一种带摇枕100%地板有轨电车转向架 |
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| 申请号 | CN201610462558.0 | 申请日 | 2016-06-23 | 公开(公告)号 | CN105857332A | 公开(公告)日 | 2016-08-17 |
| 申请人 | 通号轨道车辆有限公司; | 发明人 | 周飞; 王湘涛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种带摇枕100%低地板有轨电车 转向架 。所述转向架包括构架、 二系悬挂 、通过二系悬挂装在构架上的摇枕、前后轮对、以及两套分别驱动前后轮对的驱动单元；所述摇枕包括整体呈U型的摇枕主体，在摇枕主体中部固定安装有牵引销座，该摇枕主体与牵引销座之间固定设置有牵引拉杆安装座、横向止档 接触 座、横向 减振器 安装座；各安装座与摇枕主体、牵引销座之间形成整体结构；所述摇枕的两端部设有位于二系 弹簧 安装座上方的旁承安装点，该旁承安装点上设有用于将车体的垂向 载荷 直接传递到构架的旁承；所述摇枕的两端部均设有位于旁承安装点两侧的垂向减振器支座。本发明提高了车辆的临界车速，降低了 车轮 磨耗速度，提高了车轮使用寿命。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种带摇枕100%低地板有轨电车转向架，包括构架（1）、二系悬挂（5）、通过二系悬挂（5）装在构架（1）上的摇枕（2）、前后轮对（3）、以及两套分别驱动前后轮对（3）的驱动单元（4）；其特征在于，所述摇枕（2）包括整体呈U型的摇枕主体（21），在摇枕主体（21）中部固定安装有牵引销座（22），该摇枕主体（21）与牵引销座（22）之间固定设置有牵引拉杆安装座（23）、横向止档接触座（24）、横向减振器安装座（25）；所述牵引拉杆安装座（23）、横向止档接触座（24）、横向减振器安装座（25）与摇枕主体（21）、牵引销座（22）之间形成整体结构；所述摇枕（2）的两端部设有位于二系弹簧安装座上方的旁承安装点（27），该旁承安装点（27）上设有用于将车体的垂向载荷直接传递到构架的旁承（51）；所述摇枕（2）的两端部均设有位于旁承安装点（27）两侧的垂向减振器支座（26）。 |
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| 说明书全文 | 一种带摇枕100%地板有轨电车转向架技术领域[0001] 本发明涉及一种带摇枕100%低地板有轨电车转向架，属于轨道车辆领域。 背景技术[0002] 因100%低地板有轨电车运营速度不高，目前100%低地板有轨电转向架多采用独立轮对结构与无摇枕结构来解决转向架上方地板高度的问题。独立轮对存在导向性能差、无蛇形运动容易引起轮缘偏磨导致使用寿命缩短的缺点。无摇枕结构转向架，车体通过二系弹簧直接与转向架相连，车体与转向架之间的相对运动及力的传递为多种模态叠加的结果，其稳定性、平稳性、安全性较差，例如长客专利（CN101101189A）、唐车专利（CN103802852A）。在带摇枕100%低地板有轨电车转向架中，阿尔斯通专利（EP2676859A1、US9096240B2）提供了一种转向架方案，其摇枕与车体连接为回转轴承连接，车体与摇枕间无回转阻尼，容易发生摇头振动，并且车体垂向力全部由摇枕中部承受，摇枕受力状况不好。