低地板车辆、转向架及其轴端结构的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种低地板车辆、转向架及其轴端结构。

背景技术：

众所周知，低地板车辆以其结构简单、适应环境能力强的特点，广受青睐。然而，在低地板车辆的设计过程中，一方面其轴端结构紧凑、空间狭小，且功能要求相对较多，轴端速度传感器和接地装置的布置存在一定的设计难度。现有技术的解决办法是将不同的传感器分别布置在不同的转向架轴端，受其自身结构的限制，该方案增加了整个转向架的复杂性，同时增加了车辆布线的困难。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对低地板车辆的转向架轴端进行优化设计，以克服现有技术存在的上述缺陷。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种低地板车辆、转向架及其轴端结构，该轴端结构针对测速与接地功能进行了结构优化，充分利用了轴端装配空间，大大降低了布线难度及转向架复杂性。

本发明提供的转向架轴端结构，包括测速齿轮和摩擦盘；其中，具有中部贯通孔的测速齿轮用于与车轮端面固定连接，所述测速齿轮的外端面上具有周向均布的若干测速齿；所述摩擦盘与所述测速齿轮固定连接，具体配置在所述测速齿的径向外周的所述测速齿轮外端面上；轴端前盖罩装于所述测速齿轮和所述摩擦盘外侧，且其本体中心部用于通过所述测速齿轮的所述中部贯通孔与车轴的轴端固定连接，所述轴端前盖上开设有分别与所述测速齿和所述摩擦盘相应设置的速度传感器接口和电刷接口。

优选地，所述测速齿轮具有内凹环槽，且所述环槽内侧具有轴向延伸的测速齿本体，所述测速齿本体具有配置有所述测速齿的环形外端面；所述摩擦盘与所述环槽外侧的所述测速齿轮贴合固定，且具有自其本体内缘轴向延伸限位部，所述限位部插装于所述环槽中，以建立两者的径向定位。

优选地，所述轴端前盖的中部具有轴向延伸的中环体，所述中环体插装于所述摩擦盘的内孔与所述测速齿本体的外周表面之间；且所述中环体的外周表面与所述摩擦盘的内孔之间，和/或所述中环体的内孔与所述测速齿本体的外周表面之间，具有密封副。

优选地，所述测速齿本体的外周表面设置有密封件安装槽，密封件设置在所述密封件安装槽内，以形成所述中环体的内孔与所述测速齿本体的外周表面之间的密封副。

优选地，所述中环体配置为：所述轴端前盖与所述车轴的轴端固定连接时，所述中环体轴向压抵所述环槽的槽底。

优选地，所述测速齿轮具有自其本体轴向延伸形成的凸圈，用于压抵所述车轮与所述车轴之间的轴承外圈。

优选地，所述摩擦盘与所述测速齿轮采用多个周向均布的螺纹紧固件固定连接。

本发明还提供一种转向架，包括相适配的车轴和车轮，还包括如前所述的转向架轴端结构；所述轴端前盖上固定设置有速度传感器和接地装置，其中，所述速度传感器的信号处理端插装于所述速度传感器接口内，以获得车轮转速；所述接地装置的电刷经由所述电刷接口伸入至与所述摩擦盘适配，以实现接地导电。

优选地，所述轴向端盖的本体中心部穿装于所述测速齿轮的所述中部贯通孔，并采用多个螺纹紧固件与车轴的轴端固定连接。

本发明还提供一种低地板车辆，包括如前所述的转向架。

针对低地板车辆轴端空间有限的特点，本发明创新性地将接地功能和测速功能集成在一个转向架轴端。具体地，在与车轮固定连接的测速齿轮外端面上，设置有周向均布的若干测速齿，用于与速度传感器适配进行车轮转速监测；该测速齿的径向外侧的测速齿轮外端面上，固定设置有用于与接地装置电刷适配的摩擦盘，以实现接地导电；同时，罩装于测速齿轮和摩擦盘外侧的轴端前盖，经由测速齿轮的中部贯通孔与车轴的轴端固定连接，且其上开设有分别与测速齿和摩擦盘相应设置的速度传感器接口和电刷接口。如此设置，转向架轴端的径向内侧为测速齿、径向外侧为摩擦盘，两者复合固为一体，充分利用了轴端有限空间实现上述两个基本功能。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

