低地板轨道车辆转向架二系弹簧装置及转向架的制作方法

本实用新型涉及一种轨道车辆的转向架，特别涉及一种在低地板铰接式轨道车辆上使用的二系弹簧装置，属于轨道车辆制造技术领域。

背景技术：

低地板城轨车辆在很多城市交通中起着越来越重要的作用，而在低地板城轨车辆中，转向架作为最重要的结构部件，其结构和各项参数直接决定了车辆运行的稳定性和乘坐的舒适性。现有的低地板城轨车辆的转向架普遍具有小曲线通过能力差、地板面偏高难以上下车设置及牵引装置笨重等问题。随着城轨车辆的不断进步，对城轨车辆的要求越来越高，因此需要提供一种可以降低地板面利于上下车设置，并且结构简单紧凑、曲线通过能力强、重量轻、提高运行车辆性能的低地板铰接式轨道车辆转向架悬挂装置。

车体和转向架之间是通过二系悬挂装置实现承载，承载车辆运行时所产生的横向、纵向及垂向力，由于低地板轨道车辆结构紧凑，空间有限等因素，限制了低地板车辆的二系悬挂装置的选取，现有的二系悬挂装置多采用空气弹簧，车辆在通过小曲线时，车体和转向架之间会产生较大的回转角，导致二系弹簧产生较大的水平位移，易造成车辆横向失稳。

在现有技术中，低地板轨道车辆也用采用钢圆弹簧的二系弹簧装置，由于城际车载客量大，上下车频繁，由车体振动及载荷变化所产生的不断变化的垂向压力使钢圆弹簧易产生金属疲劳，较长时间处于疲劳状态，影响车辆的运行性能，影响乘坐的舒适度，甚至会发生断裂等危险事故。

技术实现要素：

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种可提高车辆运行性能，提高乘坐舒适度，且结构简单紧凑的低地板轨道车辆转向架二系弹簧装置，同时提供一种安装有该二系弹簧装置的低地板轨道车辆转向架。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种低地板轨道车辆转向架二系弹簧装置，安装在摇枕与构架之间，由上垫板、 下垫板及中间的弹簧组成，在所述弹簧的内部还设置有一垂向止挡，所述垂向止挡固定在所述上垫板上，在构架上对应设置有一向上的凸起，所述凸起在安装后伸入至所述弹簧的内部，并与垂向止挡正对设置。

进一步，所述垂向止挡的底部与凸起的顶部之间具有垂向止挡间隙或直接接触。

进一步，在所述摇枕的下表面上设置有内凹的第一安装槽，所述上垫板安装在第一安装槽内。

进一步，在构架的端梁上对应设置有第二安装槽，所述凸起设置在第二安装槽内。

进一步，所述垂向止挡由橡胶、底板及止挡板组成，橡胶与底板和止挡板硫化在一起成型，橡胶位于底板的下方，底板的中心具有一内螺纹孔，止挡板位于内螺纹孔的底部。

进一步，所述上垫板由上层金属板、下层金属板及中间的橡胶层组成，所述下层金属板的中心具有一安装孔，所述垂向止挡的底板与下层金属板之间通过螺栓固定连接在一起。

进一步，在所述垂向止挡与上垫板之间还设置有用于安装时调节垂向止挡的底部与凸起顶部之间的垂向止挡间隙的调整板。

进一步，在摇枕与构架之间安装有筒形防尘罩，所述防尘罩将二系悬挂装置包围在其内部。

进一步，在所述摇枕与构架之间设置有两个二系弹簧装置，两个二系弹簧装置沿车体横向对称设置在摇枕的下方。

本实用新型的另一个技术方案是：

一种转向架，包括两个摇枕，两个摇枕对称设置在构架在车体纵向上的两侧，在每个摇枕与构架之间均设置有如上所述的二系弹簧装置。

综上内容，本实用新型所述的一种低地板轨道车辆转向架二系弹簧装置及转向架，在二系弹簧的内部安装垂向止挡，不但结构简单紧凑，还可以在载荷量较大的情况下，垂向止挡与构架上的凸起接触并被压缩，在起到止挡作用的同时，也起到变刚度的作用，有效改善二系弹簧装置的垂向刚度特性，有利于提高车辆运行的动力学性能，提高乘坐舒适度。

