本發(fā)明涉及鐵路重載貨運機車領(lǐng)域，具體為一種機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架。

背景技術(shù)：
鐵路機車轉(zhuǎn)向架在通過曲線時，必須依靠車輪輪緣引導(dǎo)來保證轉(zhuǎn)向架沿軌道行駛。此時，鋼軌側(cè)面與車輪輪緣之間發(fā)生橫向接觸，表面發(fā)生擠壓、摩擦，導(dǎo)致輪軌產(chǎn)生磨耗。磨耗的影響因素主要是輪對沖角、輪軌橫向力。普通的機車轉(zhuǎn)向架輪對是不能相對于構(gòu)架轉(zhuǎn)動的，因此當通過曲線軌道時，輪對與軌道之間形成較大的沖角，從而產(chǎn)生附加的輪軌磨耗，曲線半徑越小，這種情況越明顯。對于重載貨運三軸轉(zhuǎn)向架來說，由于軸重大、輪對定位剛度大、軸距長，因此通過曲線時輪對沖角大、輪軌橫向力大，輪軌磨耗比較嚴重，導(dǎo)致機車與線路的養(yǎng)護成本都很高。因此，設(shè)法減小機車曲線通過時的輪對沖角與輪軌橫向力，降低輪緣磨耗，對降低鐵路機車的運營維護成本具有重要的意義。徑向轉(zhuǎn)向架分自導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架和迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架，其中自導(dǎo)向機構(gòu)相對簡單，應(yīng)用較廣。早在20世紀70年代，國外鐵路車輛開始采用徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)。機車徑向轉(zhuǎn)向架的發(fā)展遠滯后于車輛轉(zhuǎn)向架，到20世紀80年代末90年代初，其技術(shù)才出現(xiàn)突破。國內(nèi)在徑向轉(zhuǎn)向架的研究起步更晚，近年來才在車輛及內(nèi)燃機車上開發(fā)了徑向轉(zhuǎn)向架，并進行了小批量的試驗性裝車運用,如中國發(fā)明專利公開號CN03148640.1公開了一種帶有安裝在轉(zhuǎn)向梁上的單元化制動器的徑向轉(zhuǎn)向架，其包括：構(gòu)架、前輪對和后輪對、第一轉(zhuǎn)向梁和第二轉(zhuǎn)向梁、牽引連桿、軸間拉桿機構(gòu)、安裝在第一和第二轉(zhuǎn)向梁上的單元化的制動器?！秾嶒炑芯俊冯s志上發(fā)表的論文“DF8B型機車徑向轉(zhuǎn)向架的研制”、《鐵道機車車輛工人》雜志1995年12期發(fā)表的“貨運電傳動內(nèi)燃機車HTCR轉(zhuǎn)向架”均涉及一種內(nèi)燃機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架，其結(jié)構(gòu)與發(fā)明CN03148640.1基本一致。而電力機車徑向轉(zhuǎn)向架則未有開發(fā)及應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明旨在提供一種機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架，該轉(zhuǎn)向架在普通電力機車三軸轉(zhuǎn)向架上設(shè)置徑向裝置，以保證轉(zhuǎn)向架在曲線通過時，減小輪對沖角，降低輪軌橫向力，從而降低輪軌磨耗，改善機車的曲線通過性能，減少輪緣磨耗和橫向力，同時提高列車通過曲線時的速度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架，主要由三套輪對軸箱組裝、三套驅(qū)動單元、一個構(gòu)架、一套一系懸掛裝置、一套二系懸掛裝置、一套牽引裝置、三套電機懸掛裝置、一套制動裝置、一套徑向裝置組成；所述構(gòu)架主要由前端梁、兩側(cè)梁、牽引梁、中間橫梁、后端梁組成；所述構(gòu)架上設(shè)有多個安裝支座；所述三套輪對軸箱組裝分為位于前側(cè)的一位輪軸軸向組裝，位于后側(cè)的三位輪軸軸向組裝，以及位于一位輪軸軸向組裝和三位輪軸軸向組裝之間的二位輪軸軸向組裝；其結(jié)構(gòu)特點