一种转向架及其轮对轴箱的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种转向架的轮对轴箱，包括车轴，所述车轴的材质为钛合金。本发明提供的转向架的轮对轴箱中，车轴采用钛合金材质，钛合金与现有的合金钢相比，不仅质量轻，而且没有低温脆性，具有较高的韧性、耐热性和耐腐蚀性。因此，减轻了轮对轴箱的重量，提升了车辆的动力学性能，进而可以提高车辆的运行速度，延长部件的使用寿命，降低了车辆的运行能耗。
【专利说明】一种转向架及其轮对轴箱
【技术领域】
[0001]本发明涉及轨道车辆【技术领域】，特别涉及一种转向架的轮对轴箱。本发明还涉及一种包含该轮对轴箱的转向架。
【背景技术】
[0002]转向架是轨道车辆的重要组成部分，用于承载车体，传递牵引力和制动力，实现车辆在轨道上的平动。其中，转向架的轮对轴箱将车轮沿钢轨方向的滚动转化为车辆沿线路方向的平动。
[0003]轮对轴箱结构已经成熟，主要包括车轮、车轴、轴承、轴箱体等部件。轮对轴箱被称为簧下死重量，即很难减重。现有的轮对轴箱的各部件均为钢制结构，其重量较重，导致轮对轴箱的运动惯量大、低频震动剧烈，踏面剥离严重。而轻量化的轮对轴箱能提升车辆动力学性能，提高车辆运行速度，延长部件使用寿命，降低车辆运行能耗。
[0004]因此，如何减轻轮对轴箱的重量，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种转向架的轮对轴箱，以减轻其重量。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种包含该轮对轴箱的转向架，以减轻转向架的重量。
[0007]为达到上述目的，本发明提供以下技术方案:
[0008]一种转向架的轮对轴箱，包括车轴；安装在所述车轴的车轮座上的车轮；与所述车轴的轴颈和所述轴箱体配合安装的轴承；安装在所述车轴两端的轴颈上的轴箱体；与所述车轴的端部固定用于轴向限位所述轴承和所述轴箱体的轴端盖；安装在所述轴箱体的外端的多功能外端盖；所述车轴的材质为钛合金。
[0009]优选的，在上述的轮对轴箱中，所述车轴设置有与其轴线重合的空心孔。
[0010]优选的，在上述的轮对轴箱中，所述空心孔的直径为所述车轴的轴颈直径的1/6 ?1/3。
[0011]优选的，在上述的轮对轴箱中，所述车轮的材质为钛合金。
[0012]优选的，在上述的轮对轴箱中，所述轴箱体的材质为钛合金。
[0013]优选的，在上述的轮对轴箱中，所述轴承的材质为钛合金。
[0014]优选的，在上述的轮对轴箱中，所述轴端盖的材质为钛合金。
[0015]优选的，在上述的轮对轴箱中，所述多功能外端盖的材质为铝合金。
[0016]本发明还提供了一种转向架，包括轮对轴箱，所述轮对轴箱为如上述任一项所述的轮对轴箱。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0018]本发明提供的转向架的轮对轴箱中，车轴采用钛合金材质，钛合金与现有的普通钢材相比，比强度高，在相同强度条件下，质量轻，而且没有低温脆性，具有较高的韧性、耐热性和耐腐蚀性。因此，减轻了轮对轴箱的重量，提升了车辆的动力学性能，进而可以提高车辆的运行速度，延长部件的使用寿命，降低了车辆的运行能耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明实施例提供的一种转向架的轮对轴箱的结构示意图；
[0021]图2为本发明实施例提供的一种轮对轴箱的车轴的结构示意图；
[0022]图3为图2中的车轴的侧视图；
[0023]图4为本发明实施例提供的一种轮对轴箱的车轴端部的装配示意图。
[0024]在上述图1-图4中，I为车轴、101为车轮座、102为轴颈、103为空心孔、104为多功能安装座、105为螺纹孔、2为车轮、3为轴箱体、4为多功能外端盖、5为轴承、6为轴端盖。
【具体实施方式】
[0025]本发明的核心是提供了一种转向架的轮对轴箱，减轻了其重量。
[0026]本发明还提供了一种包含该轮对轴箱的转向架，减轻了转向架的重量。
[0027]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]请参考图1-图4，图1为本发明实施例提供的一种转向架的轮对轴箱的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种轮对轴箱的车轴的结构示意图；图3为图2中的车轴的侧视图；图4为本发明实施例提供的一种轮对轴箱的车轴端部的装配示意图。
[0029]本发明实施例提供了一种转向架的轮对轴箱，以下简称轮对轴箱，其包括车轴1、车轮2、轴承5、轴箱体3、轴端盖6和多功能外端盖4 ;其中，车轴I由两端的轴颈102、车轮座102以及位于车轮座102之间的多功能安装座104组成，轴颈102用于和轴承5配合安装，轴承箱3通过轴承5压装在轴颈102上，车轮2压装在车轮座101上，多功能安装座104用于安装齿轮箱或轴盘；轴端盖6固定在车轴I的端部，用于轴向限位轴承5和轴箱体3 ；多功能外端盖4安装在轴箱体3的外端，并和其它部件相连接。在本实施例中，车轴I的材质为钛合金。
