專利名稱：一種160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架，更具體地是適用于速度為160km/h的高速機(jī)車的三軸轉(zhuǎn)向架。
背景技術(shù)：
寬軌鐵路主要在前蘇聯(lián)和東歐一些國(guó)家使用。國(guó)外的寬軌轉(zhuǎn)向架普遍存在著軸重 較大、運(yùn)行速度低，平穩(wěn)性、安全性和舒適性都較差的特點(diǎn)。目前使用的客運(yùn)電力機(jī)車轉(zhuǎn)向 架多為兩軸轉(zhuǎn)向架，且速度普遍在120km/h以下，無法滿足日益繁重的鐵輪運(yùn)輸需求，嚴(yán)重 制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。中國(guó)專利200720094588. 9公開了一種無搖枕空氣彈簧寬軌客車轉(zhuǎn)向架，包括構(gòu) 架、軸箱彈簧、高度閥、橫向減振器、牽引支座、壓差閥、橫向擋、車輪、車軸，在構(gòu)架側(cè)梁和車 軸之間設(shè)置軸箱轉(zhuǎn)臂，構(gòu)架橫梁和牽引支座之間設(shè)有單拉桿，構(gòu)架側(cè)梁上方設(shè)有空氣彈簧， 車軸的軸身上裝有制動(dòng)盤，構(gòu)架橫梁上設(shè)有盤形制動(dòng)吊座，盤形制動(dòng)吊座上安裝有制動(dòng)缸 和制動(dòng)夾鉗。其中軸箱定位由導(dǎo)框式改為轉(zhuǎn)臂式定位，提高了轉(zhuǎn)向架的臨界速度和運(yùn)行平 穩(wěn)性，中央牽引采用單拉桿牽弓丨，節(jié)省了空間。中國(guó)專利200620035475. 5公開了一種鐵路貨車寬軌鑄鋼轉(zhuǎn)向架，它包括輪對(duì)、側(cè) 架、搖枕、懸掛裝置、以及制動(dòng)裝置，其關(guān)鍵技術(shù)是懸掛裝置是與減振裝置組合為一體的中 央懸掛減振裝置，它是在底座上安裝減振彈簧和承載彈簧，減振彈簧位于承載彈簧的外圍， 在彈簧的上端安裝有斜楔，斜楔的主摩擦面與側(cè)架立柱磨耗板接觸；制動(dòng)裝置采用單側(cè)滑 槽制動(dòng)裝置，制動(dòng)梁的兩端安裝于側(cè)架滑槽內(nèi)，制動(dòng)梁上安裝有閘瓦托，閘瓦托上安裝閘 瓦。在技術(shù)文獻(xiàn)中檢索到關(guān)于寬軌轉(zhuǎn)向架的專利，但只限于兩軸的轉(zhuǎn)向架，且速度為 中低速，沒有涉及三軸高速寬軌客運(yùn)轉(zhuǎn)向架的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供具有運(yùn)行速度高、粘著重量大、牽引能力大、曲線通過性能 好、輪軌磨耗小的160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架。本發(fā)明提供的160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架，包括3個(gè)輪對(duì)、1個(gè) 構(gòu)架、3個(gè)電機(jī)、3套傳動(dòng)裝置、6個(gè)二系彈簧、12個(gè)一系彈簧、2個(gè)一系垂向減振器、2個(gè)二系 垂向減振器、2個(gè)橫向減振器、2個(gè)抗蛇行減振器和2個(gè)耦合減振器組成，其中轉(zhuǎn)向架采用Ctl 軸式，牽引電機(jī)的布置采用對(duì)置方式；電機(jī)一端通過單個(gè)橡膠關(guān)節(jié)懸掛于構(gòu)架端/橫梁，另 一端通過兩根吊桿懸掛于構(gòu)架端/橫梁。采用對(duì)置的設(shè)計(jì)理念旨在保證轉(zhuǎn)向架的簧間質(zhì)量質(zhì)心盡量靠近轉(zhuǎn)向架的幾何中 心，減少轉(zhuǎn)向架的搖頭轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高機(jī)車的運(yùn)行速度。包括牽引電機(jī)、齒輪箱總成和六連桿空心軸等驅(qū)動(dòng)單元的懸掛采用彈性架懸方 式，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大部分的橫向慣量及搖頭慣量與整個(gè)構(gòu)架解耦，從而降低了簧間質(zhì)量的橫向慣量和搖頭慣量。國(guó)內(nèi)目前主要的架懸式轉(zhuǎn)向架電機(jī)懸掛方式基本屬于剛性架懸，雖然 部分轉(zhuǎn)向架電機(jī)懸掛點(diǎn)采用橡膠關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，但不能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)單元與構(gòu)架間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不 屬于運(yùn)動(dòng)學(xué)意義上的彈性架懸。