104的中間橫梁牽引座401布置在構架104中間橫梁下方，距離軌面較近，實現(xiàn)了低位牽引，軸重轉移小，粘著利用率高。另外，由于第六橡膠關節(jié)402處于構架104中間橫梁正下方，非常靠近轉向架縱向中心位置，這個特點使得機車在曲線通過時，在牽引桿縱向載荷作用下，牽引裝置105對轉向架的輪軸橫向力、輪軌橫向力、脫軌系數(shù)等橫向動力學性能指標影響極小，并實現(xiàn)了機車雙向運行具有相同的動力學性能。相反的，如果牽引裝置105的第六橡膠關節(jié)402處于構架104的端梁附近，那么曲線通過時在牽引桿縱向載荷作用下，牽引裝置105會施加一個橫向分立至構架104端梁，從而惡化轉向架輪軸力并依次影響輪軌力和脫軌系數(shù)，增大脫軌風險。
[0041]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種四軸式機車轉向架，包括輪對組裝、驅動單元、一系懸掛和二系懸掛、構架、牽引裝置，其特征在于，所述驅動單元包括電機、承載式齒輪箱和電機懸掛橫梁，所述電機、所述承載式齒輪箱和所述電機懸掛橫梁連接為一個質量整體，所述質量整體靠近所述電機的一側通過吊座和第一橡膠關節(jié)懸掛在所述構架的中間橫梁上；所述質量整體靠近所述電機懸掛橫梁的一側通過第一擺桿和第二擺桿吊掛在所述構架的端梁上，所述第一擺桿和所述第二擺桿的兩端分別設置有第二橡膠關節(jié)、第三橡膠關節(jié)、第四橡膠關節(jié)和第五橡膠關節(jié)，所述第一擺桿的下端的所述第二橡膠關節(jié)連接所述電機懸掛橫梁，所述第一擺桿的上端的所述第三橡膠關節(jié)連接所述構架的端梁，所述第二擺桿的下端的所述第四橡膠關節(jié)連接所述承載式齒輪箱，所述第二擺桿的上端的所述第五橡膠關節(jié)連接所述構架的端梁。
2.如權利要求1所述的四軸式機車轉向架，其特征在于，所述電機懸掛橫梁與所述構架的端梁之間通過橫向耦合減振器相連。
3.如權利要求2所述的四軸式機車轉向架，其特征在于，所述電機懸掛橫梁與所述構架的端梁之間設有第一止擋和第二止擋。
4.如權利要求3所述的四軸式機車轉向架，其特征在于，所述一系懸掛包括轉臂軸箱、用于承擔縱向剛度的轉臂橡膠關節(jié)、用于承擔垂向剛度的彈簧組和垂向減振器，且所述轉臂橡膠關節(jié)和所述彈簧組用于共同承擔橫向剛度。
5.如權利要求4所述的四軸式機車轉向架，其特征在于，所述彈簧組深入于構架側梁。
6.如權利要求5所述的四軸式機車轉向架，其特征在于，還包括第一抗蛇行減振器和第二抗蛇行減振器，二者斜對稱布置在所述構架與車體之間。
7.如權利要求6所述的四軸式機車轉向架，其特征在于，還包括第一二系橫向減振器和第二二系橫向減振器，二者斜對稱布置在所述構架的端梁上，且連接于所述構架的端梁與車體。
8.如權利要求7所述的四軸式機車轉向架，其特征在于，所述牽引裝置包括設置于所述構架的中間橫梁牽引座、第六橡膠關節(jié)、牽引桿及車體牽引座，所述牽引桿為單桿結構，用于承受拉壓牽引沖擊載荷，所述中間橫梁牽引座布置在所述構架的中間橫梁下方，所述第六橡膠關節(jié)處于所述構架的中間橫梁下方。
【文檔編號】B61G9/00GK104228866SQ201410553502
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權日:2014年10月17日
【發(fā)明者】陳喜紅, 陳國勝, 鄧小星, 何橋, 王志明, 廖從建, 陳宇向, 李茂春, 易興利, 喻佳文, 高祥, 羅漢, 何燁, 于海航, 蒲全衛(wèi) 申請人:南車株洲電力機車有限公司