基于新式电机悬挂结构和可测温轴箱的动力转向架制造技术

基于新式电机悬挂结构和可测温轴箱的动力转向架属于轨道车辆动力转向架装置领域，其包括构架、由车轮和车轴构成的轮对装置、四个环形减振轴箱、易退轴式齿轮箱和侧梁单点悬挂式电机。本发明专利技术在确保一系悬挂轴箱装置安装位置和减振指标的前提下，有效降低了转向架整体的横向宽度尺寸和回转半径，使该转向架的曲线通过能力获得进一步的提升，环形减振轴箱便于安装和拆卸维修；本发明专利技术在分别拆除四个紧固螺栓之后，侧梁单点悬挂式电机可经由检修地沟直接从车体下方单独拆除。

【技术实现步骤摘要】
基于新式电机悬挂结构和可测温轴箱的动力转向架
本专利技术属于轨道车辆动力转向架装置领域，具体涉及一种基于新式电机悬挂结构和可测温轴箱的动力转向架。
技术介绍
轨道列车转向架在设计时不仅需要综合考虑作为承力主体的构架的结构强度和抗蛇行减振器等各类附属减振部件的作用效果、制动机构安装方式等综合因素，还需针对不同的车型需求，根据列车的理论时速、承重载荷、最小弯道曲率和风雪飞石等路况条件，综合设计动力转向架电机的悬挂方式、轴箱在轮轴上的安放位置、电机及其齿轮箱的布局空间等诸多因素。围绕上述核心思想而展开的各类设计方案日益改进和复杂化，最终促成了动力转向架制造水平的迭代更新和不断进步，不同车型的构架方案推陈出新，一些新形式的全新方案甚至完全推翻旧有思路，使其核心改进具有明显区别和创新。如图1至图3所示，轨道客车转向架的构架可分为由多块板件组对焊接而成的焊接型构架和整体铸造而成的铸造型构架，但其二者的整体结构均属于由横梁体和两个侧梁共同构成的俯视图呈字母H型的构架，其构架的几何中心是一个整体横梁体h或一个井字型横梁体g，其两类横梁体均用于构成字母H笔画结构中间的短横，两个侧梁左右对称布置于横梁体的两端；井字型横梁体由两个垂直于侧梁的小横梁构成。如图1和图2所示，对于由多块板材组焊拼接而形成箱型结构的焊接型侧梁而言，其焊件侧梁i通常为两翼上翘的鸟翼状结构，在其每个鸟翼状结构翅根部位斜面i-1的下端面上，分别对应焊接固连一个焊件轮轴座i-2。每个焊件侧梁弹簧帽筒i-3均焊接固连于一个焊件侧梁i的翼尖端部。由于焊件侧梁i的侧梁上盖板、侧梁下盖板以及夹在其二者之间的两块焊件侧梁侧壁板i-4，其四者的曲线或曲面均为与焊件侧梁侧壁板i-4匹配的特殊鸟翼状结构，导致对焊件侧梁i进行整体组焊时的装夹定位作业相对复杂，其制造过程中，需使用大量定位夹具以确保两块焊件侧梁侧壁板i-4按彼此平行的姿态分别与焊件侧梁下盖板垂直焊接固连，其多块侧壁板连接筋板以及焊件侧梁弹簧帽筒i-3的定位更是需要额外设计的复杂定位工装才能实现。例如，公开号为CN110722319A的中国专利公开了一种铁路客车构架侧梁焊接定位工装，其所公开的复杂定位工装结构就是为提高侧梁弹簧帽筒i-3等部件的组对定位的精度、减少校准测绘工作、降低劳动强度等问题而额外设计的。同样，在焊件侧梁翅根部位的斜面下端定位和焊接焊件轮轴座i-2的过程，也另需专门设计如中国专利公开号为CN108817797A的用于侧梁正装焊接的组对定位工装才能顺利实施，此类定位工装的设计和制造都必然带来生产成本的大幅增加。对于如图3所示的铸造型侧梁而言，其铸件侧梁j与整体横梁体h均由铸造模具整体浇铸成型，避免了焊件侧梁i制作过程中的尺寸测量和装夹定位等工序，但与焊接型侧梁i相较而言，铸件钢材更为刚性的力学特性也使铸造型侧梁弹性变形的柔性能力受到削弱，因此铸造型侧梁需要匹配设计包括抗侧滚扭杆和抗蛇形减振器在内的更为复杂的二系减振系统。此外，现有的铸造型侧梁，其位于铸件侧梁j翼尖端部的等腰梯形大接口j-1，是专门针对由多层橡胶瓦片e堆叠在等腰梯形的轴箱f的轴箱形式而匹配设计的，并不适用于轮对外置式轴箱和与之对应的典型一系悬挂结构。