一种空心轴桥结构及轻量化轮对制造技术

本发明专利技术公开了一种轻量化轮对。所述轮对包括轴桥，分别通过相应轴承装在第一车轮和第二车轮的轮毂孔内；所述轴桥为空心管状结构，所述轴桥内套装有一根扭杆；所述车轮轮毂外端装有传动盘，该传动盘的内端面与所述扭杆的端部固定相连，实现了左右车轮的同步转动。本发明专利技术的轮对改善了车轴受力且质量相比传统轮对减少约20%—30%。因此，有可能促成高速动车组进一步提速，也有益于减小线路损伤和节能减排。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空心轴桥结构及轻量化轮对，属于轨道车辆领域，尤其适用于动车组、客车、城轨等轨道车辆。
技术介绍
转向架轻量化是设计者们的一直追求，随着我国机车车辆特别是高速动车组的发展，转向架轻量化已经走到了瓶颈。其中，对转向架构架的轻量化都很难，而对属于簧下质量的轮对进行轻量化更加艰难。特别是高速动车组，若想突破现有速度极限，关键之一是必须设计更为轻量化的轮对组件。此外轻量化轮对组件还对减小线路损伤和节能减排意义重大。在现有轮对结构下，对轮对进行大幅轻量化不太可能。因此必须基于轮轨关系理论创新结构，才能实现显著的轻量化。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种空心轴桥结构及轻量化轮对，该空心轴桥只承受弯矩载荷，扭矩载荷由扭杆承担，轴桥无传统轮对车轴的弯扭耦合载荷，可靠性更高。同时轮对质量相比传统轮对大幅减小，因此，有可能促成高速动车组进一步提速，也有益于减小线路损伤和节能减排。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是: 一种空心轴桥结构，包括用于通过轴承安装相应车轮的轴桥，其结构特点是， 所述轴桥为空心管状结构，用于承担所述车轮横向力和垂向力产生的弯矩载荷； 套装在所述轴桥内用于与相应传动盘固定相连的扭杆，该扭杆与所述传动盘、车轮固定相连而承担扭矩载荷，而使所述车轮、传动盘和扭杆可绕轴桥中心同步转动。根据本专利技术的实施例，还可以对本专利技术作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案: 优选地，所述轴桥内壁与扭杆外壁之间具有间隙。优选地，支承在所述轴桥上的轴承位于相应车轮的轮毂孔内，而传统轮对轴承位于车轮外部的独立轴箱内。所述轴桥为空心结构，扭杆可以是实心也可以是空心结构，优选所述扭杆为空心管状结构。由此，相比传统轮对的全实心车轴，质量更小。优选地，所述轴桥左右对称设置了内置式一系悬挂承载座。由此，一系悬挂内置，减小了轴桥和扭杆长度。所述一系悬挂承载座包括弹簧安装接口、减振器安装接口和纵向横向悬挂接口 ；所述轴桥的一系悬挂承载座通过弹簧、减振器、纵向横向悬挂组件与构架连接。优选地，由于无传统轮对的外置轴箱，轴桥和扭杆的长度比传统轮对车轴短，质量较小。基于同一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种轻量化轮对，其包括轴桥；其结构特点是；所述轴桥的两个端部分别通过相应轴承装在第一车轮和第二车轮的轮毂孔内；所述轴桥具有上述的空心轴桥结构；所述第一车轮和第二车轮的横向力和垂向力通过轴承传递至轴桥；所述轮毂外端装有传动盘，该传动盘的内端面与所述扭杆的端部固定相连，所述第一车轮与传动盘、扭杆、第二车轮可绕轮轴中心同步转动。本专利技术的轮对组成将轴承布置在车轮与轴桥之间，取消了传统的轴箱；车轮通过传动盘与扭杆连接，扭杆再通过传动盘与另一侧车轮连接，实现了左右车轮同步旋转。优选地，为了保证扭杆与传动盘之间形成咬合状态来主要承担扭力，避免了扭杆与传动盘之间的连接件过疲劳，所述扭杆的端部均设有端齿，所述传动盘的内端面设有与所述端齿配合传动的端齿，由此，连接件仅起到连接作用，而不承受扭力。优选地，所述轴承的外圈与所述轮毂的内缘固定相连，轴承的内圈与轴桥的外壁面固定相连。