转向架构架、转向架、轨道车辆及轨道交通系统的制作方法

2021-02-06 00:02:10|

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本发明属于轨道车辆技术领域，更具体地说，是涉及一种转向架构架、转向架、轨道车辆及轨道交通系统。

背景技术：

随着人口的增加，交通压力越来越大，而发展轨道交通可以很好地解决城市公共交通的问题。而且城市间的社会联系、经济联系更加紧密，城市间人群的出行更加频繁，而快速、便捷的铰接车辆成为最为便利的交通工具。满足低站台、多点停靠、大启动加速度、快速乘降的要求是铁路车辆发展的必然趋势。

轨道车辆最关键的问题就是稳定性和安全性，如何使得轨道车辆具有高指标的安稳定性和安全性一直是当今车辆研究的方向。目前常用的轨道车辆转向架有两种，一种是两轴四轮结构，一种是单轴两轮结构。采用两轴四轮型转向架时，转向架运行的过程中相当于一个菱形四边形运动，由于菱形四边形不具有稳定性，必然会发生转向架的变形，这样最直接的问题就是转向架中与轨道接触的车轮易发生横向窜动，进而导致车轮偏磨。采用单轴两轮型转向架时，虽然降低了车辆自重，缓和了轨道系统的动态激扰，减少了车辆运行噪声，这种转向架对于轨道线路的垂向不平顺激绕较为敏感，抗蛇形运动能力差，导致转向架的平稳指标比两轴四轮型转向架要差一些。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种转向架构架、转向架、轨道车辆及轨道交通系统，旨在解决目前的转向架在运行过程中易发生变形、平稳性差的技术问题。

一方面，提供了一种转向架构架，包括：

两个侧梁，相互平行；各个所述侧梁上分别设置有用于安装轮对的第一安装位；

两个端梁，分设于同一所述侧梁的两端，与两个所述侧梁围成封闭图形；位于前方的所述端梁上设置有用于安装橡胶轮的第二安装位；以及

支撑架，连接两个所述侧梁，位于所述第一安装位和所述第二安装位之间，用于安装牵引装置和悬挂装置。

进一步地，所述支撑架包括：

两个横梁，相互平行；各个所述横梁的两端分别与两个所述侧梁连接；以及

竖梁，连接两个所述横梁。

进一步地，所述端梁为向外凸出的弧形梁。

进一步地，所述第二安装位位于相应所述端梁的中部。

进一步地，位于后方的所述端梁与两个所述侧梁分别可拆卸连接。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，在侧梁的两端分别设置了用于连接两个侧梁的端梁，并在两个侧梁之间设置了用于安装牵引装置和悬挂装置的支撑梁，实现了构架结构的自我收敛，同时可以很好的分散构架在运行过程中出现的应力，避免应力集中现象，进而有效提高了转向架构架整体结构的稳定性，降低了使用过程中转向架构架发生变形的风险，进而有效避免了车轮发生横向窜动和偏磨。此种类型的转向架构架有着颠覆性的设计理念，与常规类型的转向架构架有着本质的区别，合理的结构使本本发明实施例提供的转向架构架具有良好的综合动力学性能和良好的制造工艺性。

另外，本发明实施例提供的转向架构架上设置了用于安装轮对的第一安装位和用于安装橡胶轮的第二安装位。使用本发明实施例提供的转向架构架可形成新型三点接触轨道面的动力转向架，进而利用三角形自身稳定性保证转向架不会发生菱形运动，保证转向架在运行的过程中具有良好的稳定性。又在位于前方的端梁上设置了用于安装橡胶轮的第二安装位，使得本实施例提供的转向架构架不仅可以安装钢轮还可安装橡胶轮，有效减少了车辆运行中的激扰源，从根本上解决了转向架运行中产生的振动，避免了常规双轴转向架与单轴转向架出现的转向架变形和平稳性能差的缺点。