牵引拉杆长度较短，牵引拉杆橡胶节点的纵向刚度对摇枕垂向运动耦合较大，会降低牵引拉杆橡胶节点的使用寿命。 发明内容[0004] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种带摇枕100%低地板有轨电车转向架，包括构架、二系悬挂、通过二系悬挂装在构架上的摇枕、前后轮对、以及两套分别驱动前后轮对的驱动单元；其特征在于，所述摇枕包括整体呈U型的摇枕主体，在摇枕主体中部固定安装有牵引销座，该摇枕主体与牵引销座之间固定设置有牵引拉杆安装座、横向止档接触座、横向减振器安装座；所述牵引拉杆安装座、横向止档接触座、横向减振器安装座与摇枕主体、牵引销座之间形成整体结构；所述摇枕的两端部设有位于二系弹簧安装座上方的旁承安装点，该旁承安装点上设有用于将车体的垂向载荷直接传递到构架的旁承；所述摇枕的两端部均设有位于旁承安装点两侧的垂向减振器支座。 [0005] 由此，本发明的旁承设置于二系弹簧的正上方，有利于垂向力的传递，显著改善摇枕的受力状况。 [0006] 本发明在二系悬挂与车体之间增加摇枕，将车体与转向架之间的垂向与旋转运动解耦，降低由构架传递给车体的蛇形振动；车体的垂向载荷通过摇枕两端的旁承传递，旁承与车体接触面之间设置一定的摩擦系数来提供回转阻尼，吸收车体与摇枕间的摇头振动。通过以上两方面来提高车辆行驶的临界车速。 [0007] 本发明增加摇枕后，会显著降低车体、构架、轮对间的蛇形共振几率，从而使轮对的蛇形运动振幅减小，降低车轮磨耗速度，提高车轮使用寿命。 [0008] 根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：所述二系悬挂包括安装在所述旁承安装点上的旁承、装在所述牵引销座上的牵引销、四个装在二系弹簧安装座上的二系弹簧、四根装在垂向减振器支座上的垂向减振器、两个设置在横向止档接触座一侧的横向止档、单根或两根装在横向减振器安装座上的横向减振器、两根装在牵引拉杆安装座上的牵引拉杆；优选所述摇枕本体中部两侧设置有防侧滚装置安装点，所述二系悬挂包括装在防侧滚装置安装点上的防侧滚装置；优选二系弹簧为橡胶沙漏簧。 [0009] 所述横向减振器相对水平面倾斜向上布置，横向减振器的上端朝向构架的中心；所述横向减振器布置在转向架的纵向中心面，且两根横向减振器相对转向架的横向中心面对称设置；优选所述横向止档位于相应侧的横向减振器上方，横向止档布置在转向架的纵向中心面上，且两个横向止档相对转向架的横向中心面对称设置。这样一种对称的布置使得车体与构架之间横向力的传递比较均衡。减振器设置为两根，且对转向架的横向中心面对称设置，可以有效地均衡传递横向阻尼力，并且横向减振器在构架上的安装位置能减小由横向减振器传递给车体的振动，从而提高车辆行驶平稳性。采用两根横向减振器能降低单根减振器阻尼系数的要求，可以提高横向减振器的使用寿命。 [0010] 所述垂向减振器通过垂向减振器支座安装在构架的承载底框外侧的四个角落处，且四根垂向减振器相对转向架的横向中心面对称设置。 [0011] 所述两根牵引拉杆呈Z字形布置在摇枕和构架之间，所述牵引拉杆在摇枕上的安装点位于远离构架的一侧；优选两根牵引拉杆的橡胶节点垂直布置。 [0012] 单根横向减振器布置于构架与摇枕之间的空隙处；单根横向减振器的下部安装点与构架连接，上部安装点与摇枕连接；所述横向减振器斜向上安装；优选两个横向止档分别连接在构架的底框上，在摇枕的底部设置有与相应横向止档接触的止档座。 [0013] 两根牵引拉杆平行安装在摇枕与构架之间，用于传递摇枕与构架之间的纵向力，且牵引拉杆在摇枕上的安装位置在远离构架的一侧，且两根牵引拉杆相对转向架的横向中心面对称设置。 [0014] 斜向上安装的两根横向减振器布置于构架与摇枕之间的空隙处的，两根横向减振器绕摇枕的中心垂直方向呈旋转对称布置；优选两个横向止档分别连接在构架的底框上，在摇枕底部设置有与横向止档接触的止档座；所述横向止档布置在转向架的纵向中心面上，且两个横向止档相对转向架的横向中心面对称设置；优选所述两根牵引拉杆呈Z字形布置在摇枕和构架之间，所述牵引拉杆在摇枕上的安装点位于远离构架的一侧。由此，减振器设置为两根，且对转向架的横向中心面对称设置，可以有效地均衡传递横向阻尼力，并且横向减振器在构架上的安装位置能减小由横向减振器传递给车体的振动，从而提高车辆行驶平稳性。采用两根横向减振器能降低单根减振器阻尼系数的要求，可以提高横向减振器的使用寿命。 [0015] 所述摇枕本体两端的中部位置设有提吊止档安装点，该提吊止档安装点上装有二系提吊止档；优选所述二系提吊止档包括吊杆、压板、橡胶板、连接板、挡块；所述吊杆上部通过两个压板和橡胶板使吊杆与固定摇枕上的连接板柔性连接，所述吊杆下部穿过构架上的提吊孔，在构架下方设有与吊杆固定相连的挡块；更优选所述吊杆与挡块螺纹连接。 [0016] 所述牵引销的上部用于与车体连接，该牵引销中部与摇枕的牵引销座之间为圆柱滑动副，滑动配合部分设置有自润滑滑动轴承，该牵引销下部与一带锁紧槽的螺母螺纹连接；优选在螺母与摇枕的牵引销座之间设置有自润滑滑动板，自润滑滑动板固定安装在摇枕的牵引销座上；优选在的牵引销座处设有用于安装V型橡胶密封圈的凹槽。 [0017] 本发明中，所述横向减振器相对水平面倾斜向上的倾斜角度为，当车体运动到最低位置时，横向减振器的顶端位于底端之上。换句话说，所述横向减振器相对水平面倾斜向上布置的倾斜角度应当满足车体运动到最低位置时，横向减振器处于水平位置以上。 [0018] 本发明采取小直径整体轮对、驱动单元纵向安装在车轮外侧，轴箱布置在车轮内侧。 [0019] 在摇枕与构架之间安装防侧滚装置，不影响垂向刚度的情况下能提高二系悬挂的侧滚刚度，从而减小车体的侧滚角度。 [0020] 本发明的摇枕结构型式中，牵引销座由圆钢加工或铸造而成，焊接于摇枕主体中部，在摇枕主体与牵引销座之间焊接有牵引拉杆安装座、横向止档接触座、横向减振器安装座，这些安装座与摇枕主体、牵引销形成统一的整体。 [0021] 此外，两根牵引拉杆呈Z字形布置在摇枕与构架之间，传递摇枕与构架之间的纵向力，为使牵引拉杆长度尽量做长，牵引拉杆在摇枕上的安装位置在远离构架的一侧。 [0022] 本发明的横向减振器安装座、横向止档安装座、防侧滚装置安装座集成一体。两根横向减振器布置在构架底框中部，位于构架纵向中心面位置。两个横向止档布置在横向减振器上方，位于构架纵向中心面位置。 [0024] （2）、车轮磨耗速度低，使用寿命长。根据运营试验，独立轮对的旋转周期约为3-5万公里，而整体轮对旋轮周期约为10万公里，整体轮对的车轮的使用寿命更长。若采用整体轮对，随着车速增加，无摇枕转向架与本发明带摇枕的转向架轮缘磨耗指数差值越大，到车速100Km/h时，整车平均磨耗指数之和相差约40KN，带摇枕的转向架的轮缘磨耗指数要低。 [0025] （3）、阿尔斯通带摇枕转向架采用转动轴承承载，车体的垂直载荷集中在摇枕中部，再通过摇枕体传递到两端的二系弹簧，对摇枕体的抗疲劳强度要求较高；车体通过回转轴承与摇枕相对转到时，回转阻尼小，不能衰减转动振动；摇枕与构架之间的牵引拉杆长度短，摇枕在垂向运动时会附加较大幅度的转动运动。