更优选地，所述轴承的外圈与所述轮毂通过传动盘和装在轮毂内侧的内端盖双侧压紧固定相连，使所述第一车轮和第二车轮分别与相应的轴承的外圈、传动盘、内端盖形成一个整体。优选地，所述轴桥两端与轴承的内圈通过位于轴承外侧的压盖和位于轴承内侧的挡圈双侧压紧固定相连，使轴桥两端分别与相应的轴承的内圈、压盖、挡圈形成一个整体。车轮滚动前进时，轴桥并不跟随旋转，这个特点使得轴桥无需承受传统车轴的高周交变应力。因此，轴桥的可靠性相对于传统车轴更高。优选地，所述第一车轮和第二车轮的幅板上均装有制动盘。藉由上述结构，本专利技术轮对组成具备了传动轮对所包含的自导向、同步驱动制动等功能，无传统轮对的轴箱体，一系悬挂承载座有效利用了轴桥承载，因此无传统轮对轴箱体的质量；车轮轮毂与轴承外圈配合不存在像传统轮对轮轴配合一样的过盈量，因此轮毂可以减薄，利于减重；因此轴桥所受的疲劳载荷显著降低，轴桥因此可以变的更轻薄。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: 1)本专利技术轮对组成具备了传动轮对所包含的自导向、同步驱动制动等所有功能。2)轴桥直径尺寸相当的情况下，轴桥和扭杆的长度比传统轮对车轴短，甚至相对传统车轴短1/3左右，质量较小。3)轴桥为空心结构，扭杆可以是实心也可以是空心结构，但相比传统轮对的全实心车轴，质量较小。4)无传统轮对的轴箱体，一系悬挂承载座有效利用了轴桥承载。因此，无传统轮对轴箱体的质量。5)车轮轮毂与轴承外圈配合不存在像传统轮对轮轴配合一样的过盈量，因此轮毂可以减薄，利于减重。6)本专利技术改善了车轴受力，轴桥只承受弯矩载荷，扭矩载荷由扭杆承担，轴桥无传统轮对车轴的弯扭耦合载荷。因此轴桥所受的疲劳载荷显著降低，轴桥因此可以变的更轻薄。与传统轮对相比，本专利技术轮对组成质量减小约20% — 30%。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步阐述。【附图说明】图1是本专利技术一个实施例的结构原理图； 图2是本专利技术一系悬挂接口的结构示意图； 图3是本专利技术车轮的结构示意图； 图4是本专利技术轴桥的结构示意图(带局剖)； 图5是本专利技术传动盘的结构示意图； 图6是本专利技术扭杆的结构示意图。【具体实施方式】一种轻量化轮对，如图1所示，轮对组成基本呈左右对称结构。第一车轮1的轮毂3与轴承6的外圈13配合，并且用传动盘7和内端盖14双侧压紧轴承6的外圈13。螺钉5用于紧固传动盘7和轮毂3，螺钉15用于紧固内端盖14和轮毂3。从而，行进时第一车轮1与轴承6的外圈13、传动盘7、内端盖14形成一个整体。如图1所示，轴桥19两端与轴承6的内圈12配合，并且用压盖10和挡圈16双侧压紧轴承6的内圈12。挡圈16与轴桥19的挡肩17接触，螺钉11联接压盖10和轴桥19，在螺钉11的紧固力下，轴承6的内圈12双侧都被压紧。从而，行进时轴桥19与轴承6的内圈12、压盖10、挡圈1当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心轴桥结构，包括用于通过轴承（6）安装相应车轮（1,21）的轴桥（19），其特征在于，所述轴桥（19）为空心管状结构，用于承担所述车轮（1,21）横向力和垂向力产生的弯矩载荷；套装在所述轴桥（19）内用于与相应传动盘（7）固定相连的扭杆（20），该扭杆（20）与所述传动盘（7）、车轮（1,21）固定相连而承担扭矩载荷，而使所述车轮（1,21）、传动盘（7）和扭杆（20）可绕轴桥中心同步转动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小星，陈喜红，陈国胜，李冠军，陈清明，陶功安，曾艳梅，张建全，向阳，钟晓波，
申请(专利权)人：南车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43