附图说明

图1是本实用新型转向架结构示意图；

图2是本实用新型构架结构示意图；

图3是图1的俯视图；

图4是本实用新型悬挂装置在车体横向上的剖视图；

图5是本实用新型二系弹簧组成安装结构示意图；

图6是本实用新型二系弹簧组成结构示意图。

如图1至图6所示，转向架1，构架2，回转机构3，轮对4，车轮5，摇枕6，牵引拉杆7，二系弹簧装置8，横向减振器9，垂向减振器10，侧梁11，端梁12，中心横梁13，安装梁14，第一牵引拉杆安装接口15，凹腔16，排水口17，伸出部18，开口19，横向止挡20，提吊杆21，提吊开口22，卡口23，上凹部分24，安装孔25，上垫板26，上层金属板26a，下层金属板26b，橡胶层26c，中心孔26d，上弹簧定位凸起26e，下垫板27，定位座27a，下弹簧定位凸起27b，内簧调整垫27c，外簧调整垫27d，内簧28，外簧29，第一安装槽30，安装部31，第二安装槽32，防尘罩33，垂向止挡34，橡胶34a，底板34b，止挡板34c，调整板34d，螺栓35，凸起36，螺栓37。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，种低地板轨道车辆转向架，安装在低地板铰接式轨道车辆上，该轨道车辆包括多节车厢，在每两节车厢的连接处下方安装转向架1，两节车厢分别与该转向架1通过回转机构3连接。

转向架1包括构架2、悬挂装置、牵引装置、轮对4、驱动电机(图中未示出)、制动器等，驱动电机采用四个并分别驱动四个车轮5，四个驱动电机分别固定安装在构架2上，驱动电机和制动器安装在车轮5的外侧，这样布置有利于降低地板的高度。

如图2所示，构架2包括两个侧梁11、两个端梁12，在两个侧梁11的中间设置一个中心横梁13，两个端梁12平行对称设置在中心横梁13的纵向(指的是车体长度方向)上的两侧，两个侧梁11的横向(指的是车体宽度方向)上的外侧分别设置有用于安装驱动电机及制动器的安装梁14，中心横梁13采用一体铸造成型的结构，中心横梁13的两端焊接在两个侧梁11上。

如图3和图4所示，悬挂装置包括摇枕6、一系弹簧和二系弹簧(图中未示出)、横向减振器9和垂向减振器10等，牵引装置包括多根牵引拉杆7。本实施例中，摇枕6 为两个，牵引拉杆7设计为两组，两个摇枕6分别安装在每组轮对4中的两个车轮5的中间，两个摇枕6与相邻的两节车厢的车体(图中未示出)分别通过回转机构3连接，每个摇枕6均通过一组牵引拉杆7与构架2连接，每个摇枕6的下方与构架2之间设置两个二系弹簧装置8，在每个摇枕的朝向构架2外侧的一侧安装有一个横向减振器9和两个垂向减振器10，两个垂向减振器10设置在横向减振器9的车体横向方向上的两侧，每个转向架1中共包括四个垂向减振器10和两个横向减振器9。

如图3和图4所示，摇枕6整体呈一个多边形的结构，摇枕6采用整体铸造结构，不但可以保证其整体强度和刚度，避免焊接结构产生的焊接应力，大幅提高摇枕6的承载能力，还可以降低摇枕6的厚度和重量，利于降低地板面的高度，同时也利于车辆实现轻量化。在摇枕6朝向中心横梁77的一侧设置有与牵引拉杆7连接的第一牵引拉杆安装接口15，第一牵引拉杆安装接口15与摇枕6一体铸造成型。

在摇枕6上表面的两个角上，还设置有两个凹腔16，在此处设置凹腔16可以起到加强筋的作用，提高整个摇枕6的结构强度和刚度。在两个凹腔16内还分别开有一个排水口17，排水口17贯穿摇枕6，以方便积存在凹腔16内内的雨水和冲洗水排出。

如图4所示，在摇枕6的下表面的中心位置向下伸出一个伸出部18，伸出部18与摇枕6一体成型，也可以焊接固定。如图2所示，对应伸出部18，在构架2的端梁12上设置有一供伸出部18插入的开口19，开口19呈长方形的结构，在车体横向上的长度大于在车体纵向上的长度。对应两个摇枕6，在两个端梁12上均设置有一个开口19。

