一种柔性构架转向架的制作方法

本发明属于铁路货车设计，尤其属于铁路货车转向架设计制造，具体涉及一种球面铰接的内置轴箱柔性构架转向架。

背景技术：

1、目前，铁路货车转向架主要有三大件式和整体构架式两种结构型式。主要采用以铸造摇枕、侧架，轮对导框定位和中央悬挂为特征的三大件式转向架和主要采用以焊接构架和轴箱一系悬挂为特征的整体构架式转向架。

2、对比两种不同结构型式转向架的技术特点，三大件式转向架构架为松散联接，抗菱刚度较小，蛇行失稳临界速度较低，横向稳定性较差，虽线路扭曲适应性较好，但也存在制动型式选择不够灵活，难以采用盘式制动，无法满足铁路货车运行速度进一步提升的需要等问题；整体构架式转向架构架为刚性一体结构，抗菱刚度较大，蛇行失稳临界速度较高，运行稳定性良好，但轮重减载率相对较大，线路扭曲适应性较差。

3、针对以上问题，采用柔性构架技术，在保证其具有较大抗菱刚度的同时，实现两侧梁间相对较小的扭曲刚度，可以较好的兼顾线路扭曲适应性和蛇行失稳临界速度，是未来铁路货车转向架技术的发展趋势之一。

技术实现思路

1、本发明根据现有技术的不足公开了一种球面铰接的内置轴箱柔性构架转向架。本发明目的是设计一种具有较小的扭曲刚度，可以较好的兼顾线路扭曲适应性和蛇行失稳临界速度的柔性构架转向架。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种柔性构架转向架，包括轮轴装置、构架、轴箱悬挂装置、制动装置和旁承；其特征在于：所述转向架为内置轴箱结构，轴承位于车轮内侧；

4、构成构架的枕梁一端与一侧的侧梁焊接联接为一体结构、枕梁另一侧采用心盘与另一侧的侧梁铰接；两侧梁之间还设置平行的两根小横梁，两根小横梁沿转向架中心对称布置，各小横梁一端与一侧侧梁焊接联接为一体结构、另一端与另一侧侧梁通过弹性铰弹性连接构成柔性构架结构。

5、进一步所述轮轴装置由由车轴、车轮和轴承组成，车轴上安装有制动盘，轮轴装置呈轴对称结构；其中，轴承位于车轮内侧、在车轮和制动盘之间。

6、进一步所述轮轴装置由两件制动盘、两件轴承和两件车轮分别通过过盈配合依次压装在车轴上；车轮设置于车轴的两端，制动盘位于轮轴装置对称轴两侧靠近中心位置。

7、优选地，本发明所述构架包括侧梁一、侧梁二、枕梁、小横梁一、小横梁二和弹性铰；侧梁一、侧梁二和枕梁呈h形结构布置，枕梁两侧中心对称布置小横梁一、小横梁二，弹性铰设置在两小横梁端部销轴和侧梁弹性铰安装孔之间，侧梁两端设置带制动单元安装座的横向小端梁。

8、所述侧梁一和枕梁焊接为一体，呈t形结构，小横梁一的一端与侧梁一焊接为一体，呈悬臂结构，在悬臂的远端设置用于连接弹性铰的销轴，在侧梁一上小横梁一焊接处相对枕梁中心对称位置设置弹性铰安装孔，侧梁一两端设置与轴箱悬挂装置配合的导框结构，枕梁中心处设置心盘，枕梁上盖板两端设置弹性旁承安装孔或座，枕梁与侧梁一连接的另一端下盖板处设置铰接球面上心盘，组成一侧构架；

9、所述侧梁二中央设置矩形方框结构，矩形正下方设置铰接球面下心盘，小横梁二的一端与侧梁二焊接为一体，呈悬臂结构，在悬臂的远端设置用于连接弹性铰的销轴，在侧梁二上小横梁二焊接处相对矩形方框中心对称位置设置弹性铰安装孔，侧梁二两端设置与轴箱悬挂装置配合的导框结构，组成另一侧构架。

10、所述弹性铰由外套、橡胶体和内套组成，呈圆柱形结构，内孔具有锥度，橡胶体填充在外套和内套之间，弹性铰呈中心对称安装在构架上。

11、本发明所述轴箱悬挂装置由轴箱、外圆弹簧、内圆弹簧、弹簧帽、顶子、吊环和轴箱吊板组成；其中，轴箱为分体轴箱结构，由上部的轴箱体、下部的轴箱撑板和联接紧固件构成。

12、本发明所述轴箱悬挂装置由外圆弹簧和内圆弹簧组成两级刚度弹簧组、并与弹簧帽、顶子和吊环组成利诺尔减振器。

13、本发明所述制动装置采用单元式轴盘制动，每轴设置两个铸钢制动盘，配套采用粉末冶金闸片，每一转向架手制动单元和常规制动单元按1:3配置，其中手制动单元置于二位车轮侧，制动单元采用四点吊挂方式通过高强度螺栓与构架连接。

14、本发明所述旁承采用长行程常接触钢簧旁承，由旁承座、旁承盖和弹簧组成；旁承座与构架通过螺栓连接，旁承盖设置有尼龙磨耗板。

15、本发明具有以下有益性：

16、现有铁路货车转向架一般都采用外置轴箱结构，即轴承位于车轮外侧。本发明所述的转向架则采用内置轴箱结构，即轴承位于车轮内侧。由于轴承位置的变化，车轴长度可以大幅度缩短，使其重量也大幅减轻，可有效减小簧下重量，降低轮轨动作用力，降低噪声，改善车辆运行品质。同时，由于同一轮对两轴承横向跨距大幅缩短，轮对摇头角刚度也较大幅度降低，可有效提高转向架的曲线通过性能。与之适应的构架承载结构的横向跨距也相应缩短，构架质量也相应降低，使得转向架自重较常规的外置轴箱转向架轻，在相同轴重的前提下，可进一步提高车辆载重。

