高速大轴重电传动轨道工程车转向架的制作方法

本发明属于轨道车转向架技术领域，具体涉及一种高速大轴重电传动轨道工程车转向架。

背景技术：

随着我国铁路运营里程的不断增加和建设力度的不断加强，为铁路运营和建设保驾护航的轨道工程车也向高速、多功能、高密度运行模式发展，轨道工程车将会面临数量增多、频次增高、速度增快三种考验。转向架作为轨道工程车最重要的走行部件，其性能直接决定着轨道工程车的运行速度、承载性能、安全性和平稳性等。现有的轨道工程车受转向架技术的限制，最大适应轴重达到23t时，最高运行速度只能到120km/h，不能满足在有限的天窗作业时间内快速驶入和快速驶离的要求；最高适应运行速度达到160km/h时，最大适应轴重只能到16.5t，造成轨道工程车功能单一，不能集成更多的作业装置和检测设备。其中，专利号cn201510617932.5公开了一种客车转向架，通过对转向架结构以及对悬挂定位减震系统的优化配置，使其性能稳定，结构简单可靠，重量轻，成本低，能够满足高速、重载的需求，并能保证转向架在高速运行时具有优越的平稳性、安全性和舒适性，但是该转向架轴端并不能集成接地装置、车速装置和电子防滑器的安装，限制了转向架的功能。因此有必要提出改进。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题：提供一种高速大轴重电传动轨道工程车转向架，本发明通过对转向架的构架结构的优化设计，适当增加构架板材厚度和截面积以及前后端梁搭接至侧梁的拼接方式，使构架的承载能力大大提升，并通过对车轴尺寸的重新设计，使转向架具备了承载23吨轴重的能力；通过对一系支撑装置和二系悬挂系统的优化设计，合理匹配各系减振器及抗蛇形减振器，使得轨道工程车在160km/h速度范围内均具备优良的动力学性能，从而使转向架可以同时满足轨道工程车高速和大轴重的需求；通过对过渡连接盘的改进，实现在转向架中集成轴端接地装置、车速装置和电子防滑器等的安装及检测要求，通用性强；通过增加节点座，实现双侧独立制动单元的制动形式，避免闸瓦的剥离、掉块及高温引起的制动失效等问题。

本发明采用的技术方案：高速大轴重电传动轨道工程车转向架，包括构架，所述构架是由侧梁、横梁、前端梁和后端梁组成的全封闭日字形结构，所述构架下方旋转对称布置有两套轮对驱动装置，所述轮对驱动装置包括车轮、车轴、轴箱、三相异步牵引电机和车轴齿轮箱，所述侧梁下部对称设有节点座，所述轴箱通过转臂节点与节点座连接，所述车轴端部转动支撑于轴箱内，所述车轮设于车轴上，所述横梁前后两侧均设有三相异步牵引电机和车轴齿轮箱，所述车轴齿轮箱设于车轴上，所述三相异步牵引电机输出与车轴齿轮箱输入连接；所述轴箱上部设有一系支撑装置，所述横梁两端上部均设有二系悬挂系统，所述二系悬挂系统包括设于转向架纵向中心处的二系横向减振器、二系垂向减振器和二系钢圆弹簧以及一端与转向架纵向中心连接且另一端与车体连接的抗蛇形减振器；所述节点座上集成有单元制动器，所述横梁上表面中部设有二系无捆绑整体起吊装置。

对上述技术方案的进一步限定，所述构架中的侧梁、横梁、前端梁和后端梁均是采用型钢和钢板拼焊而成的下沉式鱼腹形结构，所述侧梁和横梁在制作时采用中部等截面高度对接焊接的形式，所述侧梁和横梁截面高度为400mm，所述横梁截面宽度为750mm，所述前端梁和后端梁的上盖板有500mm长度搭接焊于侧梁上。