本发明涉及的摇枕结构采用全旁承承载，车体的垂直载荷通过摇枕两端的旁承直接向下传递给二系弹簧，摇枕中部的牵引销只传递水平方向的力，摇枕的受力工况更好；旁承与车体之间设定合理的摩擦系数，从而产生阻尼衰减车体与摇枕间的转动振动；牵引拉杆从摇枕底部穿过，长度尽量加长，使得由牵引拉杆引起的干扰摇枕垂向、横向运动的耦合减小。附图说明 [0026] 图1是本发明一个实施例的立体结构原理图；图2是本发明所述构架的结构示意图； 图3是本发明所述摇枕的结构示意图； 图4是图3的沿着转向架的纵剖面示意图； 图5是本发明一种实施例的俯视图； 图6是图5的沿着转向架的纵剖面示意图； 图7是本发明所述中心销的连接示意图； 图8是本发明所述二系提吊止档的结构示意图； 图9是本发明另一个实施例的结构原理图； 图10是本发明又一个实施例的结构原理图。 具体实施方式[0027] 以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。 [0028] 实施例1一种带摇枕100%低地板有轨电车转向架，如图1所示，主体由构架1、摇枕2、轮对3、驱动单元4、二系悬挂5等组成。 [0029] 如图2所示，构架由承载底框11、轴箱弹簧安装支腿12、驱动单元安装纵梁13组焊而成，各个子部件由钢板焊接成箱型封闭梁结构，整体满足强度、刚度要求。驱动单元安装纵梁13将前后轴箱安装支腿12连接成一个整体，提高了构架的刚度，减小构架在纵向上的弯曲变形。 [0030] 横向减振器安装座、横向止档安装座、防侧滚装置安装座集成一体14，焊接在底框中部，减少了零部件数量，集成化程度高。 [0031] 垂向减振器支座15焊位于底框四个角落处，位于底框外侧，通过焊接于底框立板相连。 [0032] 如图3、图4所示，摇枕主体21是由钢板拼焊而成的箱型结构，横截面为U字形，牵引销座22由圆钢加工或铸造而成，焊接于摇枕主体中部，在摇枕主体与牵引销座之间焊接有牵引拉杆安装座23、横向止档接触座24、横向减振器安装座25，这些安装座与摇枕主体、牵引销形成统一的整体，保证有足够的强度传递摇枕与构架间的水平方向上的力。 [0033] 摇枕两端二系弹簧安装座处设置有四个垂向减振器支座26，减振器支座与摇枕主体通过焊接相连，在弹簧座上方设置有旁承安装点27。 [0034] 摇枕中部两侧设置有防侧滚装置安装点28。两端设置有提吊止档安装点29。 [0035] 轮对3主要由车轴、弹性车轮、轴箱、轴承、圆锥橡胶轴箱弹簧组成。圆锥橡胶轴箱弹簧安装在构架轴箱弹簧安装支腿上的安装座内，圆锥橡胶轴箱弹簧与安装座之间采取过渡配合。 [0036] 驱动单元4采用两套分别驱动前后轮对。每套驱动单元由电机、齿轮箱、联轴器、挠性联轴器组成，电机与齿轮箱壳体通过螺栓连接成一个刚性整体，通过三个弹性安装点与构架驱动单元安装纵梁连接。齿轮箱输出轴通过挠性联轴器与车轮连接，传递扭矩。 [0037] 二系悬挂5起连接转向架与车体，传递转向架与车体之间各个方向上的力的作用。如图5、图6所示，二系悬挂由摇枕、旁承51、牵引销52、四个二系橡胶沙漏簧53、四根垂向减振器54、两个横向止档55、两根横向减振器56、两根纵向牵引拉杆57以及防侧滚装置58组成。 [0038] 车体与摇枕之间垂向载荷通过旁承51传递，旁承位于二系弹簧的上方，有利于垂向载荷直接传递到构架，改善摇枕的受力状况。 [0039] 两根横向减振器56布置于转向架纵向中心面上，下部安装点通过螺栓与构架连接，上部安装点通过螺栓与摇枕连接，减振器斜向上安装，与转向架横向中心面对称。两个横向止档55分别位于两根横向减振器上方，通过螺栓与构架相连。这样一种对称的布置使得车体与构架之间横向力的传递比较均衡。 [0040] 两根牵引拉杆57呈Z字形布置在摇枕与构架之间，传递摇枕与构架之间的纵向力，为使牵引拉杆长度尽量做长，牵引拉杆在摇枕上的安装位置在远离构架的一侧。牵引拉杆的橡胶节点垂直布置，有利于摇枕的垂向、横向运动具有较低的刚度。 [0041] 防侧滚装置58的扭杆通过2个旋转副固定在摇枕上，两侧吊杆通过螺栓与构架连接。 [0042] 如图7所示，车体与摇枕之间水平方向载荷通过牵引销52传递，牵引销上部通过螺栓与车体连接，牵引销中部与摇枕牵引销座之间为圆柱滑动副，配合部分设置有自润滑滑动轴承59。牵引销下部加工螺纹，用一带锁紧槽的螺母60紧固，起到提吊作用。在螺母与摇枕牵引销座之间设置有自润滑滑动板61，自润滑滑动板用沉头螺钉安装在摇枕牵引销座上。在摇枕牵引销座处设计有一凹槽，用于安装V型橡胶密封圈62，防止灰尘、水等进入摇枕牵引销座内。 [0043] 如图6所示，在摇枕两端中部设置有二系提吊止档63。如图8所示，提吊止档由吊杆64、压板65、橡胶板66、连接板67、挡块68组成，吊杆上部通过两个压板65和橡胶板66使吊杆与连接板67柔性连接，连接板67再通过四个螺栓与摇枕连接，吊杆下部从构架上的提吊孔穿过，挡块与杆体之间通过螺纹连接，从而调整挡块与构架之间的间隙。 [0044]实施例2 一种带摇枕100%低地板有轨电车转向架，其主体结构与实施例1相同，区别在于二系悬挂，如图9所示，二系悬挂由摇枕、旁承、牵引销、四个二系橡胶沙漏簧、四根垂向减振器、两个横向止档71、单根横向减振器72、两根纵向牵引拉杆73以及防侧滚装置74组成。 [0045] 单根横向减振器72布置于构架与摇枕之间的空隙处，下部安装点通过螺栓与构架连接，上部安装点通过螺栓与摇枕连接，横向减振器斜向上安装。两个横向止档71分别位于底框上，通过螺栓与构架相连，在摇枕底部设置有与横向止档接触的止档座。 [0046] 两根牵引拉杆73平行布置在摇枕与构架之间，传递摇枕与构架之间的纵向力，为使牵引拉杆长度尽量做长，牵引拉杆在摇枕上的安装位置在远离构架的一侧。牵引拉杆一端通过螺栓连接在构架上，另一端通过螺栓连接在摇枕上。 [0047] 防侧滚装置74的扭杆通过2个旋转副固定在构架底框上，两侧吊杆通过螺栓与摇枕连接。 [0048]实施例3 一种带摇枕100%低地板有轨电车转向架，其主体结构与实施例1相同，区别在于二系悬挂，如图10所示，二系悬挂由摇枕、旁承、牵引销、四个二系橡胶沙漏簧、四根垂向减振器、两个横向止档81、两根横向减振器82、两根纵向牵引拉杆83组成。 [0049] 两根横向减振器82布置于构架与摇枕之间的空隙处，绕摇枕中心垂直方向成旋转对称布置，下部安装点通过螺栓与构架连接，上部安装点通过螺栓与摇枕连接，减振器斜向上安装。两个横向止档81分别位于底框上，通过螺栓与构架相连，在摇枕底部设置有与横向止档接触的止档座。 [0050] 两根牵引拉杆83呈Z字形布置在摇枕与构架之间，比实施例1的横向跨距略宽，传递摇枕与构架之间的纵向力，为使牵引拉杆长度尽量做长，牵引拉杆在摇枕上的安装位置在远离构架的一侧。牵引拉杆一端通过螺栓连接在构架上，另一端通过螺栓连接在摇枕上。 |
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