另一方面，提供了一种转向架，包括：

所述的转向架构架；

牵引装置，安装于所述支撑架上；

悬挂装置，安装于所述支撑架上；

轮对，安装于所述第一安装位上，轴向与所述支撑架的长度方向平行；以及

橡胶轮，安装于所述第二安装位上，用于在两个钢轨之间的轨道面上行走。

进一步地，所述转向架还包括：

驱动装置，用于驱动所述橡胶轮旋转。

进一步地，所述橡胶轮设有多个且并列设置。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，首次采用了三点接触轨道面的技术，设置了钢制车轮和橡胶轮混合组成的转向架，同时在侧梁的两端分别设置了用于连接两个侧梁的端梁，实现了构架结构的自我收敛，有效提高了转向架构架整体结构的稳定性，降低了使用过程中转向架构架发生变形的风险，进而有效避免了车轮发生横向窜动和偏磨。又由于橡胶轮直接接触轨道面，不与钢轨接触，避免了常规的钢制轨道与钢制轮直接接触产生的激扰，进而减少了车辆运行中的激扰源，从根本上解决了转向架运行中产生的振动，提高了转向架寿命和乘客舒适性，改善了车辆动力学性能。

本发明实施例提供的转向架总体结构布局合理、结构新颖，属于全新结构体系，具有一定的前瞻性，技术与思路具有创新性，与常规的两轴四点接触轨道或者单轴两轮接触轨道有着本质的区别，且合理的结构使本发明实施例提供的转向架具有良好的综合动力学性能和良好的制造工艺性。其中，橡胶轮的放置位置颠覆了常规的支撑轮(与轨道面接触的车轮)只能放置于轨道上方(或者只能与钢制轨道接触)的固有思想。另外，本发明实施例提供的转向架的车轮数量也颠覆了与轨道接触的车轮数量只能是偶数的固有思想。

另一方面，提供了一种轨道车辆，包括：

车体；以及

所述的转向架，设置在所述车体的底部。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，采用了上述转向架，取得了基本相同的技术效果，在此不再赘述。

另一方面，提供了一种轨道交通系统，包括：

两个钢轨，相互平行；

轨道面，位于两个所述钢轨之间；以及

所述轨道车辆，所述轮对的两个车轮分别行走于两个所述钢轨上，所述橡胶轮行走于所述轨道面上；

其中，所述轨道面上设置有用于引导所述橡胶轮走向的导向结构。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，采用了上述轨道车辆，取得了基本相同的技术效果，在此不再赘述。另外，本实施例中，轨道面上加设了用于引导橡胶轮走向的导向结构，导向结构的设置可以很好的实现转向架自我线路导向修正的功能，提高转向架运行的安全品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的转向架构架的主视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的转向架构架的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的转向架的主视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的转向架的侧视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的轨道交通系统的结构示意图，图中未示出车体和位于后方的端梁。

图中：100、转向架构架；110、侧梁；120、端梁；130、支撑架；131、横梁；132、竖梁；140、第一安装位；150、第二安装位；200、牵引装置；300、悬挂装置；400、轮对；500、橡胶轮；600、驱动装置；800、钢轨；900、导向结构。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图2，现对本发明实施例提供的转向架构架100进行说明。转向架构架100，包括两个相互平行的侧梁110、两个端梁120和连接两个侧梁110的支撑架130。各个侧梁110上分别设置有用于安装轮对400的第一安装位140。两个端梁120分设于同一侧梁110的两端，与两个侧梁110围成封闭图形。位于前方的端梁120上设置有用于安装橡胶轮500的第二安装位150。支撑架130位于第一安装位140和第二安装位150之间，用于安装牵引装置200和悬挂装置300。这里所说的前方是以车辆的行驶方向为参照来说的。

使用时，将一个轮对400安装于转向架构架100的第一安装位140上，并在第二安装位150上安装一个橡胶轮500，使得轮对400上的两个车轮和一个橡胶轮500分别与轨道接触，形成三角支撑结构。具体地，轮对400上的两个车轮(钢轮)分别位于轨道上的两个钢轨800上，橡胶轮500位于两个钢轨800之间的轨道面上。