如图4所示，在每个开口19横向两侧的侧壁上安装有两个横向止挡20，两个横向止挡20同时从两侧向摇枕6下方伸出部18的方向伸出，摇枕6下方的伸出部18伸入至两个横向止挡20之间，并与横向止挡20之间留有横向止挡间隙。在车辆运行过程中起到较好的横向止挡的作用，以限制车辆超出正常自由度的横向位移，用以避免车辆通过一些小曲线半径发生侧翻等危险工况。

车辆在高速运行时，由于线路问题会产生垂向振动，进而会对车体产生垂向冲击，为了避免发生过冲现象，限制车体最大的垂向振动距离，避免超过限界，如图4所示，本实施例中，在摇枕6与构架2的端梁12之间还设置有提吊装置，提吊装置不但可以限制车体最大的垂向振动距离，同时还可以起到转向架整体起吊的作用。

如图4所示，提吊装置为两根提吊杆21，安装在摇枕6的下表面上，两根提吊杆21对称设置在伸出部18横向的两侧，用以保证提吊时的连接强度，同时可以保持提 吊时的平衡，两根提吊杆21的结构相同，提吊杆21的顶端与摇枕6连接，提吊杆21的底端与构架2的端梁12连接。

如图4所示，在构架2的端梁12上对应每根提吊杆21开有提吊开口22，提吊开口22开在开口19的两侧，在提吊杆21的底部安装一卡口23，卡口23的直径大于提吊开口22的直径，卡口23距离提吊开口22有一垂向距离，该距离即为允许的最大垂向振动距离。安装后，如果摇枕6在垂向上向上移动，提吊杆21底部的卡口23即可卡在提吊开口22处，进而可以避免过冲。同时，该提吊杆21在起吊时，卡口23卡在构架2上，实现转向架和车体的整体起吊。

如图4所示，为了保护提吊杆21，提吊开口22处的端梁12具有向上凹的上凹部分24，用于安装横向止挡20的螺栓37的安装孔25开在该上凹部分24的侧壁上，提吊开口22开在该上凹部分24的顶壁上。

如图4所示，在每个摇枕6和构架2的端梁12之间设置两组二系弹簧装置8，两组二系弹簧装置8沿构架2的横向对称设置在两个提吊杆21的外侧，两组二系弹簧装置8的结构相同。

如图5和图6所示，二系弹簧装置8由上垫板26、下垫板27及中间的弹簧组成，中间的弹簧部分采用双钢圆弹簧，由内簧28和外簧29组成，不但整体结构紧凑，稳定性能好，还可以提高车辆运行的稳定性，满足大客量承载的要求，特别适用于车体与转向架之间空间紧张的低地板城市轨道车辆。

上垫板26由上层金属板26a、下层金属板26b及中间的橡胶层26c组成，橡胶层26c与上层金属板26a、下层金属板26b硫化在一起，上垫板26具有一中心孔26d。对应上垫板26在摇枕6的下表面上设置一个第一安装槽30，在第一安装槽30的中心具有向下凸出的环形的安装部31，安装部31与中心孔26d相配合并插入至中心孔26d内，起到定位固定的作用，第一安装槽30的直径与上垫板26配合，使上垫板26卡在第一安装槽30内而实现固定，同时中心孔26d卡在安装部31处，进而实现上垫板26与摇枕6的固定连接，上垫板26与摇枕6之间无需采用传统的螺栓连接的方式，使安装拆卸更为简单方便，使安装拆卸更为简单方便，减少了紧固件的使用和维护，而且使二系弹簧组成8结构更为紧凑，以使该装置更适用于车体与转向架之间空间紧张的低地板轨道车辆。

在上垫板26的下层金属板26b的下表面具有向下凸出的呈环形的上弹簧定位凸 起26e，上弹簧定位凸起26e位于内簧28和外簧29之间，上弹簧定位凸起26e为金属板并与下层金属板26b焊接在一起或一体成型。