对上述技术方案的进一步限定，所述转向架四个角上设置有抗侧滚限位止挡。

对上述技术方案的进一步限定，所述二系钢圆弹簧的上方和下方各有一个橡胶和钢板硫化为一体的隔振垫，所述隔振垫中心处留有定位圆孔，所述二系钢圆弹簧的弹簧下座和车体上的弹簧上座均通过同隔振垫的定位圆孔配合实现定位。

对上述技术方案的进一步限定，所述车轮采用标准的货车f型车轮，所述车轮直径为915mm，所述车轴采用实心车轴，所述车轴轮座处直径大于等于210mm，所述车轴中部光轴部分直径不小于194mm，所述车轴和车轮采用注油压装的组装方式。

对上述技术方案的进一步限定，所述车轴齿轮箱偏置于车轴上且通过垂向吊杆同构架相连接，所述横梁两侧设有拉臂座，所述垂向吊杆上部安装于对应侧的拉臂座上，每个所述拉臂座内侧面设有两个m12螺纹通孔且用于集成安装车轴齿轮箱的防脱安全吊钩，所述垂向吊杆两端均安装有可适应车轴齿轮箱在各向位置偏移的弹性橡胶关节。

对上述技术方案的进一步限定，所述横梁中部设有用于安装二系无捆绑整体起吊装置的二系起复吊座，所述二系起复吊座上设有二系无捆绑起复吊钩，所述二系无捆绑起复吊钩底部为圆柱盘状且其上开有4个均布的通孔，所述二系无捆绑起复吊钩通过4件m20*50螺栓安装于二系起复吊座上，所述二系无捆绑起复吊钩上部为“t”形结构，每个所述二系无捆绑起复吊钩与车体上两个二系起吊座形成配合机构；所述横梁中部还旋转对称焊接牵引座；所述侧梁侧面中部设有用于安装抗蛇形减振器的抗蛇形减振器座，所述抗蛇形减振器座的上盖板和侧梁上盖板为一体结构，所述抗蛇形减振器座包括由主立板和副立板制成的箱型结构，所述主立板和副立板焊接于侧梁外侧的立板上。

对上述技术方案的进一步限定，所述节点座采用铸钢结构，所述节点座上集成有用于安装单元制动器的单元制动器安装座，所述节点座的底板替代了一部分侧梁的侧梁下盖板，所述侧梁下盖板分为三段同节点座对接焊接。

对上述技术方案的进一步限定，所述侧梁上用于安装一系支撑装置的弹簧座外侧对称焊接有安装单元制动器手动缓解拉绳手把的手把安装座；所述构架的前端梁和后端梁下方焊接有外单元制动器安装座，所述外单元制动器安装座由安装板、背板和两个筋板组成箱型结构。

对上述技术方案的进一步限定，所述轴箱包括防尘座、后盖、轴箱体、圆柱滚子轴承、过渡连接盘、前盖，所述防尘座和圆柱滚子轴承设于轴箱体内且内圈均热装过盈配合于车轴对应部位，所述防尘座及圆柱滚子轴承一端通过后盖压于轴箱体上，所述圆柱滚子轴承另一端通过前盖压紧，所述前盖与轴箱体之间设有密封圈，所述过渡连接盘通过三个轴端螺栓紧固于车轴端部，所述过渡连接盘中部伸出形成过渡座，所述过渡座中心开有可满足接地装置和车速传感器的安装的方孔，所述过渡连接盘外圈为齿轮。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案通过对转向架的构架结构的优化设计，适当增加构架板材厚度和截面积，构架整体采用全封闭日字形结构，尤其是前后端梁搭接至侧梁的拼接方式，使构架的承载能力大大提升，具备了承载23吨轴重的能力；通过对车轴尺寸的重新设计，并配套标准货车车轮，使得轮对也具备了承载23吨轴重的能力；通过对一系支撑装置和二系悬挂系统的优化设计，合理匹配各系减振器及抗蛇形减振器的参数，使得轨道工程车在160km/h速度范围内均具备优良的动力学性能，满足了最高运行速度160km/h的要求，从而使转向架可以同时满足轨道工程车高速和大轴重的需求；

