專利名稱：機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到鐵路機(jī)車的轉(zhuǎn)向架領(lǐng)域，特指一種機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，尤其 適用于200km/h速度等級的鐵路機(jī)車。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，200km/h速度等級電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架技術(shù)在歐洲己比較成熟，如X2000、 KTT、 1016, 101、 S252、 BB36000等。它們的動力車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)各有特點，但均采用了高 可靠性、輕量化、免維護(hù)、換件修的設(shè)計原則；均采用電機(jī)全懸掛結(jié)構(gòu)降低簧下重量來 滿足高速運行性能，并進(jìn)行了大量的試驗驗證工作，其安全可靠性得到了運行驗證。對于國內(nèi)，在總結(jié)SS8、SS9、DF11等準(zhǔn)高速機(jī)車的基礎(chǔ)上，從1999年開始研制200km/h 電力機(jī)車及動力車轉(zhuǎn)向架，如奧星、藍(lán)箭、中華之星等轉(zhuǎn)向架。這些轉(zhuǎn)向架的成功研制 為我國高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)發(fā)展奠定了較為堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。以上高速動力轉(zhuǎn)向架均采用2軸B0-B0結(jié)構(gòu)型式，不能完全滿足我國鐵路客貨運輸 要求，主要表現(xiàn)在牽引能力不夠。C0-C0六軸200km/h機(jī)車雖然可以提高牽引能力，但較 小半徑曲線通過能力較差。由于國外先進(jìn)國家的200km/h機(jī)車基本不采用C0-C0軸式， 其B0-B0軸式機(jī)車的先進(jìn)成熟技術(shù)很難在該軸式機(jī)車上采用。前蘇聯(lián)為鐵路提高貨運能力，成功開發(fā)了四軸轉(zhuǎn)向架的八軸速度100km/h的內(nèi)燃機(jī) 車TEM7，其運用效果良好。1988年為提高鐵路客運能力，成功研制成功TEP80型號單節(jié) 八軸客運內(nèi)燃機(jī)車，運營速度160km/h，用于牽引1600t的客運列車。俄羅斯于1997年 在TEP80的基礎(chǔ)上，研制成功EP200交流電力客運機(jī)車，功率8000kW,運營速度200km/h， 可牽引20節(jié)客車。2002年兩臺機(jī)車投入運營，其4軸轉(zhuǎn)向架的最高速度為250km/h。 單節(jié)八軸機(jī)車具有牽引功率大，粘著重量大，牽引能力大，曲線通過性能好，輪軌磨耗 小等缺點。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種牽引 功率大、粘著重量大、牽引能力大、曲線通過性能好、輪軌磨耗小的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn) 向架。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為 一種機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其 特征在于它包括構(gòu)架以及裝設(shè)于構(gòu)架上的四個輪對、驅(qū)動裝置、懸掛機(jī)構(gòu)、制動裝置 和傳動機(jī)構(gòu)，所述輪對通過懸掛機(jī)構(gòu)安裝于構(gòu)架上，每個輪對分別與安裝于構(gòu)架上的傳 動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置相連，所述四個輪對成對地分成兩組，同組中兩個輪對之間通過帶球 面軸箱軸承的均衡梁相連，所述均衡梁通過支承軸固定于構(gòu)架上，均衡梁與構(gòu)架之間設(shè) 有一根或一根以上的螺旋彈簧。所述支承軸的上端固定于構(gòu)架上，底端固定于均衡梁中部的空腔內(nèi)，支承軸底端與 均衡梁內(nèi)壁之間設(shè)有橡膠導(dǎo)柱。