现有的转向架构架100呈h型，两端开口，不利于对转向架应力进行自我矫正。本发明实施例提供的转向架构架100，与现有技术相比，在侧梁110的两端分别设置了用于连接两个侧梁110的端梁120，并在两个侧梁110之间设置了用于安装牵引装置200和悬挂装置300的支撑梁，实现了构架结构的自我收敛，同时可以很好的分散构架在运行过程中出现的应力，避免应力集中现象，进而有效提高了转向架构架100整体结构的稳定性，降低了使用过程中转向架构架100发生变形的风险，进而有效避免了车轮发生横向窜动和偏磨。此种类型的转向架构架100有着颠覆性的设计理念，与常规类型的转向架构架100有着本质的区别，合理的结构使本本发明实施例提供的转向架构架100具有良好的综合动力学性能和良好的制造工艺性。

另外，本发明实施例提供的转向架构架100上设置了用于安装轮对400的第一安装位140和用于安装橡胶轮500的第二安装位150。使用本发明实施例提供的转向架构架100可形成新型三点接触轨道面的动力转向架，进而利用三角形自身稳定性保证转向架不会发生菱形运动，保证转向架在运行的过程中具有良好的稳定性。又在位于前方的端梁120上设置了用于安装橡胶轮500的第二安装位150，使得本实施例提供的转向架构架100不仅可以安装钢轮还可安装橡胶轮，有效减少了车辆运行中的激扰源，从根本上解决了转向架运行中产生的振动，避免了常规双轴转向架与单轴转向架出现的转向架变形和平稳性能差的缺点。

请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的转向架构架100的一种具体实施方式，支撑架130包括两个相互平行的横梁131和连接两个横梁131的竖梁132。各个横梁131的两端分别与两个侧梁110连接。

采用上述结构，使得支撑架130整体结构简单且稳定，符合其使用需要。

进一步地，竖梁132设有多个，且沿横梁131的延伸方向间隔设置。

请一并参阅图1及图2，作为本发明提供的转向架构架100的一种具体实施方式，端梁120为向外凸出的弧形梁。

两个侧梁110和两个端梁120围成o型结构，外形美观，且不易变形，同时端梁120向外凸出为安装轮对400提供了空间，进而避免了端梁120的设置对轮对400安装的不良影响。

请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的转向架构架100的一种具体实施方式，第二安装位150位于相应端梁120的中部。

橡胶轮500位于端梁120的中部，即位于轮对400中两个车轮的中心线上，进而保证了转向架构架100两侧受力的稳定性，保证了采用本实施例提供的转向架构架100的轨道车辆运行平稳。

请一并参阅图2及图5，作为本发明提供的转向架构架100的一种具体实施方式，位于后方的端梁120与两个侧梁110分别可拆卸连接，便于轮对400的安装。组装时可先将轮对400安装至侧梁110上，再将位于后方的端梁120安装至侧梁110上。

本发明实施例还提供一种转向架。请参阅图3至图5，所述转向架包括转向架构架100、安装于支撑架130上牵引装置200和悬挂装置300、安装于第一安装位140上的轮对400，以及安装于第二安装位150上的橡胶轮500。轮对400的轴向与支撑架130的长度方向平行。橡胶轮500用于在两个钢轨800之间的轨道面上行走。

由车辆配置来说，常规的列车编组(以常规的两轴四轮转向架举例子说明，同理若为单轴两个车轮转向架列车编组示意图相似)，每节车厢下端布置两台转向架(两轴四轮或者单轴两轮)作为支撑点与轨道接触。采用本实施例提供的转向架进行列车编组时，每节车厢下端虽然也布置两台转向架，但是每台转向架中采用三个车轮与轨道面接触，其中每个转向架中两个钢制车轮直接与钢轨800相接触，第三个橡胶轮500放置于车辆中间位置，直接接触两个钢轨800之间的轨道面。

