专利名称：机车用四轴高速转向架的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及到铁路机车的转向架领域，特指一种机车用四轴高速转向架，尤其 适用于200km/h速度等级的铁路机车。
技术背景现有技术中，200km/h速度等级电力机车转向架技术在欧洲己比较成熟，如X2000、 KTT、 1016, 101、 S252、 BB36000等。它们的动力车转向架结构各有特点，但均采用了高 可靠性、轻量化、免维护、换件修的设计原则；均采用电机全悬挂结构降低簧下重量来 满足高速运行性能，并进行了大量的试验验证工作，其安全可靠性得到了运行验证。对于国内，在总结SS8、SS9、DF11等准高速机车的基础上，从1999年开始研制200km/h 电力机车及动力车转向架，如奥星、蓝箭、中华之星等转向架。这些转向架的成功研制 为我国高速转向架技术发展奠定了较为坚实的技术基础。以上高速动力转向架均采用2轴B0-B0结构型式，不能完全满足我国铁路客货运输 要求，主要表现在牵引能力不够。C0-C0六轴200km/h机车虽然可以提高牵引能力，但较 小半径曲线通过能力较差。由于国外先进国家的200km/h机车基本不采用C0-C0轴式， 其B0-B0轴式机车的先进成熟技术很难在该轴式机车上采用。前苏联为铁路提高货运能力，成功开发了四轴转向架的八轴速度100km/h的内燃机 车TEM7，其运用效果良好。1988年为提高铁路客运能力，成功研制成功TEP80型号单节 八轴客运内燃机车，运营速度160km/h，用于牵引1600t的客运列车。俄罗斯于1997年 在TEP80的基础上，研制成功EP200交流电力客运机车，功率8000kW,运营速度200km/h， 可牵引20节客车。2002年两台机车投入运营，其4轴转向架的最高速度为250km/h。 单节八轴机车具有牵引功率大，粘着重量大，牵引能力大，曲线通过性能好，轮轨磨耗 小等缺点。 发明内容本发明要解决的问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种牵引 功率大、粘着重量大、牵引能力大、曲线通过性能好、轮轨磨耗小的机车用四轴高速转 向架。为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为 一种机车用四轴高速转向架，其 特征在于它包括构架以及装设于构架上的四个轮对、驱动装置、悬挂机构、制动装置 和传动机构，所述轮对通过悬挂机构安装于构架上，每个轮对分别与安装于构架上的传 动机构和驱动装置相连，所述四个轮对成对地分成两组，同组中两个轮对之间通过带球 面轴箱轴承的均衡梁相连，所述均衡梁通过支承轴固定于构架上，均衡梁与构架之间设 有一根或一根以上的螺旋弹簧。所述支承轴的上端固定于构架上，底端固定于均衡梁中部的空腔内，支承轴底端与 均衡梁内壁之间设有橡胶导柱。所述构架与机车车体之间通过中心销相连并实现机车牵引与制动，所述中心销的一 端通过螺栓与车体固接，另一端的外圆周处设有自润滑球套，自润滑球套压入构架的销 孔内，自润滑球套与销孔的内壁之间设有与自润滑球套配合的外套，自润滑球套通过压 板固定。所述每组轮对两个车轮对应相连的驱动装置呈对置状布置，所述驱动装置中牵引电 机的一端依次通过电机悬挂臂、摆杆以及两个橡胶关节悬挂于构架端梁或横梁上，另一 端通过吊挂座和橡胶关节悬挂于构架的端梁或横梁上，所述牵引电机通过传动机构与轮 对的空心轴相连。所述制动装置包括制动盘、闸片、闸片托、制动缸以及制动杠杆机构，所述制动盘 固定于轮对上并夹设于车轮的两侧，与制动盘配合的闸片装设于闸片托上，闸片托通过 制动杠杆机构与制动缸相连，制动缸和闸片托通过橡胶关节吊挂在构架上。