首先，本发明充分利用轴端空间将接地功能和测速功能集成在一个转向架轴端，具有结构简单可靠的特点，从而降低了转向架设计的复杂程度，为有效降低整车制造成本提供了技术保障；同时，接地功能和测速功能集成在一个转向架轴端，进一步降低了布线难度。

其次，在本发明的优选方案中，在测速齿轮设置一内凹环槽，沿径向测速齿和摩擦盘分别位于该环槽的内外两侧，且摩擦盘具有自其本体内缘轴向延伸的限位部，该限位部可插装于环槽中。一方面，建立了摩擦盘与测速齿轮间的径向定位，可在两者组装固定之前形成装配预定位，确保组装精度；另一方面，将装配预定位功能集成在测速齿轮本体中，进一步提高了整体结构的紧凑程度，在不增加使用空间的基础上，辅以确保组装精度的功能实现。

再次，在本发明的另一优选方案中，在轴端前盖的中部增设有轴向延伸的中环体，该中环体插装于摩擦盘的内孔与测速齿本体的外周表面之间；其中，中环体的外周表面与摩擦盘的内孔之间，和/或中环体的内孔与测速齿本体的外周表面之间，具有密封副。由此，在摩擦盘与电刷配合面与内部结构建立密封阻隔，可有效防止接地摩擦产生的碳粉污染轴端其他装置，避免过于频繁地进行维护检修，从而可降低运营维护成本。

最后，测速齿轮进一步自其本体轴向延伸形成的凸圈，用于压抵车轮与车轴之间的轴承外圈；也就是说，本方案的轴端结构在可靠实现接地及测速功能的基础上，兼具了常规车轮与车轴间轴承定位的功能作用，由此更进一步地优化了轴端的空间利用。

附图说明

图1为具体实施方式中所述转向架轴端结构的整体结构示意图。

图中：

车轮10、车轴20、轴承30；

测速齿轮1、中部贯通孔11、测速齿本体12、测速齿121、环槽13、凸圈14、密封件安装槽15、摩擦盘2、限位部21、轴端前盖3、速度传感器接口31、中环体33、中心部34、速度传感器4、接地装置5、密封件6。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图1中所示转向架轴端形式作为描述基础，详细说明本申请提出的轴端结构创新改进方案。应当理解，图中所示的转向架车轴和车轮的轮廓形状及尺寸比例关系并未构成对本申请请求保护的技术方案并构成实质性的限制。

请参见图1，该图为本实施方式所述转向架轴端结构的整体结构示意图。

需要明确的是，本方案中的车轮10与车轴20的装配关系与现有技术相同，车轮10与车轴20之间设置有轴承30，以实现车轮10的转动功能。当然，为清晰表达本申请的核心发明点，图1中仅局部显示了轴端一侧。

如图1所示，本方案提供的转向架轴端结构包括复合固定连接的测速齿轮1和摩擦盘2，以及罩装于两者外侧的轴端前盖3。

其中，测速齿轮1用于与车轮10端面固定连接，其具有中部贯通孔11。若干测速齿121周向均布设置在该测速齿轮1的外端面。摩擦盘2与测速齿轮1固定连接，即两者复合固定连接为一体；空间布置上，该摩擦盘2配置在测速齿121的径向外周的测速齿轮1外端面上；也就是说，转向架轴端的径向内侧为测速齿121、径向外侧为摩擦盘2，充分利用轴端有限空间优化布置接地和测速功能的基础构件。

其中，轴端前盖3罩装于测速齿轮1和摩擦盘2外侧，以形成整体轴端方案。该轴端前盖3的本体中心部用于通过测速齿轮1的中部贯通孔11与车轴20的轴端固定连接，相应地，轴端前盖3上开设有分别与测速齿121和摩擦盘2相应设置的速度传感器接口31和电刷接口(基于图面线条遮挡关系未示出)。本方案将接地功能和测速功能集成在了一个转向架轴端，结构简单、可靠，一方面降低了转向架设计的复杂程度，同时进一步降低了布线难度。

具体地，速度传感器4可插装固定在速度传感器接口31中，随着车轮10的转动，固定在其上的测速齿轮1同步转动，速度传感器4的信号处理端插装于速度传感器接口31内，其发出信号至测速齿轮1外端面上的测速齿121，并依次产生电脉冲信号。可由检测到的脉冲数，计算获得车轮转速；需求说明的是，测速齿121的具体结构形式和设置数量，可与适配速度传感器4的作用机理及精度要求进行选定，本领域技术人员能够基于现有技术实现，且非本申请的核心发明点所在，故本文不再赘述。