2、本方案中二系支撑钢圆弹簧具有线性的刚度特性，为轨道工程车提供100mm左右的压缩静挠度；二系垂向减振器、二系横向减振器和抗蛇形减振器辅助一系支撑弹簧和二系支撑钢圆弹簧，为轨道工程车提供优良的减振性能和动力学性能；抗蛇形减振器具备抑制轨道工程车蛇形运动的功效，保证了轨道工程车最高运行速度160km/h和最高试验速度176km/h的要求。

3、本方案中在车轴端部设有过渡连接盘，过渡连接盘中部伸出形成过渡座，过渡座中心开有方孔，过渡连接盘外圈为齿轮，能够实现在轴箱中集成轴端接地装置、车速装置和电子防滑器等的安装及检测要求，通用性强；

4、本方案在侧梁下部对称设有节点座，节点座上集成有单元制动器，实现了双侧独立制动单元的基础制动形式，避免了闸瓦在一次紧急制动后的温度超标问题，进而可以避免闸瓦的剥离、掉块及高温引起的制动失效等问题。

5、本方案中的节点座上集成有单元制动器的安装座，采用铸钢材质，两端同侧梁下部对接焊接，集成铸造的方式减少了焊缝数量，避免了局部焊缝过多引起的应力集中和焊接热影响区交叉的问题，具有强度更高的优点。

附图说明

图1为本发明的结构主视图；

图2为本发明的结构俯视图；

图3为本发明中构架的结构主视图；

图4为本发明中构架的结构俯视图；

图5为本发明中轴箱的结构示意图；

图6为本发明中二系无捆绑整体起吊装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参阅图1-6，详述本发明的实施例。

高速大轴重电传动轨道工程车转向架，包括构架7，所述构架7是由侧梁18、横梁26、前端梁22和后端梁29组成的全封闭日字形结构。所述构架7作为整个转向架各子系统和子装置的载体，构架7中的侧梁18、横梁26、前端梁22和后端梁29均是采用型钢和钢板拼焊而成的下沉式鱼腹形结构，所述侧梁18和横梁26在制作时采用中部等截面高度对接焊接的形式，所述侧梁18和横梁26截面高度为400mm，所述横梁26截面宽度为750mm，主梁大的截面积保证了构架的整体承载性能。所述前端梁22和后端梁29对称焊接于构架7的前后端，所述前端梁22和后端梁29的上盖板有500mm长度搭接焊于侧梁18上，保证了构架7主梁焊接的定位，且增强了构架7的抗扭能力。

所述构架7下方对称布置有两套轮对驱动装置，所述轮对驱动装置包括车轮8、车轴9、轴箱、三相异步牵引电机10和车轴齿轮箱14，所述侧梁18下部对称设有节点座16，所述轴箱通过转臂节点与节点座16连接，所述车轴9端部转动支撑于轴箱内，所述车轮8设于车轴9上，所述横梁26前后两侧均设有三相异步牵引电机10和车轴齿轮箱14，所述车轴齿轮箱14设于车轴9上，所述三相异步牵引电机10输出端通过联轴节13与车轴齿轮箱14输入连接将扭矩传输给车轴齿轮箱14，车轴齿轮箱14驱动轮对，实现走行功能。

所述车轮8采用标准的货车f型车轮，所述车轮8直径为915mm，所述车轴9采用实心车轴，所述车轴9轮座处直径大于等于210mm，所述车轴9中部光轴部分直径不小于194mm，车轴9和车轮8均满足承载23t轴重的要求。所述车轴9和车轮8采用注油压装的组装方式，方便对车轮8和车轴9的拆解检修。

