本实用新型涉及轨道车辆转向架技术领域。
背景技术：
现有的转向架构建基本都是H型焊接构架，一方面，轨道车辆转向架是机车车辆的重要组成部分，它起到承载、驱动、减振、导向和制动的重要作用。现有转向架主要包含两系悬挂，分为一系悬挂和二系悬挂，两者结合以起到保证车辆的运动稳定性和曲线通过能力，减小簧下质量，减小对线路的作用力等作用。两系悬挂中，一系悬挂的作用主要在于抑制车体的振动，缓和轮轨间的相互作用，降低轮轨噪声。H型焊接构架的侧梁一般都是由多块钢板焊接而成的箱型刚性梁。刚性焊接构架不具有弹性，所以需要一系悬挂来缓和冲击和振动。现有的一系悬挂结构组成上基本都包含独立的弹簧装置和阻尼部件，比如使用板弹簧、螺旋弹簧和橡胶弹簧等，通过弹簧的弹性和阻尼部件的阻尼来缓和轮轨作用过程中因线路不平顺和轮轨缺陷产生的冲击和振动。这样的结构导致一系悬挂结构复杂，轮对与构架之间连接件多，不利于转向架的制造、装配和维护，也不利于转向架的整体化、轻量化、可靠性提升和适应列车的高速运行。
另一方面，现代工业发展趋势是尽可能采用整体加工工艺的构件,选用高强度的材料和实现高速运行。使用整体构件相对多部件结构来说，必然造成系统连结阻尼和内阻下降，这是一对矛盾。
为了解决构件整体性与阻尼下降的矛盾，从上世纪50年代开始，国外开展了针对军事目的的高阻尼材料的研究，先后研制出镁—锆合金、锰—铜系合金、镍钛合金和铁—铬系合金，这些材料除保证了金属材料的强度外,还在于其内部形成了位错型、孪晶型或铁—磁型等内耗机构，加速了外界振动能量的消耗。国内于1981年开始了阻尼材料的研究,研制出了阻尼合金和复合阻尼钢板。其中复合阻尼钢板的阻尼性能远远大于普通钢板,减振降噪效果显著,且取得了多项科技应用成果。
把这样的复合阻尼材料用到转向架上，可以代替转向架的弹性和阻尼结构，精简转向架结构，增强转向架构架整体性，提高转向架高速运行性能。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种结构简单的转向架，它能有效地解决因存在一系悬挂导致的转向架结构复杂，转向架制造、装配和维护困难，以及不利于转向架整体化、轻量化、可靠性提升和适应列车高速运行的问题。
本实用新型实现实用新型目的所采用的技术方案是：一种结构简单的转向架，包括侧梁和横梁组成的构架以及轮对和轴箱，转向架构架两侧的侧梁为整体式或组合式的弓形结构，两端的弓头为横置的“F”形结构，横梁的两端分别与侧梁中段内侧固定，侧梁的中部为扁平式板状结构，侧梁上设有空气弹簧；组合式侧梁由柔性梁段和刚性梁段连接而成，两端梁段的弓头设有开口朝下的“F”形的开口；弓形结构的侧梁弓背朝下，横置的“F”形结构开口朝下的位置设有与轴箱安装面形状吻合的槽；组合式侧梁的柔性梁段为扁平式板状结构。
所述侧梁的材质为Fe-Mn基复合阻尼合金。
所述柔性梁段和刚性梁段在各自端部处沿转向架行驶方向邻接布置。
所述侧梁两端的“F”形结构的槽与轴箱的连接处设有弹性阻尼垫层。侧梁采用高阻尼材料，通过结构设计使侧梁具有高弹性。
侧梁可以是整体都具有高弹性和高阻尼，也可以是由具有高弹性和高阻尼的柔性梁段和刚性梁段连接而成，且柔性梁段数量至少为1。
侧梁的梁身还可以使用高弹性材料制成或者具有高弹性结构，其两端与轴箱的连接处安装有弹性阻尼层。
本实用新型的有益效果是：通过使用具有高弹性和高阻尼的转向架构架侧梁，利用侧梁自身的弹性和阻尼来缓和轮轨作用过程中的冲击与振动，取代转向架一系悬挂，从而简化转向架结构，有利于减少转向架中间连接件，使转向架制造、装配和维护更简便，也有利于转向架的结构轻量化，提升可靠性和高速运行性能。
附图说明
图1是本实用新型整体式侧梁的主视示意图；
图2是本实用新型组合式侧梁的主视示意图；
图3是本实用新型整体式侧梁的俯视示意图；
图4是本实用新型组合式侧梁的俯视示意图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型做进一步说明。
实施例1
如图1和图3所示，本实施例为的整体式的简化结构，包含两对轮对3、含侧梁1和横梁7的构架、轴箱2和二系悬挂。
转向架构架为H型构架，横梁7两侧各有一条侧梁1，轮对3的车轴两端安装有轴箱2。侧梁1两端与轴箱2安装位置的安装面形状吻合，直接悬挂在轴箱2上，两者之间没有包含弹簧单元的传统一系悬挂，二者之间使用传统的轴箱导框定位的定位方式。
转向架的构架侧梁1由高阻尼材料组成，具体到本实施例，是由Fe-Mn基复合阻尼合金组成，这种材料具有强度高，抗拉强度高于700MPa，阻尼性能好，不受磁场等外界条件影响，适合用于承受较大冲击和振动的零件。侧梁1使用整体加工成型工艺，侧梁1中部设计为板状结构，板状的结构设计使转向架具有良好的弹性，具有质量轻、抗弯抗剪能力强、弹性形变大等特点。侧梁1两端的形状非板状结构，其外形与传统转向架侧梁类似，适应其直接悬挂在轴箱2上的安装方式。转向架构架横梁7与现有的转向架构架的横梁采用相同的板式设计而非无缝钢管式设计。横梁7与侧梁1连接位置设相应的孔，两者之间使用螺栓连接。空气弹簧4安装在侧梁1上。
本实施例的工作过程为：在轨道车辆运行过程中，当轮轨互相作用产生振动和冲击时，振动和冲击由轴箱2传递给构架侧梁1，侧梁1通过弹性变形来缓冲冲击，自身高阻尼特性会耗散能量，起到一系悬挂的效果。
实施例2
如附图2和图4所示所示，本实施例为组合式的简化结构，其主要区别在于，实施例1的构架侧梁1整体是一个弹性梁，而本实施例的侧梁1由两段柔性梁段5及三段刚性梁段8固连而成，采用碳纤维材料，这种材料本身具有较高抗弯抗剪强度，质量轻，弹性形变和复原能力强的特点。柔性梁段5两端为连接座，中间为也为片状结构。柔性梁段5两端的连接座分别与不同刚性梁段8相连接，组成整个侧梁1。侧梁1的弹性主要来自与柔性梁段5的本身的弹性变形。在侧梁1两端还安装有弹性阻尼层6，它使侧梁1能更好的缓冲振动与冲击，耗散其能量。
本实施例的工作过程为：在轨道车辆运行过程中，当轮轨互相作用产生振动和冲击时，振动和冲击由轴箱2传递给构架侧梁1，侧梁1通过柔性梁段5和弹性阻尼层的变形和回复来缓冲冲击，利用弹性阻尼层6的阻尼作用来耗散能量，起到一系悬挂的作用，取代一系悬挂。