另外，接地装置5的电刷(图中未示出)经由电刷接口伸入轴端前盖3至与摩擦盘2适配，以实现接地导电。同理，接地装置5也可基于现有技术实现，本文不再赘述。

为了进一步有效利用轴端空间，可以在优选方案中作进一步充分优化。如图1所示，测速齿轮1的外端面上设置有内凹的环槽13，沿径向测速齿121和摩擦盘2分别位于该环槽13的内外两侧，具体地，环槽13的径向内侧具有轴向延伸的测速齿本体12，该测速齿本体12具有配置有测速齿121的环形外端面，摩擦盘2本体与环槽13的径向外侧的测速齿轮1本体贴合固定。进一步如图1所示，该摩擦盘2具有自其本体内缘轴向延伸的限位部21，该限位部21插装于环槽13中，以建立两者的径向定位；也就是说，限位部21的外径与环槽13的内径需要保持径向定位尺寸关系，可在两者组装固定之前形成装配预定位，确保组装精度；显然地，将装配预定位功能集成在测速齿轮1本体中，进一步提高了整体结构的紧凑程度，在不增加使用空间的基础上，辅以确保组装精度的功能实现。

进一步地，轴端前盖3的中部具有轴向延伸的中环体33，该中环体33插装于摩擦盘2的内孔与测速齿本体12的外周表面之间，中环体33的内孔与测速齿本体12的外周表面之间，具有密封副。此外，在摩擦盘2与电刷的配合面和内部结构建立密封阻隔，可有效防止接地摩擦产生的碳粉污染轴端其他装置，避免过于频繁地进行维护检修，从而可降低运营维护成本。

图中所示，测速齿本体12的外周表面设置有密封件安装槽15，密封件6设置在该密封件安装槽15内，以在中环体33的内孔与测速齿本体12的外周表面之间形成密封副。应当理解，该密封副不局限于图中所示的实现方式，还可以采用其他方式实现上述密封关系，例如但不限于，中环体33的内孔与测速齿本体12的外周表面之间设置油封或者夹设密封毡圈等。

此外，该密封副也可设置在中环体33的外周表面与摩擦盘2的内孔之间，同样可以在摩擦盘2与电刷的配合面和内部结构建立密封阻隔，防止摩擦产生的碳粉污染轴端其他装置；当然，也可在中环体33的外周表面和内孔位置处同时构建密封副，只要满足上述功能需要均在本申请请求保护的范围内。

进一步地，该中环体33还可以配置为：轴端前盖3与车轴20的轴端固定连接时，中环体33轴向压抵测速齿轮1的环槽13槽底。这样，除构建可靠密封外，该中环体33还可兼顾作为组装轴端前盖3的预定位结构，显然，该功能的实现同样有效利用上述基础结构，也即，功能附加后并未增加空间占用，符合本方案核心设计构思。

如图所示，测速齿轮1具有自其本体轴向延伸形成的凸圈14，用于压抵车轮10与车轴20之间的轴承30外圈。同样地，该凸圈14的设置使得测速齿轮4具有提供轴承30轴向限位的功能，也就是说，无需另行设置轴承外圈用挡圈，整体结构更加紧凑、合理。

需要说明的是，基于测速齿轮1和摩擦盘2各自功能原理要求，两者采用不同材质制成后，先固定连接为一体式复合组件，再与转向架轴端进行组装，便于装配、维修等操作。作为优选，摩擦盘2与测速齿轮1可采用多个周向均布的螺纹紧固件固定连接。

除前述转向架轴端结构外，本实施方式还提供一种包括前述轴端结构的转向架。如图所示，轴向端盖3的本体中心部34穿装于测速齿轮1的中部贯通孔11，并采用多个螺纹紧固件与车轴20的轴端固定连接。这里，该转向架的其他功能构成可采用现有技术实现，故本文不再赘述。

除前述转向架及其轴端结构外，本实施方式还提供一种包括前述转向架的低地板车辆。这里，该转向架的其他功能构成可采用现有技术实现，故本文不再赘述。

另外，本实施方式提供的转向架轴端结构不局限应用于低地板车辆，该结构还可应用于任何需要轴端实现接地和测速功能的其他轨道车车辆。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。