所述构架7的横梁26的前后两侧立板上焊接有用于安装三相异步牵引电机10的安装座。所述车轴齿轮箱14偏置于车轴9上且通过垂向吊杆同构架7相连接，所述横梁26两侧设有拉臂座27，所述垂向吊杆上部安装于对应侧的拉臂座27上，每个所述拉臂座27内侧面设有两个m12螺纹通孔且用于集成安装车轴齿轮箱14的防脱安全吊钩，所述垂向吊杆两端均安装有可适应车轴齿轮箱14在各向位置偏移的弹性橡胶关节。

所述轴箱包括防尘座32、后盖33、轴箱体34、圆柱滚子轴承35、过渡连接盘36、前盖38，所述防尘座32和圆柱滚子轴承35设于轴箱体34内且内圈均热装过盈配合于车轴9对应部位，所述防尘座32及圆柱滚子轴承35一端通过后盖33压于轴箱体34上，所述圆柱滚子轴承35另一端通过前盖38压紧，所述前盖38与轴箱体34之间设有密封圈37，所述过渡连接盘36通过三个轴端螺栓39紧固于车轴9端部，所述过渡连接盘36中部伸出形成过渡座，所述过渡座中心开有可满足接地装置和车速传感器的安装的方孔，所述过渡连接盘36外圈为齿轮，可以满足电子防滑器传感器对齿轮脉冲的测量。轴箱体34侧面设置有电子防滑器传感器的安装接口，轴箱体34前端面设置有电子防滑器传感器调整的观察孔。

所述轴箱上部设有一系支撑装置1，所述横梁26两端上部均设有二系悬挂系统。所述一系支撑装置1下部与轴箱体34外侧底部连接，上部安装于构架7的侧梁18下平面焊接的一系减振器座上。所述一系支撑装置1包括一系支撑弹簧，所述一系支撑弹簧的静挠度在60mm左右，在轮对的正上方，侧梁18上午上盖板下部焊接有一系支撑弹簧安装座。所述二系悬挂系统包括设于转向架纵向中心处的二系横向减振器12、二系垂向减振器5和二系钢圆弹簧6以及一端与转向架纵向中心连接且另一端与车体连接的抗蛇形减振器3。所述二系钢圆弹簧6的静挠度为100mm左右。所述二系钢圆弹簧6的上方和下方各有一个橡胶和钢板硫化为一体的隔振垫4，所述隔振垫4中心处留有定位圆孔，所述二系钢圆弹簧6的弹簧下座和车体上的弹簧上座均通过同隔振垫4的定位圆孔配合实现定位。所述二系横向减振器12和二系垂向减振器5同车体连接位置距离在50mm左右，实现了车体上两个减振器座的集成。所述侧梁18侧面中部设有用于安装抗蛇形减振器3的抗蛇形减振器座和安装二系垂向减振器5的二系垂向减振器座，所述抗蛇形减振器座的上盖板和侧梁上盖板23为一体结构，所述抗蛇形减振器座包括由主立板31和副立板30制成的箱型结构，具备抵消和承受来自于车体的扭转和侧滚力矩的功能，所述主立板31和副立板30焊接于侧梁18外侧的立板上。所述横梁26的纵向中心线处设有二系横向减振器座和二系弹性止挡安装座。

本发明中二系钢圆弹簧6具有线性的刚度特性，为轨道工程车提供100mm左右的压缩静挠度；二系垂向减振器、二系横向减振器和抗蛇形减振器辅助一系支撑弹簧和二系支撑钢圆弹簧，为轨道工程车提供优良的减振性能和动力学性能；抗蛇形减振器具备抑制轨道工程车蛇形运动的功效，保证了轨道工程车最高运行速度160km/h和最高试验速度176km/h的要求。