与现有技术相比，本发明的优点就在于1、 本发明的机车用四轴高速转向架，其采用四轴结构，提高了电力机车稳定性、平 稳性和曲线通过性能，尤其是提高电力机车小半径曲线通过性能；2、 本发明的机车用四轴高速转向架，其架采用四轴结构，提高了电力机车牵引功率、 粘着重量、牵引能力，可明显提高铁路运输效率，节省机车制造成本和运输成本；3、 本发明的机车用四轴高速转向架，其转向架上四个轮对成对地分成两组，同组中两个轮对之间通过带球面轴箱轴承的均衡梁相连，该结构的采用使所述转向架具有曲线通过性能好，轮轨磨耗小等优点；4、 本发明的机车用四轴高速转向架，其中心销式牵引装置的应用，简化了所述转向 架的结构，减小转向架二系弹簧和减振器的位移载荷，利于维护检修；5、 本发明的机车用四轴高速转向架，其电机弹性架悬的应用，提高了所述转向架的运行稳定性和平稳性；减小电机振动，改善构架的受力状态，事宜于高速运行；6、本发明的机车用四轴高速转向架，其轮盘制动装置的应用，提高了所述转向架的 空气制动可靠性，避免了踏面制动对车轮的损伤。
图1是本发明的主视结构示意图；图2是本发明的俯视结构示意图；图3是本发明中均衡梁的结构示意图；图4是本发明中中心销的结构示意图；图5是本发明中驱动装置和传动机构的结构示意图；图6是本发明中牵引电机悬挂的结构示意图；图7是本发明中制动装置的结构示意图。图例说明1、轮对2、均衡梁3、抗蛇行减振器4、中心销5、高圆螺旋弹簧6、垂向减震器7、垂向减震器8、构架9、车体12、牵引电机14、横向减震器22、螺旋弹簧23、橡胶导柱24、支承轴41、压板42、自润滑球套43、外套44、销孔45、螺栓101、制动缸102、制动杠杆机构103、橡胶关节104、制动盘105、螺栓106、闸片托107、闸片111、传动销112、空心轴113、传动轴承114、承载式齿轮箱115、从动齿轮116、从动齿轮117、传动盘118、传力橡胶关节119、主动齿轮131、橡胶关节132、关节螺栓133、摆杆134、电机悬挂臂135、挂臂螺栓136、螺栓137、吊挂座138、螺栓139、橡胶关节具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图1和图2所示，本发明的一种机车用四轴高速转向架，它包括构架8以及装设 于构架8上的四个轮对1,轮对1通过悬挂机构安装于构架8上，每个轮对1分别与安装 于构架8上的传动机构和驱动装置相连，四个轮对1成对地分成两组，同组中两个轮对l 之间通过带球面轴箱轴承的均衡梁2相连，均衡梁2通过支承轴24固定于构架8上，均 衡梁2与构架8之间设有一根或一根以上的螺旋弹簧22。每组轮对1和相应的两个均衡 梁2通过四个球面轴箱轴承组成一个平行四边形机构，该机构可以发生菱形变形，以适 应曲线通过的要求。菱形变形的回复力矩由螺旋弹簧22的横向刚度提供。这种轮对定位 方式保证了本方案4轴转向架的曲线通过性能。参见图3所示，支承轴24的上端通过螺 栓固定于构架8上，底端则固定于均衡梁2中部的空腔内，支承轴24底端与均衡梁2内 壁之间设有橡胶导柱23，这样由均衡梁2相连的每组轮对1和构架8之间的垂直方向上 靠螺旋弹簧22以及支承轴24支撑，横向和纵向则由橡胶导柱23定位，并在构架8和均 横梁2之间设置的垂向减振器7，以此形成一系悬挂系统。本实施例中，构架8采用"目" 字形结构，由钢板焊接而成；构架8主要用来传递牵引和制动力，支承车体9的重量， 适应曲线通过，承受来自轮对1和车体9的振动，同时支承电机、制动器、传动装置及 辅助装置。轮对1采用整体辗钢车轮，空心合金钢车轴；其用来实现牵引和制动，支承 机车重量，实现机车导向，适应曲线通过，适应机车的横向稳定性。转向架与车体9相 连时，在构架8与车体9之间设置若干组高圆螺旋弹簧5，辅之以垂向减震器6、横向减 震器14、抗蛇行减振器3形成二系悬挂系统，其中，抗蛇行减振器3和横向减震器14 装设于构架8的侧面，另一端装设于车体9上；垂向减震器6装设于构架8与车体9之 间以及构架8与均衡梁2之间。