是，裝在轉(zhuǎn)向架底部的所述徑向裝置主要由樞軸、前導(dǎo)向梁、過渡耦合拉桿、支撐桿、拐臂、耦合拉桿、后導(dǎo)向梁組成；所述前導(dǎo)向梁與構(gòu)架前端梁之間、所述后導(dǎo)向梁與構(gòu)架后端梁之間均通過樞軸相連接；所述前導(dǎo)向梁與后導(dǎo)向梁均可繞樞軸轉(zhuǎn)動；所述過渡耦合拉桿安裝在前導(dǎo)向梁與拐臂之間；所述支撐桿用于支撐所述過渡耦合拉桿；所述拐臂安裝在構(gòu)架中間橫梁的下部支座上，并可相對支座轉(zhuǎn)動；所述耦合拉桿安裝在拐臂與后導(dǎo)向梁之間。由此，當轉(zhuǎn)向架通過曲線時（假設(shè)為正向前行），一位一位輪軸軸向組裝的輪對的轉(zhuǎn)動依次通過前導(dǎo)向梁、過渡耦合拉桿、拐臂、耦合拉桿、后導(dǎo)向梁傳遞到三位輪軸軸向組裝的輪對，使三位輪軸軸向組裝的輪對發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)向架各輪對同時趨于徑向位置，達到減小輪對沖角，從而取得降低輪緣磨耗的效果。以下為本發(fā)明的進一步改進的技術(shù)方案：優(yōu)選地，三套所述輪對軸箱組裝均主要由接地裝置、軸箱體、軸箱軸承、車輪、車軸組成；在每根車軸上壓裝有兩個車輪；每根車軸兩端的軸頸上壓有軸箱軸承，用于保護軸箱軸承的軸箱體與所述構(gòu)架連接；所述接地裝置裝在每套輪對軸箱組裝的一端。作為一種具體的結(jié)構(gòu)形式，所述驅(qū)動單元主要由電機、抱軸承、抱軸箱、大齒輪、齒輪箱、小齒輪組成；所述電機的輪對側(cè)通過兩個抱軸承支撐在車軸上；所述小齒輪通過內(nèi)錐套接在電機的動力輸出端；所述齒輪箱固定安裝在電機和抱軸箱上；大齒輪壓裝在所述車軸上；由此所述驅(qū)動單元形成內(nèi)錐式小齒輪結(jié)構(gòu)。作為一種具體的結(jié)構(gòu)形式，所述一系懸掛裝置主要由前軸箱拉桿、一系垂向減振器、一系彈簧組、中軸箱拉桿、整體起吊座、后軸箱拉桿組成；所述前軸箱拉桿與前導(dǎo)向梁連接，中軸箱拉桿與構(gòu)架連接，后軸箱拉桿與后導(dǎo)向梁連接。更進一步地，所述前軸箱拉桿、中軸箱拉桿、后軸箱拉桿均采用單拉桿結(jié)構(gòu)，每根拉桿的兩端安裝有橡膠關(guān)節(jié)；所述一位輪軸軸向組裝和三位輪軸軸向組裝設(shè)有安裝在軸箱體中部的外側(cè)的一系垂向減振器，該一系垂向減振器內(nèi)部設(shè)有止擋；二位輪軸軸向組裝設(shè)有整體起吊座。優(yōu)選地，所述一系彈簧組采用雙圈鋼圓螺旋彈簧結(jié)構(gòu)，該雙圈鋼圓螺旋彈簧對稱地安裝在軸箱體兩側(cè)。進一步地，所述電機懸掛裝置主要由電機吊桿、裝在構(gòu)架安裝座上的安全托組成；牽引電機的構(gòu)架側(cè)通過電機吊桿吊掛在構(gòu)架的安裝座上。所述制動裝置主要由制動盤、不帶蓄能制動單元和帶蓄能制動單元組成；所述一位輪軸軸向組裝和三位輪軸軸向組裝的一側(cè)各裝有一套帶蓄能制動單元；所述不帶蓄能制動單元、帶蓄能制動單元吊掛在構(gòu)架上，所述制動盤安裝在輪軸軸向組裝的車輪幅板兩側(cè)；由此，所述制動裝置形成輪盤制動結(jié)構(gòu)。三套所述輪軸軸向組裝的一端裝有速度傳感器，所述接地裝置裝在輪軸軸向組裝的另一端。所述一位輪軸軸向組裝的軸箱軸承和三位輪軸軸向組裝軸的軸箱軸承均采用雙列圓錐滾子軸承，二位輪軸軸向組裝的軸箱軸承采用雙列圓柱滾子軸承。優(yōu)選地，所述二系懸掛裝置主要由端部橫向減振器、二系垂向減振器及二系彈簧組組成；所述構(gòu)架中部兩側(cè)各設(shè)一組二系彈簧組，構(gòu)架兩側(cè)梁外側(cè)各裝有一個二系垂向減振器，兩個端部橫向減振器中的一個端部橫向減振器安裝在構(gòu)架前端梁，另一個端部橫向減振器安裝在后端梁上，兩個端部橫向減振器呈斜對稱布置。優(yōu)選地，每組所述二系彈簧組均由相同的三根鋼圓螺旋彈簧并排組成。