[发明专利]用于地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架

说明书

用于地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架属于用于轨道车辆的转向架装置领域，其包括两套驱动装置、两套制动装置、两套轮对装置、紧凑型铸造构架、紧凑型二系悬挂系统和两套轮对内置型轴箱装置，轮对装置包括车轴以及对称布置在其两端的车轮，驱动装置包括牵引电机和齿轮箱，制动装置包括两组轮对制动器。本发明在保障结构强度的同时大幅减小转向架固定轴距，有效地降低了轮对的摇头角刚度和转向架的扭曲刚度，从而减小转向架的回转半径，提高其小曲线通过能力，完全可以满足横向减震和曲线弯道上的防撞需求，并节约了旧有横向缓冲器止挡座所占用的空间。

技术领域

本发明属于用于轨道车辆的转向架装置领域，具体涉及一种用于地铁车辆的轴箱内置式紧凑型转向架。

背景技术

现有的铁路车辆转向架的构架通常是轴箱外置式转向架，如图1至图3所示，常见的轴箱外置式转向架是一种由两条横梁1和两个侧梁3共同形成的近似H字形的焊接构架，其构架的基本构成包括两个纵梁2、两个横梁1及固连于横梁1两端的侧梁3，其六者共同焊接成一个近似大写字母H型的构架主体结构，每个横梁1均包括两个无缝钢管1-1、齿轮箱吊座1-2、电机吊座1-3和一组牵引拉杆座1-4，两个无缝钢管1-1彼此平行，其二者的间距分别通过两个平行的纵梁2跨接和固定。两条横梁1和两个纵梁2共同合围形成一个矩形窗口区域。该矩形窗口区域用于容纳和安装类似于中国专利CN 104442882所公开的Z字形构架中心窗内置型牵引拉杆以及牵引座，其彼此平行且以转向架的垂向中心Z轴为旋转中心线进行旋转对称分布，两组Z字形布置的两个牵引拉杆分别与对应的牵引拉杆座1-4铰接。齿轮箱吊座1-2和电机吊座1-3均位于横梁1的外侧，一组牵引拉杆座1-4固连于横梁1中段的上方并位于齿轮箱吊座1-2和电机吊座1-3之间。纵梁2的两端分别与两个横梁1固连，纵梁2的上端中段设有构架的横向缓冲器止挡座2-1，在每一个纵梁2一端设有一个横向减振器座2-2，其横向缓冲器止挡座2-1和横向减振器座2-2直接设置于构架矩形窗口区域的上端面，旧有的横向缓冲器装置为双向活塞杆缓冲结构，导致此类带有构架中心窗的H型的构架无法使用枕梁结构。两个横梁1以构架的垂向旋转轴Z为旋转对称中心，彼此按180°的圆周角旋转对称，两个纵梁2以同样的旋转中心和圆周角彼此旋转对称。两个横向减振器座2-2分别用于安装一个对应的横向减振器。侧梁3是由多块板材拼合组焊而成的、横断面为矩形截面的箱型整体焊接结构，其通常包括二系空气弹簧座3-1和两条悬臂，二系空气弹簧座3-1中部设置的二系空气弹簧安装孔3-1-1直接用于与二系空气弹簧同轴固连，两条悬臂分别位于二系空气弹簧安装孔3-1-1的两端，并向两侧伸展形成翼形的结构。每一条悬臂均包括制动吊座3-4、一系弹簧座3-3、翼桥段3-2、轮轴定位座3-5，一系弹簧座3-3通过翼桥段3-2与二系空气弹簧座3-1连接，制动吊座3-4固连于翼桥段3-2的内侧，轮轴定位座3-5固连于翼桥段3-2的下方。制动吊座3-4由制动吊座悬臂3-4-1和制动吊座基座3-4-2共同构成。二系空气弹簧座3-1的外侧壁分别固连有一个抗蛇形减振器吊座3-6和一个抗侧滚扭杆座3-7。两个侧梁3关于转向架整体结构的x轴对称，并分别通过各自的二系空气弹簧座3-1固连于两个横梁1的两端。

然而，地铁等弯道较多、线路转弯半径较小的城铁轨道环境对转向架的结构、强度、重量和最小曲线半径等技术参数均提出了新的高标准要求，例如，某新建地铁项目的设计要求提出，该地铁转向架构架在30g设备冲击载荷下，其静强度不超过屈服强度的50％、转向架的最小曲线通过半径为36米。而如图1至图3所示的旧有轴箱外置式H字形焊接构架，其仅能满足在20g冲击载荷下不超过材料屈服强度的100％的较低要求，其轴箱外置式的传统构架结构导致轮对间距较宽、外置轴箱、电机和齿轮箱等构架附属机构的布局无法进一步压缩紧凑，进而造成转向架的整体结构占用空间大、回转半径大、质量重、质心高，并导致该类转向架最小曲线通过半径至少为100米，而且，为了保证焊接构架的结构强度，其钢板壁厚为至少20毫米，转向架构架总体重量的均值约为1.6吨，其两个侧梁3的轴向跨距至少1800毫米，这些既有的指标参数均使得该轴箱外置式的传统构架笨重、宽大，最小曲线半径无法进一步缩减，无法满足新型地铁线路的设计要求，而其焊缝疲劳强度也必然随着时间的推移而逐步下降，甚至导致构架关键焊缝出现裂纹，也不利于行车安全。