所述横梁26上表面中部设有二系无捆绑整体起吊装置40。所述横梁26中部设有用于安装二系无捆绑整体起吊装置40的二系起复吊座24，所述二系起复吊座24上设有二系无捆绑起复吊钩41，所述二系无捆绑起复吊钩41底部为圆柱盘状且其上开有4个均布的通孔，所述二系无捆绑起复吊钩41通过4件m20*50螺栓安装于二系起复吊座24上，所述二系无捆绑起复吊钩41上部为“t”形结构，每个所述二系无捆绑起复吊钩41与车体上两个二系起吊座形成配合机构。整车装配完成后，二系无捆绑起复吊钩41与车体上的二系起吊座两侧和下部均留有40mm的间隙，上部有不小于40mm的间隙，当车辆在运行过程中由于线路不平顺或曲线引起的车体相对于转向架有位移时，所有间隙可保证无捆绑起复吊钩41与车体上二系起吊座不发生干涉现象。当整车需要整体起吊或救援时，不需要再施加多余的捆绑装置，车体上二系起吊座随整车高度上升，当高度升起40mm时，下部的40mm间隙将变为0，此时无捆绑起复吊钩41与车体上二系起吊座刚性接触，车体的继续上升，会带动车体上二系起吊座同步上升，从而带动无捆绑起复吊钩41也同步上升，进而将转向架整体抬升，实现转向架随车体的无捆绑起吊功能。进一步，无捆绑起复吊钩41需承担转向架的整体重量和二系钢圆弹簧6的反作用力，为满足强度要求，无捆绑起复吊钩41需使用40cr材质并调质处理或强度更高的材质。

所述节点座16上集成有单元制动器11。所述节点座16采用铸钢结构，为满足转向架内侧单元制动器11的安装，所述节点座16上集成有用于安装单元制动器11的单元制动器安装座17，侧梁立板上有对称布置的贯穿侧梁的通孔，该通孔作为单元制动器安装的定位孔。所述节点座16的底板替代了一部分侧梁18的侧梁下盖板19，所述侧梁下盖板19分为三段同节点座16对接焊接。

所述转向架的基础制动系统采用双侧踏面式独立制动单元形式，由八个带停车制动功能的单元制动器组成，外侧四个单元制动器安装于构架端梁下方，内侧四个单元制动器安装于构架侧梁内侧，通过节点座16上集成的安装座和贯穿侧梁的定位孔固定。所述的单元制动器11采用手拉缓解拉绳的方式实现驻车制动的缓解。所述基础制动系统中的制动管路沿构架侧梁和端梁的上平面布置，中间连接处设置于构架横梁下方。

所述侧梁18上用于安装一系支撑装置1的弹簧座外侧对称焊接有安装单元制动器手动缓解拉绳手把的手把安装座28，每个手把安装座28可安装两个单元制动器11手动缓解拉绳手把，满足双侧单元制动器11均带停车制动功能的要求。所述构架7的前端梁22和后端梁29下方焊接有外单元制动器安装座，所述外单元制动器安装座由安装板21、背板15和两个筋板20组成箱型结构，足以承受制动时的反作用力。

牵引装置为中心销加双平行牵引杆的组合形式。牵引装置由中心销座组件和牵引杆组件组成，所述中心销座组件中部集成有橡胶套、耐磨套和安装套，安装套内孔自带锥度，所述牵引杆组件由牵引杆和两端的牵引橡胶关节组成，两端牵引橡胶关节对称安装于牵引杆两端。所述横梁26中部旋转对称焊接牵引座25。

为防止轨道工程车在通过小曲线车体相对于转向架转角过大，所述转向架四个角上设置有抗侧滚限位止挡2。所述构架7的下方和侧方分别悬挂有基础制动系统和撒砂装置。

本发明通过对转向架的构架结构的优化设计，适当增加构架板材厚度和截面积以及前后端梁搭接至侧梁的拼接方式，使构架的承载能力大大提升，并通过对车轴尺寸的重新设计，使转向架具备了承载23吨轴重的能力；通过对一系支撑装置和二系悬挂系统的优化设计，合理匹配各系减振器及抗蛇形减振器，使得轨道工程车在160km/h速度范围内均具备优良的动力学性能，从而使转向架可以同时满足轨道工程车高速和大轴重的需求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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