作為一種具體的結(jié)構(gòu)形式，所述牽引裝置主要由牽引法蘭、斜牽引桿、吊桿、平牽引桿組成；所述平牽引桿通過電機下方，一端通過牽引橡膠關(guān)節(jié)安裝在構(gòu)架牽引梁下部的牽引座上，另一端由兩根吊桿吊掛于構(gòu)架前端梁上；所述斜牽引桿一端與平牽引桿聯(lián)接，另一端安裝在牽引法蘭上；所述牽引法蘭安裝車體的底架牽引梁上；由此所述牽引裝置形成中央推挽式低位斜牽引桿雙桿結(jié)構(gòu)。藉由上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架技術(shù)構(gòu)思如下：輪對采用壓裝結(jié)構(gòu)，輪對采用整體輾鋼車輪和鍛造車軸，一位輪軸軸向組裝和三位輪軸軸向組裝軸箱安裝軸向游隙小的雙列圓錐滾子軸承，二位輪軸軸向組裝軸箱安裝軸向游隙大的雙列圓柱滾子軸承。驅(qū)動單元采用內(nèi)錐式小齒輪結(jié)構(gòu)，將小齒輪軸通過內(nèi)錐與電機軸套過盈配合定心。牽引電機順置，輪對側(cè)通過兩個抱軸承剛性支撐在車軸上。構(gòu)架為主要采用高強度低合金鋼板的全焊接結(jié)構(gòu)，上面裝有轉(zhuǎn)向架的各種安裝支座，是轉(zhuǎn)向架的主體結(jié)構(gòu)，構(gòu)架承受車體的質(zhì)量并傳遞牽引力與制動力。懸掛系統(tǒng)采用一系硬二系軟的結(jié)構(gòu)型式。一系懸掛采用螺旋鋼彈簧結(jié)構(gòu)，軸箱外側(cè)裝有一系垂向減振器，軸箱通過單拉桿與構(gòu)架/導(dǎo)向梁連接；二系懸掛采用螺旋鋼彈簧結(jié)構(gòu)，輔以二系垂向減振器及端部橫向減振器。牽引裝置采用中央推挽式低位斜牽引桿雙桿結(jié)構(gòu)，用于傳遞機車的牽引力與制動力。牽引電機構(gòu)架側(cè)通過吊桿彈性吊掛在構(gòu)架橫梁安裝座上?；A(chǔ)制動裝置采用單側(cè)輪盤制動結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向架底部安裝了一套徑向裝置，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向架的徑向功能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的三軸機車徑向轉(zhuǎn)向架在通過曲線的時候，其所有輪對具有自動趨于徑向位置的能力，提高了機車的曲線通過速度，減小了輪對沖角，降低了輪軌橫向力，從而降低輪軌磨耗，改善了機車的曲線通過性能。以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步闡述。附圖說明圖1是本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述輪對軸箱組裝中以一、三位輪對軸箱組裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所述驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明所述構(gòu)架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明所述一系懸掛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明所述二系懸掛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明所述牽引裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明所述電機懸掛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明所述制動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明所述徑向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是圖1的俯視圖；圖12是本發(fā)明所述輪對軸箱組裝中以二位輪對軸箱組裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖4的俯視圖；圖14是圖5的左視圖；圖15是圖