17、现有铁路货车构架式转向架均为整体刚性构架，几乎没有柔性构架转向架成熟运用的案例。柔性构架技术主要在地铁等城轨车辆上采用，但其结构和承载方式与铁路货车转向架完全不同，且由于构架采用弹性部件连接，难以适应较大轴重运用的需要。传统的刚性构架因其四点支撑的超静定结构，在铁路线路各种不平顺的影响下，将产生附加的斜对称载荷，造成轮重减载率相对较大，线路适应性不良等问题。本发明所述的转向架采用球面铰接和两侧梁弹性连接的柔性构架结构，使得转向架扭曲刚度大幅降低，抗菱刚度保持较大，以获得较高的运行速度和良好的曲线扭曲适应能力。同时，球面铰接的刚性支承结构既能适应铁路货车轴重较大的特点，承载结构强度满足运用要求；又能约束构架平动自由度，释放其转动自由度，实现构架的柔性需求，解决了一般柔性构架难以适应大轴重承载结构的设计问题。从构架整体的受力上讲，将传统刚性构架的超静定结构解耦为两个静定结构的铰接，消除了构架的附加斜对称载荷，可有效降低转向架的轮重减载率，提高其动力学性能。

技术特征：

1.一种柔性构架转向架，包括轮轴装置、构架、轴箱悬挂装置、制动装置和旁承；其特征在于：所述转向架为内置轴箱结构，轴承位于车轮内侧；

2.根据权利要求1所述的柔性构架转向架，其特征在于：所述轮轴装置由由车轴、车轮和轴承组成，车轴上安装有制动盘，轮轴装置呈轴对称结构；其中，轴承位于车轮内侧、在车轮和制动盘之间。

3.根据权利要求2所述的柔性构架转向架，其特征在于：所述轮轴装置由两件制动盘、两件轴承和两件车轮分别通过过盈配合依次压装在车轴上；车轮设置于车轴的两端，制动盘位于轮轴装置对称轴两侧靠近中心位置。

4.根据权利要求1或2或3所述的柔性构架转向架，其特征在于：所述构架包括侧梁一、侧梁二、枕梁、小横梁一、小横梁二和弹性铰；侧梁一、侧梁二和枕梁呈h形结构布置，枕梁两侧中心对称布置小横梁一、小横梁二，弹性铰设置在两小横梁端部销轴和侧梁弹性铰安装孔之间，侧梁两端设置带制动单元安装座的横向小端梁。

5.根据权利要求4所述的柔性构架转向架，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的柔性构架转向架，其特征在于：所述弹性铰由外套、橡胶体和内套组成，呈圆柱形结构，内孔具有锥度，橡胶体填充在外套和内套之间，弹性铰呈中心对称安装在构架上。

7.根据权利要求5所述的柔性构架转向架，其特征在于：所述轴箱悬挂装置由轴箱、外圆弹簧、内圆弹簧、弹簧帽、顶子、吊环和轴箱吊板组成；其中，轴箱为分体轴箱结构，由上部的轴箱体、下部的轴箱撑板和联接紧固件构成。

8.根据权利要求7所述的柔性构架转向架，其特征在于：所述轴箱悬挂装置由外圆弹簧和内圆弹簧组成两级刚度弹簧组、并与弹簧帽、顶子和吊环组成利诺尔减振器。

9.根据权利要求7所述的柔性构架转向架，其特征在于：所述制动装置采用单元式轴盘制动，每轴设置两个铸钢制动盘，配套采用粉末冶金闸片，每一转向架手制动单元和常规制动单元按1:3配置，其中手制动单元置于二位车轮侧，制动单元采用四点吊挂方式通过高强度螺栓与构架连接。

10.根据权利要求7所述的柔性构架转向架，其特征在于：所述旁承采用长行程常接触钢簧旁承，由旁承座、旁承盖和弹簧组成；旁承座与构架通过螺栓连接，旁承盖设置有尼龙磨耗板。

技术总结本发明公开了一种柔性构架转向架。包括轮轴装置、构架、轴箱悬挂装置、制动装置和旁承；转向架为内置轴箱结构，轴承位于车轮内侧；构成构架的枕梁一端与一侧的侧梁焊接联接为一体结构、枕梁另一侧采用心盘与另一侧的侧梁铰接；两侧梁之间还设置平行的两根小横梁，两根小横梁沿转向架中心对称布置，各小横梁一端与一侧侧梁焊接联接为一体结构、另一端与另一侧侧梁通过弹性铰弹性连接构成柔性构架结构。本发明转向架重量大幅减轻，可有效减小簧下重量，降低轮轨动作用力，降低噪声，改善车辆运行品质，提高转向架的曲线通过性能，转向架扭曲刚度大幅降低，抗菱刚度大，承载结构强度满足运用要求，实现构架的柔性需求，提高其动力学性能。技术研发人员：张锐,王云贵,罗汉江,吴畅,李冬,廖军,祝笈,冯成礼,张光才,敬宣萱,袁杰,张庆良,肖俊明受保护的技术使用者：中车眉山车辆有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/25