采用彈性架懸結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)向架運(yùn)行中構(gòu)架橫向或搖頭振動(dòng) 時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元可實(shí)現(xiàn)相對(duì)于構(gòu)架的橫向運(yùn)動(dòng)。因此，從橫向及搖頭來說，相當(dāng)于大部分的架 懸質(zhì)量可以從簧間質(zhì)量中釋放出來，有利于改善轉(zhuǎn)向架的橫向動(dòng)力學(xué)性能，滿足機(jī)車高速 運(yùn)行的要求。本發(fā)明一系懸掛系統(tǒng)采用單拉桿軸箱定位+螺旋彈簧方式。軸箱拉桿主要提供縱 向剛度，一系螺旋彈簧主要提供橫向和垂向剛度。一、三軸安裝一系垂向減振器；二系懸掛 系統(tǒng)采用上下均配有橡膠墊的高圓螺旋彈簧，輔以垂向、橫向和抗蛇形減振器，保證機(jī)車的 動(dòng)力學(xué)性能。本發(fā)明電機(jī)懸掛系統(tǒng)中采用了耦合減振器，可以極大的衰減驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能量，保 證機(jī)車具有很好的動(dòng)力學(xué)性能。本發(fā)明牽引裝置采用低位推挽牽引桿牽引，以提高機(jī)車的粘著重量利用率。本發(fā)明基礎(chǔ)制動(dòng)采用輪盤制動(dòng)方式，提高了所述轉(zhuǎn)向架的空氣制動(dòng)可靠性，避免 了踏面制動(dòng)對(duì)車輪的損傷。本發(fā)明驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用輪對(duì)空心軸驅(qū)動(dòng)方式，齒輪箱為承載式，軸 承采用油潤(rùn)滑，以適應(yīng)轉(zhuǎn)向架160km/h速度等級(jí)的要求。本發(fā)明提供的160km/h三軸CO-CO寬軌轉(zhuǎn)向架的單機(jī)六軸機(jī)車具有牽引功率大， 粘著重量大，牽引能力大，可明顯提高鐵路運(yùn)輸效率，與BO-BO軸式四軸機(jī)車相比，可明顯 節(jié)省機(jī)車制造、運(yùn)輸和維護(hù)成本，具有更好的動(dòng)力學(xué)性能，安全舒適性都更高。


圖1本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)型式圖，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖2本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖3本發(fā)明實(shí)施例一系懸掛裝置，其中A為主視圖，B為左視圖；圖4本發(fā)明實(shí)施例二系懸掛裝置，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖5本發(fā)明實(shí)施例牽引裝置，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖6本發(fā)明實(shí)施例電機(jī)懸掛裝置，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖7本發(fā)明實(shí)施例制動(dòng)裝置，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖8本發(fā)明實(shí)施例輪緣潤(rùn)滑裝置；圖9本發(fā)明實(shí)施例驅(qū)動(dòng)單元，其中A為主視圖，B為后視圖，C為俯視圖；圖10本發(fā)明實(shí)施例軸箱裝置，其中A為主視圖，B為后視圖，C為俯視圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架三軸轉(zhuǎn)向架，它包括三個(gè)輪對(duì)2，每輪對(duì)上安裝有兩套軸箱裝置12、一套驅(qū)動(dòng)單元15、 一臺(tái)大功率交流牽引電機(jī)18，它們組成輪對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置。每個(gè)軸箱12上裝有兩個(gè)一系彈簧 8，輪對(duì)2-1、2-3上裝有垂向一系垂向減振器4，構(gòu)架6安裝在一系彈簧8上面，一系垂向減 振器4連接構(gòu)架6與軸箱12，構(gòu)架6每側(cè)裝有三個(gè)二系彈簧9，車體17落在二系彈簧9上，轉(zhuǎn)向架每側(cè)裝有一個(gè)二系垂向減振器11、一個(gè)二系橫向減振器16和一個(gè)抗蛇形減振器7， 二系橫向、垂向和抗蛇形減振器兩端分別與車體17和構(gòu)架6相連。每個(gè)轉(zhuǎn)向架上有一套牽 引裝置1，連接車體17與構(gòu)架6，每個(gè)車輪上裝有制動(dòng)裝置13。整個(gè)驅(qū)動(dòng)單元通過兩根擺桿 14和電機(jī)懸掛座10吊掛在構(gòu)架6上，實(shí)現(xiàn)全懸掛，大大的減輕簧下重量。