两组悬挂系统保证了机车的平稳性和舒适性，保证了采 用了本发明四轴高速转向架机车的高速平稳性和舒适性。如图4所示，本发明中转向架的构架8与机车车体9之间通过中心销4相连并实现 机车牵引与制动。中心销4的一端通过螺栓45与车体9固接，另一端的外圆周处设有自 润滑球套42，自润滑球套42压入构架8的销孔44内，自润滑球套42与销孔44的内壁之间设有与自润滑球套42配合的外套43，自润滑球套42通过压板41固定与保护。自润 滑球套42与外套43之间纵向实现牵引力传递，并可实现横向、垂向运动及转动。因此， 本发明转向架中的牵引结构简单，能较好适应转向架与车体9间的各种运动。
如图5所示，本发明中的每个轮对1均与一个独立的驱动装置(采用牵引电机)和 传动机构相连，每组轮对1的两个驱动装置呈对置状布置，采用对置的设计理念旨在保 证转向架的簧间质量质心尽量靠近转向架的几何中心，减少转向架的摇头转动惯量。另 一方面由于转向架基础制动采用轮盘制动，受结构空间的限制，而必须采用对置方式。 驱动装置的牵引电机12通过传动机构与空心轴112相连，传动机构采用承载式齿轮箱 114，空心轴112通过端部的传动销111和传动盘117与轮对1相连，传动销111与传动 盘117之间设有传力橡胶关节118。承载式齿轮箱114中设有与牵引电机12输出轴相连 的主动齿轮119,主动齿轮119通过与其啮合的从动齿轮115、 116以及传动轴承113与 空心轴112相连。参见图6所示，本实施例中，驱动装置采用架悬方式与构架8相连， 驱动装置中牵引电机12的一端依次通过电机悬挂臂134、摆杆133以及两个橡胶关节131 悬挂于构架8端梁或横梁上，电机悬挂臂134通过挂臂螺栓135固定于牵引电机12上； 摆杆133的一端利用橡胶关节131和关节螺栓132固定于构架8端梁或横梁上，另一端 与电机悬挂臂134相连。牵引电机12的另一端通过吊挂座137和橡胶关节139悬挂于构 架8的端梁或横梁上，吊挂座137通过螺栓136固定在电机12上，而橡胶关节139的芯 轴通过螺栓138固定在构架8上。驱动装置的牵引电机采用弹性架悬，有效地提高了本 发明四轴转向架的运动临界速度和机车的平稳性。
如图7所示，本发明中的制动装置包括制动盘104、闸片107、闸片托106、制动缸 101以及制动杠杆机构102，制动盘104通过特殊螺栓105与轮对1连接，夹设于车轮的 两侧，与制动盘104配合的闸片107装设于闸片托106上，闸片托106通过制动杠杆机 构102与制动缸101相连接为一整体。制动缸101和闸片托106通过橡胶关节103吊挂 在构架8上。这种盘形制动的方式，保证了采用本发明四轴高速转向架机车的高速制动 性能和可靠性。
权利要求
1、一种机车用四轴高速转向架，其特征在于它包括构架(8)以及装设于构架(8)上的四个轮对(1)、驱动装置、悬挂机构、制动装置和传动机构，所述轮对(1)通过悬挂机构安装于构架(8)上，每个轮对(1)分别与安装于构架(8)上的传动机构和驱动装置相连，所述四个轮对(1)成对地分成两组，同组中两个轮对(1)之间通过带球面轴箱轴承的均衡梁(2)相连，所述均衡梁(2)通过支承轴(24)固定于构架(8)上，均衡梁(2)与构架(8)之间设有一根或一根以上的螺旋弹簧(22)。
2、 根据权利要求l所述的机车用四轴高速转向架，其特征在于所述支承轴(24) 的上端固定于构架(8)上，底端固定于均衡梁(2)中部的空腔内，支承轴(24)底端 与均衡梁(2)内壁之间设有橡胶导柱(23)。