如图2所示，在构架2的端梁12上对应每个二系弹簧装置8设置有第二安装槽32，第二安装槽32的直径与下垫板27配合，使下垫板27卡在第二安装槽32内而实现固定。下垫板27由定位座27a和调整垫组成，定位座27a的为金属板，定位座27a的上表面上同样具有一向上凸出的呈环形的下弹簧定位凸起27b，下弹簧定位凸起27b位于内簧28和外簧29之间，下弹簧定位凸起27b为金属板，与定位座27a焊接在一起或一体成型。安装后，下垫板27卡固在构架2的第二安装槽32底部实现二系弹簧装置8与端梁12之间的固定连接，下垫板27与端梁12之间同样无需采用传统的螺栓连接的方式，使安装拆卸更为简单方便，减少了紧固件的使用和维护，也进一步使二系弹簧装置8结构更为紧凑。端梁12上的第二安装槽32，为倒圆锥形结构，在固定二系弹簧装置8的同时，也可以避免在车辆运行时，二系弹簧装置8与第二安装槽32的内壁碰撞。

上弹簧定位凸起66e和下弹簧定位凸起27b一方面起到了减振作用，另一方面，这种“凸起”结构将内簧28和外簧29分隔开，车辆需要通过小曲线时，即当二系弹簧装置8产生大位移时，减少了内簧28和外簧29碰撞的可能性，有效地避免了二系弹簧装置8的失稳。

下垫板27的调整垫分为两种不同结构，一种是内簧调整垫27c，内簧调整垫27c为橡胶垫，安装在下弹簧定位凸起27b的内圈即内簧28的底部，用于在规定载荷压缩高下内簧28的调整，另一种是外簧调整垫27d，外簧调整垫27d为橡胶垫，安装在下弹簧定位凸起27b的外圈即外簧29的底部，用于外簧29的调整，以保证内簧28和外簧29在同一工作载荷下的压缩高，进而保证车体和转向架之间的运行平稳。同时，上垫板26利用橡胶层26c的柔韧性极大地降低了钢簧带来的振动和冲击。

在第一安装槽30和第二安装槽32之间安装有筒形防尘罩33，二系弹簧装置8被包围在防尘罩33内，防尘罩33优选由耐油、耐腐蚀性能优良的丁腈橡胶一体硫化制成。防尘罩33由上卡接部、中间筒形部及下卡接部组成，中间筒形部采用波浪形结构，上卡接部与下卡接部分别密封固定连接在第一安装槽30和第二安装槽32上，不但有利于防尘罩33的安装和拆卸，还将二系弹簧装置8密封在防尘罩33内，防止油污、水滴等渗入到构架的构架中，造成锈蚀。另外，车辆运行中，防尘结构本身成“波浪”形状，实现了折叠特性，以适应不同载荷下钢簧变形的密封。

如图5和图6所示，本实施例中，在内簧28的中心还设置有一垂向止挡34，垂向止挡34固定在二系弹簧装置8中的上垫板26上。垂向止挡34由橡胶34a、底板34b及止挡板34c组成，橡胶34a与底板34b和止挡板34c硫化在一起成型，橡胶34a位于底板34b的下方，底板34b的中心具有一内螺纹孔(图中未标示)，止挡板34c位于内螺纹孔的底部，底板34b和止挡板34c采用金属板，即使出现二系弹簧断裂的情况，垂向止挡34与凸台36配合也能作为安全支撑，保证轨道车辆的行驶安全。在二系弹簧装置8中的上垫板26的下层金属板26b的中心具有一安装孔，底板34b与下层金属板26b之间通过螺栓35固定连接在一起。在底板34b与上垫板26之间还设置有调整板34d，用于安装时调节垂向止挡34的底部与凸起36顶部之间的垂向止挡间隙。

如图4所示，在端梁12的第二安装槽32内，设置有一向上的凸起36，凸起36与构架2一体铸造出来的，二系弹簧装置8中的下垫板27的中心具有开口，凸起36在安装后插入至下垫板27的开口中，并伸入至内簧28的内部，与垂向止挡34正对设置，垂向止挡34的底部与凸起36的顶部之间可以直接接触，本实施例中则优选，两者之间留有一定的垂向止挡间隙，在车辆正常运行时，垂向止挡34的底部与凸起36的顶部之间不接触，只在载荷量较大的情况下，二系弹簧装置8被压缩时，垂向止挡34的底部与凸起36顶部接触，垂向止挡34也被进一步压缩，由于双钢圆弹簧的刚度的线性的，橡胶材料的垂向止挡34的刚度是非线性，当载荷量较大时，垂向止挡34与第二安装槽32内的凸起36接触并被压缩，在起到止挡作用的同时，也起到变刚度的作用，有利于提高车辆运行的动力学性能。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。