耦合減振器5 (每 套驅(qū)動(dòng)單元各一個(gè))安裝在構(gòu)架6和驅(qū)動(dòng)單元15之間，衰減驅(qū)動(dòng)單元橫向振動(dòng)的能量。干 式輪緣潤(rùn)滑裝置3安裝在構(gòu)架6的前進(jìn)端側(cè)梁上，實(shí)現(xiàn)直接對(duì)2-1輪對(duì)輪緣潤(rùn)滑保護(hù)作用。如圖2所示的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架6，由前端梁61、兩根側(cè)梁62、牽引梁63、中間梁64、后端 梁65組焊而成。各梁體由鋼板組焊而成，構(gòu)架6上還焊接有各種安裝座。如圖3所示的轉(zhuǎn)向架一系懸掛裝置，由一系彈簧8、一系垂向減振器4、一系調(diào)整墊 片50與軸箱拉桿51組成。一系彈簧8安裝在軸箱12上，構(gòu)架6支承在一系彈簧8上面， 一系垂向減振器4在垂向連接構(gòu)架6與軸箱12，一系彈簧8與一系垂向減振器4匹配在一 起緩和機(jī)車的振動(dòng)和沖擊。軸箱拉桿51縱向連接軸箱12與構(gòu)架6，傳遞機(jī)車的牽引力與制 動(dòng)力。一系調(diào)整墊片50調(diào)整彈簧的工作高度及機(jī)車的軸重。如圖4所示的轉(zhuǎn)向架二系懸掛裝置，由二系彈簧9、二系垂向減振器11、二系橫向 減振器16和抗蛇形減振器7組成。二系彈簧9安裝在構(gòu)架6上，車體17支承在二系彈簧 9上面，二系垂向減振器11在垂向連接構(gòu)架6與車體17，二系彈簧9、二系橫向減振器16、 二系垂向減振器11和抗蛇形減振器7匹配在一起緩和機(jī)車的振動(dòng)和沖擊。如圖5所示的轉(zhuǎn)向架牽引裝置1，由車體牽引座21、鋼絲繩(一)22、牽引桿組裝 23、鋼絲繩(二)24、牽引外筒25、牽引橡膠筒26、牽引內(nèi)筒27和牽引座28組成。車體牽引 座連接車體17和牽引桿組裝23，牽引桿組裝23 —端連接構(gòu)架牽引座28和車體牽引座21， 用于把電機(jī)發(fā)揮的牽引力最終傳遞到車體17上，牽引車體運(yùn)動(dòng)。在牽引外筒25和牽引內(nèi) 筒27中間有牽引橡膠筒26，用于緩沖機(jī)車運(yùn)行過程中的沖擊力。鋼絲繩(一)22和鋼絲繩 (二)24、安全保護(hù)作用防止?fàn)恳龡U組裝236脫落。 如圖6所示的轉(zhuǎn)向架電機(jī)懸掛裝置，主要由電機(jī)懸掛座10、電機(jī)懸掛座關(guān)節(jié)31、耦 合減振器5、電機(jī)擺桿14、電機(jī)擺桿關(guān)節(jié)30、電機(jī)懸掛橫梁32和電機(jī)橫向止擋29組成。通 過電機(jī)懸掛座10和兩根電機(jī)擺桿14把整個(gè)驅(qū)動(dòng)單元15懸掛起來形成了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的全懸 掛，可以大大的減小簧下重量，為實(shí)現(xiàn)160km/h高速提供了必不可少的條件。其中電機(jī)懸掛 橫梁32與電機(jī)擺桿30和驅(qū)動(dòng)單元15連接，起到中間過渡支撐的作用。電機(jī)懸掛座關(guān)節(jié)31 和電機(jī)擺桿關(guān)節(jié)30采用彈性橡膠關(guān)節(jié)，真正實(shí)現(xiàn)了彈性架懸結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)向架運(yùn)行中構(gòu)架橫 向或搖頭振動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元可實(shí)現(xiàn)相對(duì)于構(gòu)架的橫向運(yùn)動(dòng)；在配以兩個(gè)電機(jī)橫向止擋15可 以限制驅(qū)動(dòng)單元的橫向位移，保證系統(tǒng)可靠性。如圖7所示的轉(zhuǎn)向架制動(dòng)裝置13，主要由帶停放的制動(dòng)器33、制動(dòng)器吊環(huán)34、不帶 停放的制動(dòng)器35、制動(dòng)間片36、制動(dòng)盤37組成。帶停放制動(dòng)的制動(dòng)器33可以保證機(jī)車在 坡道上安全停車，制動(dòng)吊環(huán)34連接構(gòu)架6和制動(dòng)器33和35，把制動(dòng)器懸掛支撐起來。制動(dòng) 閘片36在發(fā)揮制動(dòng)功能是與制動(dòng)盤37摩擦起到制動(dòng)停車的作用。如圖8所示的轉(zhuǎn)向架輪緣潤(rùn)滑裝置3，主要由輪緣潤(rùn)滑裝置安裝支架38和潤(rùn)滑器 39組成。安裝支架安裝在構(gòu)架6的側(cè)梁上，潤(rùn)滑器38安裝在安裝支架39上，對(duì)機(jī)車前進(jìn) 端的輪對(duì)2-1進(jìn)行直接潤(rùn)滑。2-1輪緣上殘留的潤(rùn)滑劑保留自阿鋼軌上，可以對(duì)2-2和2-3 輪對(duì)的輪緣進(jìn)行間接潤(rùn)滑。