6的俯視圖；圖16是圖9的俯視圖；圖17是圖10的俯視圖；在圖中1-輪對軸箱組裝；2-驅(qū)動單元；3-構(gòu)架；4-一系懸掛裝置；5-二系懸掛裝置；6-牽引裝置；7-電機懸掛裝置8-制動裝置；9-徑向裝置；11-接地裝置；12-軸箱體；13-軸箱軸承（雙列圓錐滾子軸承）；14-車輪；15-車軸；16-速度傳感器；17-軸箱軸承（雙列圓柱滾子軸承）；21-電機；22-抱軸承；23-抱軸箱；24-大齒輪；25-齒輪箱；26-小齒輪；31-前端梁；32-側(cè)梁；33-牽引梁；34-中間橫梁；34-后端梁；41-前軸箱拉桿；42-一系垂向減振器；43-一系彈簧組；44-中軸箱拉桿；45-整體起吊座；46-后軸箱拉桿；51-端部橫向減振器；52-二系垂向減振器；53-二系彈簧組；61-牽引法蘭；62-牽引橡膠關(guān)節(jié)；63-斜牽引桿；64-牽引銷；65-吊桿；66-平牽引桿；100-車體；71-電機吊桿；72-安全托；81-制動盤；82-不帶蓄能制動單元；83-帶蓄能制動單元；91-樞軸；92-前導(dǎo)向梁；93-縱向減振器；94-過渡耦合拉桿；95-支撐桿；96-拐臂；97-耦合拉桿；98-后導(dǎo)向梁。具體實施方式一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架，如圖1和11所示，為三軸結(jié)構(gòu)，它主要由三套輪對軸箱組裝1、三套驅(qū)動單元2、一個構(gòu)架3、一套一系懸掛裝置4、一套二系懸掛裝置5、一套牽引裝置6、三套電機懸掛裝置7、一套制動裝置8、一套徑向裝置9組成。如圖2和12所示，本發(fā)明實施例提供的一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架輪對軸箱組裝1，由接地裝置11、軸箱體12、軸箱軸承13,17、車輪14、車軸15、速度傳感器16組成。在每根車軸15上壓裝有兩個車輪14；每根車軸15兩端的軸頸上還壓有軸箱軸承13,17，一位輪軸軸向組裝和三位輪軸軸向組裝軸箱軸承13采用軸向游隙小的雙列圓錐滾子軸承，二位輪軸軸向組裝軸箱軸承17采用軸向游隙大的雙列圓柱滾子軸承；軸箱體12用于保護軸箱軸承13,17并與構(gòu)架3連接；每個輪對軸箱組裝1的一端裝有接地裝置16，另一端裝有速度傳感器16或者為空不裝軸端設(shè)備。如圖3所示，本發(fā)明實施例提供的一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架驅(qū)動單元2，采用內(nèi)錐式小齒輪結(jié)構(gòu)，由電機21、抱軸承22、抱軸箱23、大齒輪24、齒輪箱25、小齒輪26組成。電機21的輪對側(cè)通過兩個抱軸承22支撐在車軸15上；小齒輪26通過內(nèi)錐套接在電機21的動力輸出端；齒輪箱25采用上下剖分結(jié)構(gòu)，箱內(nèi)沒有支撐軸承，側(cè)面安裝在電機21和抱軸箱23上；大齒輪24則壓裝在車軸15上。如圖4和13所示，本發(fā)明實施例提供的一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架構(gòu)架3，采用“目”字形結(jié)構(gòu)，由前端梁31、側(cè)梁32、牽引梁33、中間橫梁34、后端梁35組成，各梁均為薄板焊接成的箱形梁。構(gòu)架3上設(shè)有各種安裝支座，是轉(zhuǎn)向架各部件的安裝基礎(chǔ)。如圖5和14所示，本發(fā)明實施例提供的一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置4，由前軸箱拉桿41、一系垂向減振器42、一系彈簧組43、中軸箱拉桿44、整體起吊座45、后軸箱拉桿46組成。前軸箱拉桿41與前導(dǎo)向梁92連接、中軸箱拉桿44與構(gòu)架3連接、后軸箱拉桿46與后導(dǎo)向梁98連接，三種軸箱拉桿41,44,46均采用單拉桿結(jié)構(gòu)，兩端安裝有橡膠關(guān)節(jié)；一系彈簧組43采用雙圈鋼圓螺旋彈簧結(jié)構(gòu)，對稱地安裝在軸箱體12兩側(cè)；一位輪軸軸向組裝和三位輪軸軸向組裝設(shè)有一系垂向減振器42，安裝在軸箱體12中部的外側(cè)，一系垂向減振器42內(nèi)部設(shè)有止擋，兼用于在整體起吊時承受輪對驅(qū)動的重量；二位輪軸軸向組裝設(shè)有整體起吊座45，用于在整體起吊時承受輪對驅(qū)動的重量。