所述構(gòu)架與機(jī)車車體之間通過中心銷相連并實現(xiàn)機(jī)車牽引與制動，所述中心銷的一 端通過螺栓與車體固接，另一端的外圓周處設(shè)有自潤滑球套，自潤滑球套壓入構(gòu)架的銷 孔內(nèi)，自潤滑球套與銷孔的內(nèi)壁之間設(shè)有與自潤滑球套配合的外套，自潤滑球套通過壓 板固定。所述每組輪對兩個車輪對應(yīng)相連的驅(qū)動裝置呈對置狀布置，所述驅(qū)動裝置中牽引電 機(jī)的一端依次通過電機(jī)懸掛臂、擺桿以及兩個橡膠關(guān)節(jié)懸掛于構(gòu)架端梁或橫梁上，另一 端通過吊掛座和橡膠關(guān)節(jié)懸掛于構(gòu)架的端梁或橫梁上，所述牽引電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與輪 對的空心軸相連。所述制動裝置包括制動盤、閘片、閘片托、制動缸以及制動杠桿機(jī)構(gòu)，所述制動盤 固定于輪對上并夾設(shè)于車輪的兩側(cè)，與制動盤配合的閘片裝設(shè)于閘片托上，閘片托通過 制動杠桿機(jī)構(gòu)與制動缸相連，制動缸和閘片托通過橡膠關(guān)節(jié)吊掛在構(gòu)架上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于1、 本發(fā)明的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其采用四軸結(jié)構(gòu)，提高了電力機(jī)車穩(wěn)定性、平 穩(wěn)性和曲線通過性能，尤其是提高電力機(jī)車小半徑曲線通過性能；2、 本發(fā)明的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其架采用四軸結(jié)構(gòu)，提高了電力機(jī)車牽引功率、 粘著重量、牽引能力，可明顯提高鐵路運輸效率，節(jié)省機(jī)車制造成本和運輸成本；3、 本發(fā)明的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其轉(zhuǎn)向架上四個輪對成對地分成兩組，同組中兩個輪對之間通過帶球面軸箱軸承的均衡梁相連，該結(jié)構(gòu)的采用使所述轉(zhuǎn)向架具有曲線通過性能好，輪軌磨耗小等優(yōu)點；4、 本發(fā)明的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其中心銷式牽引裝置的應(yīng)用，簡化了所述轉(zhuǎn)向 架的結(jié)構(gòu)，減小轉(zhuǎn)向架二系彈簧和減振器的位移載荷，利于維護(hù)檢修；5、 本發(fā)明的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其電機(jī)彈性架懸的應(yīng)用，提高了所述轉(zhuǎn)向架的運行穩(wěn)定性和平穩(wěn)性；減小電機(jī)振動，改善構(gòu)架的受力狀態(tài)，事宜于高速運行；6、本發(fā)明的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其輪盤制動裝置的應(yīng)用，提高了所述轉(zhuǎn)向架的 空氣制動可靠性，避免了踏面制動對車輪的損傷。


圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中均衡梁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明中中心銷的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明中驅(qū)動裝置和傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明中牽引電機(jī)懸掛的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明中制動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說明1、輪對2、均衡梁3、抗蛇行減振器4、中心銷5、高圓螺旋彈簧6、垂向減震器7、垂向減震器8、構(gòu)架9、車體12、牽引電機(jī)14、橫向減震器22、螺旋彈簧23、橡膠導(dǎo)柱24、支承軸41、壓板42、自潤滑球套43、外套44、銷孔45、螺栓101、制動缸102、制動杠桿機(jī)構(gòu)103、橡膠關(guān)節(jié)104、制動盤105、螺栓106、閘片托107、閘片111、傳動銷112、空心軸113、傳動軸承114、承載式齒輪箱115、從動齒輪116、從動齒輪117、傳動盤118、傳力橡膠關(guān)節(jié)119、主動齒輪131、橡膠關(guān)節(jié)132、關(guān)節(jié)螺栓133、擺桿134、電機(jī)懸掛臂135、掛臂螺栓136、螺栓137、吊掛座138、螺栓139、橡膠關(guān)節(jié)具體實施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，它包括構(gòu)架8以及裝設(shè) 