如圖9所示的轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)單元，主要由電機(jī)18、車軸42、帶制動(dòng)盤的從動(dòng)車輪43、 齒輪空心軸裝置44、帶制動(dòng)盤主動(dòng)車輪45、主動(dòng)齒輪46、從動(dòng)齒輪47、齒輪箱48和傳動(dòng)軸 承49組成。本發(fā)明中的每個(gè)輪對(duì)2均與一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置(采用牽引電機(jī))和傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)相連，每組輪對(duì)2的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置呈對(duì)置狀布置，采用對(duì)置的設(shè)計(jì)理念旨在保證轉(zhuǎn)向架 的簧間質(zhì)量質(zhì)心盡量靠近轉(zhuǎn)向架的幾何中心，減少轉(zhuǎn)向架的搖頭轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。另一方面由于 轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)采用輪盤制動(dòng)，受結(jié)構(gòu)空間的限制，而必須采用對(duì)置方式。驅(qū)動(dòng)裝置的牽引 電機(jī)18通過主動(dòng)齒輪46和從動(dòng)齒輪47以及空心軸44連接，這樣便形成了從驅(qū)動(dòng)電機(jī)18 到輪對(duì)2的力傳遞結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用承載式齒輪箱48，從動(dòng)齒輪47傳遞過來的力量通過 兩個(gè)傳動(dòng)軸承49作用在齒輪箱上。如圖10所示的轉(zhuǎn)向架軸箱裝置3，主要由軸箱體41和雙列圓柱滾子軸承40組成。軸箱體41主要承受從一系彈簧8傳遞過來的重量和沖擊，雙列圓柱滾子軸承40具有一定 的橫向間隙，可以適應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置的橫向位移。
權(quán)利要求
160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架，包括3個(gè)輪對(duì)及軸、1個(gè)構(gòu)架、驅(qū)動(dòng)單元的懸掛、驅(qū)動(dòng)單元、軸箱拉桿、一系懸掛、二系懸掛，其特征在于轉(zhuǎn)向架采用C0軸式，牽引電機(jī)的布置采用對(duì)置方式；電機(jī)一端通過單個(gè)橡膠關(guān)節(jié)懸掛于構(gòu)架端(橫)梁，另一端通過兩根吊桿懸掛于構(gòu)架端(橫)梁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架，其特征在于 驅(qū)動(dòng)單元的懸掛采用彈性架懸方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架，其特征在于 軸箱拉桿主要提供縱向剛度，一系懸掛中的螺旋彈簧主要提供橫向和垂向剛度；一、三軸安 裝一系垂向減振器；二系懸掛系統(tǒng)采用上下均配有橡膠墊的高圓螺旋彈簧，輔以垂向、橫向 和抗蛇形減振器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架，其特征在于 電機(jī)懸掛系統(tǒng)中采用了耦合減振器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架。本發(fā)明提供的160km/h寬軌高速客運(yùn)電力機(jī)車用三軸轉(zhuǎn)向架，包括3個(gè)輪對(duì)、1個(gè)構(gòu)架、3個(gè)電機(jī)、3套傳動(dòng)裝置、6個(gè)二系彈簧、12個(gè)一系彈簧、2個(gè)一系垂向減振器、2個(gè)二系垂向減振器、2個(gè)橫向減振器、2個(gè)抗蛇行減振器和2個(gè)耦合減振器組成，其中轉(zhuǎn)向架采用C0軸式，牽引電機(jī)的布置采用對(duì)置方式；電機(jī)一端通過單個(gè)橡膠關(guān)節(jié)懸掛于構(gòu)架端/橫梁，另一端通過兩根吊桿懸掛于構(gòu)架端/橫梁。本發(fā)明提供的寬軌轉(zhuǎn)向架的單機(jī)六軸機(jī)車具有牽引功率大，粘著重量大，牽引能力大，可明顯提高鐵路運(yùn)輸效率，節(jié)省機(jī)車制造、運(yùn)輸和維護(hù)成本。
文檔編號(hào)B61F5/02GK101823492SQ20091025865
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者傅成駿, 廖志偉, 張紅軍, 晉軍輝, 李茂春, 段華東, 申長(zhǎng)宏, 舒方鵬, 蔡超, 鄒文輝, 鐘源, 陳喜紅, 陳國(guó)勝, 黃明高 申請(qǐng)人:南車株洲電力機(jī)車有限公司