轨道车辆转向架一系悬挂装置用于降低轮轨和车轴产生的颠簸振动，如图1和图2所示，旧有的典型一系悬挂装置由托盘式轴箱a和安装在托盘式轴箱a上的一系钢弹簧b组成，一系钢弹簧b的上端用于支撑转向架侧梁端部的圆形帽筒。由于该典型的一系悬挂装置安装于车轮c外侧的车轴d端部，因此称为轮对外置式轴箱。但此类轮对外置式轴箱大幅增加了轮对的轴向总宽度，不仅更易于被铁路沿途的飞砂碎石撞击，而且也增加了转向架整体的回转半径，不利于列车最小弯道通过曲率的提高。另一种最新型的一系悬挂装置如图3所示，其通过将一种多层橡胶瓦片e堆叠在等腰梯形的轴箱f两侧，形成一种可布置于车轮c内侧的轴箱内置式一系悬挂结构，从而克服了轮对外置式轴箱的旧有技术问题。但此类带有双侧橡胶堆的等腰梯形的轴箱内置式一系悬挂结构，其制造工艺复杂、拆装检修工序繁琐、导致制造和维修成本高昂。另一方面，如图1和图2，现有动力转向架的整体横梁体h或井字型横梁体g上通常设有电机吊座t和齿轮箱吊座u上，并分别用于对应固连牵引电机r和齿轮箱s，且采用以整体横梁体h或井字型横梁体g几何中心旋转对称地布置前、后两台牵引电机r的双电机安装方式彼此抵消两台电机的反向扭矩，以此优化动力转向架的整体力学稳定性和振动平衡特性。但是，此种依托于整体横梁体g或井字型横梁体h且完全与电机吊座t和齿轮箱吊座u刚性连接的安装方式，其电机吊座t和齿轮箱吊座u的布局位置和焊接制造过程，不仅对横梁体的结构强度和对称精度均提出了更高的要求，而且还占据了常规构架内侧的大部分空间，致使现有的转向架内侧缺少足够的轴箱布局空间，造成典型一系悬挂装置仅能布置在车轴的两个端部，不仅增加了轴箱受损风险，同时也增加了转向架整体的结构尺寸和回转半径，不利于其最小曲线通过能力的提高，并且由于牵引电机r外壳的吊耳为不可拆除的刚性结构，致使其与构架和齿轮箱结构彼此干涉阻挡，造成牵引电机r无法经由检修地沟里直接从车体下方单独拆除，而必须用架车机，将构架上方的车厢与构架分离，才能将牵引电机r从构架上方实现退卸，极大地增加了电机维修更换的难度。同时，刚性连接的电机吊座t和齿轮箱吊座u还导致牵引电机r和齿轮箱s缺少足够的减振保护系统，进而使抗蛇形减振器和抗侧滚扭杆n等附属结构安装成为不可或缺的必要补充。此外，不同的列车设计时速要求或不同的侧梁结构形式还会对一系悬挂装置、电机和齿轮箱的布局空间和结构形式造成非常大的影响，往往导致旧有的一系悬挂装置的布局方案无法满足安装位置和减振指标的需求，必需推翻旧有参考方案，而做出全新理念的设计改进。如图7至图9所示，现有安装在扣合拼接式齿轮箱外壳s-1内部的大齿轮s-2直接与大齿轮轴承s-3上的轴承外圈s-3-2压装形成同轴固连的过盈配合，车轴d上的齿轮箱安装轴段d-1直接与大齿轮轴承s-3上的大齿轮轴承内圈s-3-1压装形成同轴固连的过盈配合，该过盈配合的同轴固连形式导致齿轮箱安装轴段d-1与齿轮箱轴承s-3以及大齿轮s-2三者成为无法分离的整体，并且，由于扣合拼接式齿轮箱外壳s-1的结构强度较低，其无法直接作为轮轴退卸压力机上的退卸挡板的着力点，而且，现有的大齿轮轴承s-3的轴承内圈过于狭窄，导致即便将轮轴退卸压力机上退卸挡板改装为多爪卡盘形式，并将其从齿轮箱轴向侧壁上的车轴通孔中插入齿轮箱内部，依然因缺少足够的径向着力点而导致无法可靠地对大齿轮轴承内圈s-3-1实施径向退卸阻挡作用力，从而使得车轴退卸无法直接实施，进而造成后续对车轴d或大齿轮s-2进行检修时，都必须将扣合拼接的齿轮箱外壳s-1率先解除原有的拼接扣合状态，并将车轴d以及与其同轴固连为一体的大齿轮s-2以及大齿轮轴承s-3三者一同从构架上整体拆除，再转移至轮轴退卸压力机上完成退卸更换作业。