本发明实施例提供的转向架，首次采用了三点接触轨道面的技术，设置了钢制车轮和橡胶轮500混合组成的转向架，同时在侧梁110的两端分别设置了用于连接两个侧梁110的端梁120，实现了构架结构的自我收敛，有效提高了转向架构架100整体结构的稳定性，降低了使用过程中转向架构架100发生变形的风险，进而有效避免了车轮发生横向窜动和偏磨。又由于橡胶轮500直接接触轨道面，不与钢轨800接触，避免了常规的钢制轨道与钢制轮直接接触产生的激扰，进而减少了车辆运行中的激扰源，从根本上解决了转向架运行中产生的振动，提高了转向架寿命和乘客舒适性，改善了车辆动力学性能。

本发明实施例提供的转向架总体结构布局合理、结构新颖，属于全新结构体系，具有一定的前瞻性，技术与思路具有创新性，与常规的两轴四点接触轨道或者单轴两轮接触轨道有着本质的区别，且合理的结构使本发明实施例提供的转向架具有良好的综合动力学性能和良好的制造工艺性。其中，橡胶轮500的放置位置颠覆了常规的支撑轮(与轨道面接触的车轮)只能放置于轨道上方(或者只能与钢制轨道接触)的固有思想。另外，本发明实施例提供的转向架的车轮数量也颠覆了与轨道接触的车轮数量只能是偶数的固有思想。

请参阅图3，作为本发明提供的转向架的一种具体实施方式，转向架还包括用于驱动橡胶轮500旋转的驱动装置600。

驱动装置600直接控制橡胶轮500的转轴，减少了常规驱动装置600需要通过联轴节再到齿轮箱再到轮对400转轴等这一系列驱动传递环节，进而减少了能量的损失。

进一步地，驱动装置600可以设置一个或两个，当驱动装置600设置两个时，使得两个驱动装置600的转速一致，并将两个驱动装置600分设于橡胶轮500的两侧，与橡胶轮500的两端分别连接。驱动装置600设置两个，实现了橡胶轮500的高速旋转。

具体地，驱动装置600可以采用驱动电机，使用时可直接将橡胶轮500的转轴之间安装至驱动电机的转轴套内，以实现转轴与驱动电机的连接。

橡胶轮500可通过安装座与相应端梁120连接，安装座通过螺栓与端梁120可拆卸连接，相应端梁120上预设有用于安装螺栓的安装孔。其中，安装孔的设置则使得橡胶轮500安装位置可在转向架构架100生产好后确定好，不会因操作人员的操作差异而产生差异，进而保证了转向架整体结构的稳定性和车辆运行的稳定性。

进一步地，橡胶轮500可以设置一个或多个，当橡胶轮500设置多个时，多个橡胶轮500并列设置，可进一步提高转向架运行的平稳性。

本发明实施例还提供一种轨道车辆。所述轨道车辆包括车体以及设置在车体底部的转向架。

本发明实施例提供的轨道车辆，采用了上述转向架，取得了基本相同的技术效果，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种轨道交通系统。请参阅图5，所述轨道交通系统包括两个相互平行的钢轨800、位于两个钢轨800之间的轨道面，以及轨道车辆，轮对400的两个车轮分别行走于两个钢轨800上，橡胶轮500行走于轨道面上。其中，轨道面上设置有用于引导橡胶轮500走向的导向结构900。

本实施例中导向结构900可以为供橡胶轮500行走且平行于钢轨800的轨道，或者设置在轨道面上防止橡胶轮500偏移的挡块等，具体可根据需要设定，在此不做限定。

本发明实施例提供的轨道交通系统，采用了上述轨道车辆，取得了基本相同的技术效果，在此不再赘述。另外，本实施例中，轨道面上加设了用于引导橡胶轮500走向的导向结构900，导向结构900的设置可以很好的实现转向架自我线路导向修正的功能，提高转向架运行的安全品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。