于構(gòu)架8上的四個輪對1,輪對1通過懸掛機(jī)構(gòu)安裝于構(gòu)架8上，每個輪對1分別與安裝 于構(gòu)架8上的傳動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置相連，四個輪對1成對地分成兩組，同組中兩個輪對l 之間通過帶球面軸箱軸承的均衡梁2相連，均衡梁2通過支承軸24固定于構(gòu)架8上，均 衡梁2與構(gòu)架8之間設(shè)有一根或一根以上的螺旋彈簧22。每組輪對1和相應(yīng)的兩個均衡 梁2通過四個球面軸箱軸承組成一個平行四邊形機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以發(fā)生菱形變形，以適 應(yīng)曲線通過的要求。菱形變形的回復(fù)力矩由螺旋彈簧22的橫向剛度提供。這種輪對定位 方式保證了本方案4軸轉(zhuǎn)向架的曲線通過性能。參見圖3所示，支承軸24的上端通過螺 栓固定于構(gòu)架8上，底端則固定于均衡梁2中部的空腔內(nèi)，支承軸24底端與均衡梁2內(nèi) 壁之間設(shè)有橡膠導(dǎo)柱23，這樣由均衡梁2相連的每組輪對1和構(gòu)架8之間的垂直方向上 靠螺旋彈簧22以及支承軸24支撐，橫向和縱向則由橡膠導(dǎo)柱23定位，并在構(gòu)架8和均 橫梁2之間設(shè)置的垂向減振器7，以此形成一系懸掛系統(tǒng)。本實施例中，構(gòu)架8采用"目" 字形結(jié)構(gòu)，由鋼板焊接而成；構(gòu)架8主要用來傳遞牽引和制動力，支承車體9的重量， 適應(yīng)曲線通過，承受來自輪對1和車體9的振動，同時支承電機(jī)、制動器、傳動裝置及 輔助裝置。輪對1采用整體輾鋼車輪，空心合金鋼車軸；其用來實現(xiàn)牽引和制動，支承 機(jī)車重量，實現(xiàn)機(jī)車導(dǎo)向，適應(yīng)曲線通過，適應(yīng)機(jī)車的橫向穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向架與車體9相 連時，在構(gòu)架8與車體9之間設(shè)置若干組高圓螺旋彈簧5，輔之以垂向減震器6、橫向減 震器14、抗蛇行減振器3形成二系懸掛系統(tǒng)，其中，抗蛇行減振器3和橫向減震器14 裝設(shè)于構(gòu)架8的側(cè)面，另一端裝設(shè)于車體9上；垂向減震器6裝設(shè)于構(gòu)架8與車體9之 間以及構(gòu)架8與均衡梁2之間。兩組懸掛系統(tǒng)保證了機(jī)車的平穩(wěn)性和舒適性，保證了采 用了本發(fā)明四軸高速轉(zhuǎn)向架機(jī)車的高速平穩(wěn)性和舒適性。如圖4所示，本發(fā)明中轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架8與機(jī)車車體9之間通過中心銷4相連并實現(xiàn) 機(jī)車牽引與制動。中心銷4的一端通過螺栓45與車體9固接，另一端的外圓周處設(shè)有自 潤滑球套42，自潤滑球套42壓入構(gòu)架8的銷孔44內(nèi)，自潤滑球套42與銷孔44的內(nèi)壁之間設(shè)有與自潤滑球套42配合的外套43，自潤滑球套42通過壓板41固定與保護(hù)。自潤 滑球套42與外套43之間縱向?qū)崿F(xiàn)牽引力傳遞，并可實現(xiàn)橫向、垂向運動及轉(zhuǎn)動。因此， 本發(fā)明轉(zhuǎn)向架中的牽引結(jié)構(gòu)簡單，能較好適應(yīng)轉(zhuǎn)向架與車體9間的各種運動。
