[发明专利]一种转向架构架

说明书

技术领域

本发明涉及铁路机车车辆领域，尤其涉及一种转向架构架。

背景技术

随着科技的进步，铁路机车车辆因其方便、快捷、安全，越来越成为人们日常出行或运输优选的交通工具，因此，车辆的安全性是进行设计时首要考虑的问题。

当车辆通过曲线时，通常有两个指标评价车辆的脱轨可能性，一个是脱轨系数，即轮轨间的横向力Q与垂直力P的比值，其中垂向力通常为轮重。对于一辆行进中的列车，其自身的重量和所承受的载重通常一定，所以传递到轮对的重量也一定，在轮重一定的情况下，行车速度越大，曲线半径越小，横向力越大，脱轨系数越大，车辆发生脱轨的可能性越大。但是当轮重较小时，一个小的横向力就有可能使列车发生脱轨，所以要通过另一个指标——轮重减载率，即轮对垂向减载量△P与垂向力P之比，来评价车辆脱轨可能性。在轮重一定的情况下，轮对减载量越大，列车越容易发生脱轨。我国对转向架的设计制定了相关标准，例如动车组的转向架要达到脱轨系数小于0.8，车轮减载率小于等于0.6。

降低轮对减载量常用的方式是改变一系悬挂的刚度或静挠度。一系悬挂装置是在车辆构架和轮对轴箱之间设置的弹簧和减震器系统，用于缓和轨道对机车的冲击和振动，改善部件工作可靠性和乘客的舒适度。由于轮对减载量与一系悬挂刚度成正比，与一系悬挂静挠度成反比，所以现有技术一般通过降低一系悬挂刚度，增大其静挠度的方式来减小轮重减载率，但是会造成车辆在从空车到满载变化时，车厢地板面高度变化太大而导致车辆的平稳性降低，影响乘客的舒适度。

还有一种降低轮对减载量的方式是降低车辆转向架构架的刚度。转向架是铁路机车车辆上最重要的部件之一，它直接承载车体自重和载重，引导车辆沿铁路轨道运行，保证车辆顺利通过曲线，并具有减缓来自车辆运行带来的震动和冲击的作用。转向架构架是转向架的骨架，用以联系转向架各组成部分和传递各方向的力，并用来保持车轴在转向架内的位置，一般由左、右两个侧梁及一个或几个横梁组成，其中横梁包括端梁。侧梁不仅是向轮对（或轮组）传递垂向力、横向力和纵向力的主要构件，还用来规定轮对的位置。横梁用于保证构架在水平面内的刚度，保持各轴的平行及承托牵引电动机等部件。

当车辆在通过曲线时，为了防止仅靠外侧轨道对外侧轮对的压力提供向心力而导致轨道变形和行车的危险性，外侧的轨道往往比内侧轨道稍高一些，形成轨道超高，因此，当外侧行进方向较前的车轮先爬高时，使得和这个车轮连接的转向架构架自身形成一个扭矩，扭转刚度越大，轮对减载率越大，列车越容易脱轨。现代机车转向架构架有铸造和焊接两种形式，其中铸钢构架在铅垂和水平面内抗弯、抗扭强度和刚度都较大，机械加工量小，材料利用较好，但对铸造工艺要求较高，且构架较重，造价较高。我国铁路机车车辆的转向架普遍采取的是整体焊接式构架，由两个侧梁和至少一个横梁组焊而成，这种整体焊接式构架重量轻，使用材料经济，安全可靠且技术成熟普及，但是转向架的扭转刚度很大，当车辆在线路扭曲严重的情况下，很有可能发生脱轨，造成人员的伤亡。

为了降低转向架的扭转刚度，现有技术一通过改变横梁的几何结构，使用四块柔性钢板呈交叉型布置将柔性横梁和侧梁连接在一起，实现构架的柔性，但是这样的横梁结构复杂，不易设置安装座，而且改造过程复杂，成本较高。现有技术二采用组合式构架，构架由两个侧梁和一个摇枕组成，摇枕和左右侧梁分别通过转动铰铰接，使得两个侧梁的点头运动完全释放，从而达到转向架扭转刚度变小的目的。但是这种组合式构架对我国现有车辆转向架的结构改造较大，成本也较高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种转向架构架，在不改变现有转向架整体构架的情况下，采用将横梁和侧梁通过橡胶关节进行连接的方式，有效地降低了转向架的扭转刚度，提高车辆的安全性，降低了改造成本。

本发明实施例提供了一种转向架构架，所述至少一个横梁的至少一端经由橡胶关节与侧梁按轴向固定方式进行连接。

优选的，所述轴向固定方式包括：橡胶关节通过横梁挡肩、侧梁通孔端面、隔环和盖板进行轴向固定。

优选的，所述横梁与橡胶关节的内圈以及侧梁和橡胶关节的外圈均采用无间隙配合。

优选的，所述无间隙配合包括过盈配合。

优选的，所述构架包括包括两个侧梁和一个横梁，横梁和侧梁的两个连接点都设有橡胶关节。

优选的，所述所述构架包括两个侧梁和至少两个横梁，所述橡胶关节的设置呈对角线分布。

优选的，所述转向架构架包括两个侧梁和两个横梁，在所述侧梁和横梁的四个连接处都设置橡胶关节。