[0030]众所周知，钛合金与钢铁材料相比，钛合金的比强度高，在相同强度条件下，钛合金的质量轻很多，因此，在保证车轴I结构强度的条件下，车轴I采用钛合金减小了运动惯量，降低了车辆运行能耗，能够提高车辆运营速度；而且钛合金具有较低的剪切模量和弹性模量，耐热性和耐腐蚀性高，具有较好的动力学性能，使用寿命得到提高。
[0031]如图1和图2所示，为了进一步减轻轮对轴箱的质量，在本实施例中，车轴I的轴线上开设有空心孔103。
[0032]作为优化，空心孔103的直径为车轴I的轴颈直径的1/6?1/3。既保证了车轴I的结构强度，而且能够减轻重量。当然，在保证车轴I能够正常工作的前提下，空心孔103的直径并不局限于本实施例中提供的尺寸范围。
[0033]进一步地，在本实施例中，车轮2的材质采用钛合金，从而进一步减轻了轮对轴箱的质量，而且钛合金材质的车轮2与普通钢材的车轮相比，没有低温脆性，具有较高的韧性，耐热性和耐蚀性，车轮2与轨道接触过程中,钛合金车轮2表面强化处理后耐磨不易开
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[0034]在本实施例中，轴箱体3的材质也采用钛合金，可以进一步减轻轮对轴箱的质量，而且钛合金轴箱体3具有阻尼高的特点，使得轮对轴箱具有较好的衰减振动、降低噪音的效果。
[0035]更进一步地，在本实施例中，轴承5同样采用钛合金材质，使轮对轴箱的质量小，而且钛合金轴承5相对普通钢材的轴承而言，线性膨胀系数小，能延长轴承5使用寿命，维护成本降低。
[0036]在本实施例中，轴端盖6通过车轴I端部的螺纹孔105以及螺栓固定在车轴I端部,轴承盖6也可采用钛合金材质，进一步减轻轮对轴箱的质量。
[0037]在本实施例中，多功能外端盖4采用铝合金材质，比普通的钢材相比，质量同样较小。
[0038]当轮对轴箱的车轴1、车轮2、轴箱体3、轴承5、轴端盖6均为钛合金材质，多功能外端盖4为铝合金，并且空心孔103为车轴I的轴颈102直径的1/6?1/3时，与现有的普通钢制轮对轴箱相比，质量减轻了进1/3，钛合金轮对轴箱相对钢材密度小，比强度高，可减小轮对高速运转时转动惯量。钛合金车轮2相对钢材没有低温脆性，具有较高的强韧性，耐热性和耐蚀性好，轮轨接触过程中，钛合金车轮表面强化处理后不易开裂。钛合金轴承5相对普通钢材轴承来说线性膨胀系数小，能延长轴承5使用寿命，钛合金具有阻尼高的特点，这样的轮对轴箱具有较好的衰减振动、降低噪音的效果。
[0039]本发明实施例还提供了一种转向架，包括轮对轴箱，该轮对轴箱为以上全部实施例和技术方案所描述的轮对轴箱，通过对轮对轴箱进行轻量化设计，整体上减轻了转向架的质量，可以提高车辆的运营速度，提高转向架的使用寿命，降低车辆运行能耗。
[0040]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0041]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种转向架的轮对轴箱，其特征在于，包括车轴(I);安装在所述车轴(I)的车轮座(101)上的车轮(2);与所述车轴(I)的轴颈(102)和所述轴箱体(3)配合安装的轴承(5)；安装在所述车轴(I)两端的轴颈(102)上的轴箱体(3);与所述车轴(I)的端部固定用于轴向限位所述轴承(5)和所述轴箱体(3)的轴端盖(6);安装在所述轴箱体(3)的外端的多功能外端盖⑷；所述车轴⑴的材质为钛合金。
2.根据权利要求1所述的轮对轴箱，其特征在于，所述车轴(I)设置有与其轴线重合的空心孔(103)。
3.根据权利要求2所述的轮对轴箱，其特征在于，所述空心孔(103)的直径为所述车轴(I)的轴颈直径的1/6?1/3。
4.根据权利要求1所述的轮对轴箱，其特征在于，所述车轮(2)的材质为钛合金。
5.根据权利要求1所述的轮对轴箱,其特征在于,所述轴箱体(3)的材质为钛合金。
6.根据权利要求1所述的轮对轴箱，其特征在于，所述轴承(5)的材质为钛合金。
7.根据权利要求1所述的轮对轴箱，其特征在于，所述轴端盖(3)的材质为钛合金。
8.根据权利要求1所述的轮对轴箱，其特征在于，所述多功能外端盖(4)的材质为铝合金。
9.一种转向架，包括轮对轴箱，其特征在于，所述轮对轴箱为如权利要求1-8任一项所述的轮对轴箱。
【文档编号】B61F15/20GK104129225SQ201410362381
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】段华东, 王先锋, 蒋忠城, 罗显光, 杨颖
申请人:南车株洲电力机车有限公司