如圖5所示，本發(fā)明中的每個輪對1均與一個獨立的驅(qū)動裝置(采用牽引電機(jī))和 傳動機(jī)構(gòu)相連，每組輪對1的兩個驅(qū)動裝置呈對置狀布置，采用對置的設(shè)計理念旨在保 證轉(zhuǎn)向架的簧間質(zhì)量質(zhì)心盡量靠近轉(zhuǎn)向架的幾何中心，減少轉(zhuǎn)向架的搖頭轉(zhuǎn)動慣量。另 一方面由于轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動采用輪盤制動，受結(jié)構(gòu)空間的限制，而必須采用對置方式。 驅(qū)動裝置的牽引電機(jī)12通過傳動機(jī)構(gòu)與空心軸112相連，傳動機(jī)構(gòu)采用承載式齒輪箱 114，空心軸112通過端部的傳動銷111和傳動盤117與輪對1相連，傳動銷111與傳動 盤117之間設(shè)有傳力橡膠關(guān)節(jié)118。承載式齒輪箱114中設(shè)有與牽引電機(jī)12輸出軸相連 的主動齒輪119,主動齒輪119通過與其嚙合的從動齒輪115、 116以及傳動軸承113與 空心軸112相連。參見圖6所示，本實施例中，驅(qū)動裝置采用架懸方式與構(gòu)架8相連， 驅(qū)動裝置中牽引電機(jī)12的一端依次通過電機(jī)懸掛臂134、擺桿133以及兩個橡膠關(guān)節(jié)131 懸掛于構(gòu)架8端梁或橫梁上，電機(jī)懸掛臂134通過掛臂螺栓135固定于牽引電機(jī)12上； 擺桿133的一端利用橡膠關(guān)節(jié)131和關(guān)節(jié)螺栓132固定于構(gòu)架8端梁或橫梁上，另一端 與電機(jī)懸掛臂134相連。牽引電機(jī)12的另一端通過吊掛座137和橡膠關(guān)節(jié)139懸掛于構(gòu) 架8的端梁或橫梁上，吊掛座137通過螺栓136固定在電機(jī)12上，而橡膠關(guān)節(jié)139的芯 軸通過螺栓138固定在構(gòu)架8上。驅(qū)動裝置的牽引電機(jī)采用彈性架懸，有效地提高了本 發(fā)明四軸轉(zhuǎn)向架的運動臨界速度和機(jī)車的平穩(wěn)性。
如圖7所示，本發(fā)明中的制動裝置包括制動盤104、閘片107、閘片托106、制動缸 101以及制動杠桿機(jī)構(gòu)102，制動盤104通過特殊螺栓105與輪對1連接，夾設(shè)于車輪的 兩側(cè)，與制動盤104配合的閘片107裝設(shè)于閘片托106上，閘片托106通過制動杠桿機(jī) 構(gòu)102與制動缸101相連接為一整體。制動缸101和閘片托106通過橡膠關(guān)節(jié)103吊掛 在構(gòu)架8上。這種盤形制動的方式，保證了采用本發(fā)明四軸高速轉(zhuǎn)向架機(jī)車的高速制動 性能和可靠性。
權(quán)利要求
1、一種機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其特征在于它包括構(gòu)架(8)以及裝設(shè)于構(gòu)架(8)上的四個輪對(1)、驅(qū)動裝置、懸掛機(jī)構(gòu)、制動裝置和傳動機(jī)構(gòu)，所述輪對(1)通過懸掛機(jī)構(gòu)安裝于構(gòu)架(8)上，每個輪對(1)分別與安裝于構(gòu)架(8)上的傳動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置相連，所述四個輪對(1)成對地分成兩組，同組中兩個輪對(1)之間通過帶球面軸箱軸承的均衡梁(2)相連，所述均衡梁(2)通過支承軸(24)固定于構(gòu)架(8)上，均衡梁(2)與構(gòu)架(8)之間設(shè)有一根或一根以上的螺旋彈簧(22)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其特征在于所述支承軸(24) 的上端固定于構(gòu)架(8)上，底端固定于均衡梁(2)中部的空腔內(nèi)，支承軸(24)底端 與均衡梁(2)內(nèi)壁之間設(shè)有橡膠導(dǎo)柱(23)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其特征在于所述構(gòu)架(8) 與機(jī)車車體(9)之間通過中心銷(4)相連并實現(xiàn)機(jī)車牽引與制動，所述中心銷(4)的 一端通過螺栓(45)與車體(9)固接，另一端的外圓周處設(shè)有自潤滑球套(42)，自潤 滑球套(42)壓入構(gòu)架(8)的銷孔(44)內(nèi)，自潤滑球套(42)與銷孔(44)的內(nèi)壁之 間設(shè)有與自潤滑球套(42)配合的外套(43),自潤滑球套(42)通過壓板(41)固定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其特征在于所述每組輪對 (1)兩個車輪對應(yīng)相連的驅(qū)動裝置呈對置狀布置，所述驅(qū)動裝置中牽引電機(jī)(12)的一端依次通過電機(jī)懸掛臂(134)、擺桿(133)以及兩個橡膠關(guān)節(jié)(131)懸掛于構(gòu)架(8) 端梁或橫梁上，另一端通過吊掛座(137)和橡膠關(guān)節(jié)(139)懸掛于構(gòu)架(8)的端梁或 橫梁上，所述牽引電機(jī)(12)通過傳動機(jī)構(gòu)與輪對(1)的空心軸(112)相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其特征在于所述每組輪對(1) 兩個車輪對應(yīng)相連的驅(qū)動裝置呈對置狀布置，所述驅(qū)動裝置中牽引電機(jī)(12)的一端依 次通過電機(jī)懸掛臂(134)、擺桿(133)以及兩個橡膠關(guān)節(jié)(131)懸掛于構(gòu)架(8)端梁 或橫梁上，另一端通過吊掛座(137)和橡膠關(guān)節(jié)(139)懸掛于構(gòu)架(8)的端梁或橫梁 上，所述牽引電機(jī)(12)通過傳動機(jī)構(gòu)與輪對(1)的空心軸(112)相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其特征在于所述制動裝置 包括制動盤(104)、閘片(107)、閘片托(106)、制動缸(101)以及制動杠桿機(jī)構(gòu)(102)， 所述制動盤(104)固定于輪對(1)上并夾設(shè)于車輪的兩側(cè)，與制動盤(104)配合的閘片(107)裝設(shè)于閘片托(106)上，閘片托(106)通過制動杠桿機(jī)構(gòu)(102)與制動缸 (101)相連，制動缸(101)和閘片托(106)通過橡膠關(guān)節(jié)(103)吊掛在構(gòu)架(8)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其特征在于所述制動裝置包括 制動盤(104)、閘片(107)、閘片托(106)、制動缸(101)以及制動杠桿機(jī)構(gòu)(102), 所述制動盤(104)固定于輪對(1)上并夾設(shè)于車輪的兩側(cè)，與制動盤(104)配合的閘 片(107)裝設(shè)于閘片托(106)上，閘片托(106)通過制動杠桿機(jī)構(gòu)(102)與制動缸(101)相連，制動缸(101)和閘片托(106)通過橡膠關(guān)節(jié)(103)吊掛在構(gòu)架(8)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，其特征在于所述制動裝置包括 制動盤(104)、閘片(107)、閘片托(106)、制動缸(101)以及制動杠桿機(jī)構(gòu)(102)， 所述制動盤(104)固定于輪對(1)上并夾設(shè)于車輪的兩側(cè)，與制動盤(104)配合的閘 片(107)裝設(shè)于閘片托(106)上，閘片托(106)通過制動杠桿機(jī)構(gòu)(102)與制動缸(101)相連，制動缸(101)和閘片托(106)通過橡膠關(guān)節(jié)(103)吊掛在構(gòu)架(8)上。
全文摘要
一種機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架，它包括構(gòu)架以及裝設(shè)于構(gòu)架上的四個輪對、驅(qū)動裝置、懸掛機(jī)構(gòu)、制動裝置和傳動機(jī)構(gòu)，所述輪對通過懸掛機(jī)構(gòu)安裝于構(gòu)架上，每個輪對分別與安裝于構(gòu)架上的傳動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置相連，所述四個輪對成對地分成兩組，同組中兩個輪對之間通過帶球面軸箱軸承的均衡梁相連，所述均衡梁通過支承軸固定于構(gòu)架上，均衡梁與構(gòu)架之間設(shè)有一根或一根以上的螺旋彈簧。本發(fā)明是一種牽引功率大、粘著重量大、牽引能力大、曲線通過性能好、輪軌磨耗小的機(jī)車用四軸高速轉(zhuǎn)向架。
文檔編號B61F3/00GK101269663SQ20081003086
公開日2008年9月24日 申請日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者廖志偉, 張開林, 張紅軍, 晉軍輝, 李冠軍, 赟 羅, 鄒文輝, 源 鐘, 陳喜紅, 陳國勝, 陳曉峰, 彬 高, 黃志輝 申請人:南車株洲電力機(jī)車有限公司