如圖6和15所示，本發(fā)明實施例提供的一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置5，由端部橫向減振器51、二系垂向減振器52及二系彈簧組53組成。構(gòu)架3中部兩側(cè)各設(shè)一組二系彈簧組53，每組二系彈簧組53由相同的三根鋼圓螺旋彈簧并排組成，構(gòu)架兩側(cè)梁32外側(cè)各裝有一個二系垂向減振器52，兩個端部橫向減振器51呈斜對稱分別安裝在構(gòu)架前端梁31、后端梁35上。如圖7所示，本發(fā)明實施例提供的一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架牽引裝置6，為中央推挽式低位斜牽引桿雙桿結(jié)構(gòu)，用于實現(xiàn)列車牽引與制動，由牽引法蘭61、牽引橡膠關(guān)節(jié)62、斜牽引桿63、牽引銷64、吊桿65、平牽引桿66組成。平牽引桿66水平通過電機21下方，一端通過牽引橡膠關(guān)節(jié)62安裝在構(gòu)架牽引梁33下部的牽引座上，另一端由兩根吊桿65吊掛于構(gòu)架前端梁31上；斜牽引桿63一端通過牽引銷64與平牽引桿66聯(lián)接，另一端通過牽引橡膠關(guān)節(jié)62安裝在牽引法蘭61上，牽引法蘭61則安裝車體100的底架牽引梁上。如圖8所示，本發(fā)明實施例提供的一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架電機懸掛裝置7，由電機吊桿71、安全托72組成。牽引電機21的構(gòu)架側(cè)通過電機吊桿71吊掛在構(gòu)架3的安裝座上，安裝座上還裝有安全托72，用于防止因電機吊桿71意外斷裂帶來電機21掉落軌道的安全事故發(fā)生。如圖9和16所示，本發(fā)明實施例提供的一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架制動裝置8，采用輪盤制動結(jié)構(gòu)，由制動盤81、不帶蓄能制動單元82、帶蓄能制動單元83組成。一位輪軸軸向組裝和三位輪軸軸向組裝的一側(cè)各裝有一套帶蓄能制動單元83，其余位置均為不帶蓄能制動單元82；不帶蓄能制動單元82、帶蓄能制動單元83吊掛在構(gòu)架3上，制動盤81安裝在車輪14的幅板兩側(cè)。如圖10和17所示，本發(fā)明實施例提供的一種電力機車三軸徑向轉(zhuǎn)向架徑向裝置9，由樞軸91、前導(dǎo)向梁92、縱向減振器93、過渡耦合拉桿94、支撐桿95、拐臂96、耦合拉桿97、后導(dǎo)向梁98組成。前導(dǎo)向梁92與構(gòu)架前端梁31、后導(dǎo)向梁98與構(gòu)架后端梁35之間均通過樞軸91相連接，前導(dǎo)向梁92與后導(dǎo)向梁98均可以繞樞軸91轉(zhuǎn)動；縱向減振器93用于緩和轉(zhuǎn)動沖擊；過渡耦合拉桿94安裝在前導(dǎo)向梁92與拐臂96之間；支撐桿95用于支撐過渡耦合拉桿94的重量以防止過大的變形及增加其壓桿穩(wěn)定性；拐臂96安裝在構(gòu)架中間橫梁34的下部支座上，并可轉(zhuǎn)動；耦合拉桿97安裝在拐臂96與后導(dǎo)向梁98之間；轉(zhuǎn)向架通過曲線時假設(shè)為正向前行，一位輪對的轉(zhuǎn)動依次通過前導(dǎo)向梁92、過渡耦合拉桿94、拐臂96、耦合拉桿97、后導(dǎo)向梁98傳遞到三位輪對，使之發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)向架各輪對同時趨于徑向位置，達到減小輪對沖角，從而取得降低輪緣磨耗的效果。上述實施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。