此种方式过程繁琐，费时费力，无法方便快捷地在不从扣合拼接式齿轮箱外壳s-1内拆除大齿轮s-2的前提下单独实现对车轴d的拆除更换，也无法在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于新式电机悬挂结构和可测温轴箱的动力转向架，其包括构架(A)、由车轮(c)和车轴(d)构成的轮对装置，构架(A)包括两个构架侧梁(A-1)和两个构架横梁(A-2)，构架侧梁(A-1)包括作为两个鸟翼连接部且处于较低位置的侧梁中段(A-1-1)和两个对称固连于侧梁中段(A-1-1)两端的鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)，鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)由一个向上翘起的倾斜段和水平向外延伸的水平延展段连接而成；/n其特征在于，该转向架还包括四个环形减振轴箱(B)、易退轴式齿轮箱(D)和侧梁单点悬挂式电机(E)；/n构架侧梁(A-1)和构架横梁(A-2)为铸造一体成型结构，构架(A)还包括两个侧梁自带齿轮箱吊座(A-6)、两个齿轮箱垂向止挡(A-7)、四个半环卡箍式轴箱吊座(A-8)、两个电机单点悬吊座(A-9)、两个电机垂向限位止挡(A-10)；/n两个齿轮箱吊座(A-6)和齿轮箱垂向止挡(A-7)按照由上至下的顺序顺次各自旋转对称固连在位于构架横向止挡座(A-5)根部下方的鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)内侧壁上；两个电机单点悬吊座(A-9)、两个电机垂向限位止挡(A-10)均各自旋转对称固连于鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)倾斜段下部的内侧壁上，两个电机单点悬吊座(A-9)旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)倾斜段下端面的底部，两个电机垂向限位止挡(A-10)旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)倾斜段与水平延展段的交界处的上端；四个半环卡箍式轴箱吊座(A-8)设置在每个鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)远端的底部，且在每个半环卡箍式轴箱吊座(A-8)的上端面均开设有一个传感器安装孔(A-8-1)；/n两个环形减振轴箱(B)置于车轮(c)的内侧并且同轴转动连接于车轴(d)的两端，环形减振轴箱(B)包括车轴轴承(B-2)、轴箱定位及测温导热护套(B-3)和减振橡胶环(B-1)，轴箱定位及测温导热护套(B-3)与车轴轴承(B-2)的外圈同轴固连，车轴轴承(B-2)的内圈同轴压装固连于车轴(d)的两端，轴箱定位及测温导热护套(B-3)和减振橡胶环(B-1)的上部均设有定位温度传感器(G)的插口，此插口的位置对应鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)上端面的传感器安装孔(A-8-1)；/n易退轴式齿轮箱(D)压装在车轴(d)的齿轮箱安装轴段(d-1)上，易退轴式齿轮箱(D)的一侧通过齿轮箱吊杆(H)连接在齿轮箱吊座(A-6)上；/n侧梁单点悬挂式电机(E)的一侧固连在电机单点悬吊座(A-9)上，侧梁单点悬挂式电机(E)的另一侧与易退轴式齿轮箱(D)以橡胶节点悬挂的方式弹性连接。/n...