3、 根据权利要求1或2所述的机车用四轴高速转向架，其特征在于所述构架(8) 与机车车体(9)之间通过中心销(4)相连并实现机车牵引与制动，所述中心销(4)的 一端通过螺栓(45)与车体(9)固接，另一端的外圆周处设有自润滑球套(42)，自润 滑球套(42)压入构架(8)的销孔(44)内，自润滑球套(42)与销孔(44)的内壁之 间设有与自润滑球套(42)配合的外套(43),自润滑球套(42)通过压板(41)固定。
4、 根据权利要求1或2所述的机车用四轴高速转向架，其特征在于所述每组轮对 (1)两个车轮对应相连的驱动装置呈对置状布置，所述驱动装置中牵引电机(12)的一端依次通过电机悬挂臂(134)、摆杆(133)以及两个橡胶关节(131)悬挂于构架(8) 端梁或横梁上，另一端通过吊挂座(137)和橡胶关节(139)悬挂于构架(8)的端梁或 横梁上，所述牵引电机(12)通过传动机构与轮对(1)的空心轴(112)相连。
5、 根据权利要求3所述的机车用四轴高速转向架，其特征在于所述每组轮对(1) 两个车轮对应相连的驱动装置呈对置状布置，所述驱动装置中牵引电机(12)的一端依 次通过电机悬挂臂(134)、摆杆(133)以及两个橡胶关节(131)悬挂于构架(8)端梁 或横梁上，另一端通过吊挂座(137)和橡胶关节(139)悬挂于构架(8)的端梁或横梁 上，所述牵引电机(12)通过传动机构与轮对(1)的空心轴(112)相连。
6、 根据权利要求1或2所述的机车用四轴高速转向架，其特征在于所述制动装置 包括制动盘(104)、闸片(107)、闸片托(106)、制动缸(101)以及制动杠杆机构(102)， 所述制动盘(104)固定于轮对(1)上并夹设于车轮的两侧，与制动盘(104)配合的闸片(107)装设于闸片托(106)上，闸片托(106)通过制动杠杆机构(102)与制动缸 (101)相连，制动缸(101)和闸片托(106)通过橡胶关节(103)吊挂在构架(8)上。
7、 根据权利要求3所述的机车用四轴高速转向架，其特征在于所述制动装置包括 制动盘(104)、闸片(107)、闸片托(106)、制动缸(101)以及制动杠杆机构(102), 所述制动盘(104)固定于轮对(1)上并夹设于车轮的两侧，与制动盘(104)配合的闸 片(107)装设于闸片托(106)上，闸片托(106)通过制动杠杆机构(102)与制动缸(101)相连，制动缸(101)和闸片托(106)通过橡胶关节(103)吊挂在构架(8)上。
8、 根据权利要求5所述的机车用四轴高速转向架，其特征在于所述制动装置包括 制动盘(104)、闸片(107)、闸片托(106)、制动缸(101)以及制动杠杆机构(102)， 所述制动盘(104)固定于轮对(1)上并夹设于车轮的两侧，与制动盘(104)配合的闸 片(107)装设于闸片托(106)上，闸片托(106)通过制动杠杆机构(102)与制动缸(101)相连，制动缸(101)和闸片托(106)通过橡胶关节(103)吊挂在构架(8)上。
全文摘要
一种机车用四轴高速转向架，它包括构架以及装设于构架上的四个轮对、驱动装置、悬挂机构、制动装置和传动机构，所述轮对通过悬挂机构安装于构架上，每个轮对分别与安装于构架上的传动机构和驱动装置相连，所述四个轮对成对地分成两组，同组中两个轮对之间通过带球面轴箱轴承的均衡梁相连，所述均衡梁通过支承轴固定于构架上，均衡梁与构架之间设有一根或一根以上的螺旋弹簧。本发明是一种牵引功率大、粘着重量大、牵引能力大、曲线通过性能好、轮轨磨耗小的机车用四轴高速转向架。
文档编号B61F3/00GK101269663SQ20081003086
公开日2008年9月24日 申请日期2008年3月21日 优先权日2008年3月21日
发明者廖志伟, 张开林, 张红军, 晋军辉, 李冠军, 赟 罗, 邹文辉, 源 钟, 陈喜红, 陈国胜, 陈晓峰, 彬 高, 黄志辉 申请人:南车株洲电力机车有限公司