【技术特征摘要】
1.基于新式电机悬挂结构和可测温轴箱的动力转向架，其包括构架(A)、由车轮(c)和车轴(d)构成的轮对装置，构架(A)包括两个构架侧梁(A-1)和两个构架横梁(A-2)，构架侧梁(A-1)包括作为两个鸟翼连接部且处于较低位置的侧梁中段(A-1-1)和两个对称固连于侧梁中段(A-1-1)两端的鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)，鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)由一个向上翘起的倾斜段和水平向外延伸的水平延展段连接而成；
其特征在于，该转向架还包括四个环形减振轴箱(B)、易退轴式齿轮箱(D)和侧梁单点悬挂式电机(E)；
构架侧梁(A-1)和构架横梁(A-2)为铸造一体成型结构，构架(A)还包括两个侧梁自带齿轮箱吊座(A-6)、两个齿轮箱垂向止挡(A-7)、四个半环卡箍式轴箱吊座(A-8)、两个电机单点悬吊座(A-9)、两个电机垂向限位止挡(A-10)；
两个齿轮箱吊座(A-6)和齿轮箱垂向止挡(A-7)按照由上至下的顺序顺次各自旋转对称固连在位于构架横向止挡座(A-5)根部下方的鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)内侧壁上；两个电机单点悬吊座(A-9)、两个电机垂向限位止挡(A-10)均各自旋转对称固连于鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)倾斜段下部的内侧壁上，两个电机单点悬吊座(A-9)旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)倾斜段下端面的底部，两个电机垂向限位止挡(A-10)旋转对称固连于该鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)倾斜段与水平延展段的交界处的上端；四个半环卡箍式轴箱吊座(A-8)设置在每个鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)远端的底部，且在每个半环卡箍式轴箱吊座(A-8)的上端面均开设有一个传感器安装孔(A-8-1)；
两个环形减振轴箱(B)置于车轮(c)的内侧并且同轴转动连接于车轴(d)的两端，环形减振轴箱(B)包括车轴轴承(B-2)、轴箱定位及测温导热护套(B-3)和减振橡胶环(B-1)，轴箱定位及测温导热护套(B-3)与车轴轴承(B-2)的外圈同轴固连，车轴轴承(B-2)的内圈同轴压装固连于车轴(d)的两端，轴箱定位及测温导热护套(B-3)和减振橡胶环(B-1)的上部均设有定位温度传感器(G)的插口，此插口的位置对应鸟翼状侧梁悬臂段(A-1-2)上端面的传感器安装孔(A-8-1)；
易退轴式齿轮箱(D)压装在车轴(d)的齿轮箱安装轴段(d-1)上，易退轴式齿轮箱(D)的一侧通过齿轮箱吊杆(H)连接在齿轮箱吊座(A-6)上；
侧梁单点悬挂式电机(E)的一侧固连在电机单点悬吊座(A-9)上，侧梁单点悬挂式电机(E)的另一侧与易退轴式齿轮箱(D)以橡胶节点悬挂的方式弹性连接。


2.如权利要求1所述基于新式电机悬挂结构和可测温轴箱的动力转向架，其特征在于，所述轴箱定位及测温导热护套(B-3)的壳体插口(B-3-1)和减振橡胶环(B-1)的橡胶环盲孔插口(B-1-1)二者中心连线与水平面呈60°角。


3.如权利要求1所述基于新式电机悬挂结构和可测温轴箱的动力转向架，其特征在于，所述轴箱定位及测温导热护套(B-3)和减振橡胶环(B-1)各自均为两个半环扣合而成的环形结构，轴箱定位及测温导热护套(B-3)外壁设有两个沿圆周外侧壁开设的导热护套凸起(B-3-2)，减振橡胶环(B-1)内侧壁上设有两个沿圆周内壁开设的轴箱减振环卡槽(B-1-2)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒友，徐成祥，李涛，付媛媛，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22