一种齿轨车转向架的制作方法

本发明属于轨道交通领域，具体涉及一种齿轨车转向架。

背景技术：

齿轨铁路是在普通铁路中间再加设一条带“齿”的钢轨。配备在齿轨车上的转向架的齿轨轮与线路上的齿条的啮合，从而实现机车车辆的牵引与制动，其最大爬坡坡度可以达到250‰。

齿轨车在一些煤矿等采矿领域应用也是比较简易的，无法达到载客运营的条件。目前，齿轨驱动装置一般为轮轨与齿轨混合驱动型式，其主要缺陷表现在：采用两轴驱动，两组轮对上分别设有相应的驱动装置，转向架上安装的设备繁多，结构复杂，且驱动装置的结构复杂，需要配备特殊的离合器切换装置，其体形和重量很大，导致转向架过重，对线路的负荷也很大，车辆及线路的各项成本都非常高。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种能有效降低车辆自重，简化转向架结构，提高转向架的性能及车辆曲线通过性的齿轨车转向架。

本发明解决问题的技术方案是：一种齿轨车转向架，包括构架、安装在构架上的两组轮对，两组轮对中一组为驱动轮对，另一组为非驱动轮对；

所述驱动轮对包括驱动轴、通过轴承与驱动轴连接的车轮，车轮相对驱动轴独立运动；

所述驱动轴上过盈配合安装有齿轨轮，所述构架上连接有用于驱动驱动轴回转的驱动装置。

上述方案采用单轴驱动的结构代替传统的双轴驱动，所有车轮都只是提供支撑和导向作用，完全依靠齿轨轮提供牵引。采用单轴驱动的好处在于：可以省去另外一根车轴上相关驱动设备的安装，简化转向架结构，减小轴重，减轻转向架重量，还可以缩短轴距，提高转向架的性能及车辆的曲线通过性。

上述方案中的非驱动轮对为现有技术中常用的轮对。

具体的，所述驱动装置包括抱轴托架、安装在抱轴托架上的牵引电机、与抱轴托架固定连接并与驱动轴抱轴安装的齿轮箱，齿轮箱的小齿轮轴与牵引电机输出轴通过联轴器连接。

牵引电机通过齿轮箱直接带动齿轨轮转动，车轮从动，要求所有线路上均铺设齿轨条，车辆才能运行。

进一步的，在齿轮箱的小齿轮轴上、以及驱动轴上均设有制动鼓，制动鼓与抱轴托架固定。

制动方式采用两级制动布置，高速轴和低速轴上均设置制动鼓且独立控制。制动鼓与抱轴托架固定，制动鼓工作不受车辆上下沉浮影响。

进一步的，所述齿轨轮包括齿圈、与驱动轴过盈配合安装的齿轮毂、齿轮毂翼板、位于齿轮毂外侧面和齿轮毂翼板外侧面的端盖；

在齿轮毂端面上沿周向间隔开有第一通孔，在齿圈端面上沿周向间隔开有与第一通孔一一对应的第二通孔，在齿轮毂翼板端面上沿周向间隔开有与第一通孔一一对应的第三通孔，所述齿轮毂的端面、齿圈的端面以及齿轮毂翼板端面三者对接，齿圈位于齿轮毂和齿轮毂翼板之间，且第一、第二、第三通孔对齐；齿轮毂、齿圈、齿轮毂翼板、端盖通过紧固件依次固定连接，连接后第一通孔、第二通孔、第三通孔以及端盖内侧壁合围形成独立空腔，该空腔内设有弹性元件，该弹性元件一端同时与第一、第二、第三通孔的一个纵向端抵接，弹性元件的另一端同时与第一、第二、第三通孔的另一个纵向端抵接。

上述方案中，端盖的作用是密封，齿轮毂翼板的作用是传递扭力。

将齿轨轮分体设计，其弹性元件类似于切向弹簧，这样设计的目的是补偿齿轨轮与齿轨条安装及运行过程中的节距误差，确保车辆的平稳运行，改善齿轨轮及齿轨条上轮齿的受力状态，减少车辆和线路的剧烈冲击。

优选的，所述弹性元件为弹簧或高弹橡胶。

进一步的，所述弹性元件包括一对镜像对称设置的限位块、以及弹簧，所限位块包括挡块、与挡块垂直设置的挡杆；

所述弹簧设置于两个挡块之间，且套接在挡杆上；

两个挡杆之间预留有间隙，且两个挡杆的轴线在同一直线上；

所述挡块纵向端的外轮廓与第一、第二、第三通孔的纵向端形状相同。

当弹簧压缩到一定程度时，两个挡杆相碰，限制弹簧被压缩，防止弹簧受到过强的冲击力被压死而导致损坏。

优选的，所述齿轨轮设置于驱动轴中心。

进一步的，所述构架包括两根平行的纵梁、设置于纵梁两端并将两根纵梁连接的端梁、设置于纵梁中部区域的中间横梁，中间横梁与非驱动轮对的车轴之间的距离小于中间横梁与驱动轴之间的距离。

由于采用了单轴驱动的结构，驱动轮对那一侧的重量大于非驱动轮对，为了轴重的平均分配，上述构架采用非对称的结构形式。

本发明的显著效果是：

1. 单轴齿轨驱动能有效降低车辆自重，简化转向架结构，从而减轻了车辆和线路的单位负荷，车辆与线路的制造、运用及维护成本大幅降低。亦可缩短轴距，提高转向架的性能及车辆的曲线通过性。

2. 驱动轮对的车轮独立设计，车轮与车轴可相对运动，实现齿轨轮与车轮的运动解藕，从而保证全线路齿轨轮驱动。

3. 齿轨轮分体设计，并配合弹性元件，补偿齿轨轮与齿轨条安装及运行过程中的节距误差，确保车辆的平稳运行，改善齿轨轮及齿轨条上轮齿的受力状态，减少车辆和线路的剧烈冲击。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明转向架俯视图。

图2为本发明驱动装置俯视图。

图3为齿轨轮结构图。

图4为弹性元件结构图。

图5为齿轮毂结构图。

图6为齿圈结构图。

图7为齿轮毂翼板结构图。

图中：1-构架，2-驱动轴，3-轴承，4-车轮,5-齿轨轮,6-抱轴托架，7-牵引电机，8-齿轮箱,9-联轴器,10-制动鼓，11-纵梁，12-端梁，13-中间横梁，14-非驱动轮对，51-齿圈，52-齿轮毂，53-齿轮毂翼板，54-端盖，55-第一通孔，56-第二通孔，57-第三通孔,58-弹性元件，581-限位块，582-弹簧，583-挡块，584-挡杆。

具体实施方式

如图1～7所示，一种齿轨车转向架，包括构架1、安装在构架1上的两组轮对，两组轮对中一组为驱动轮对，另一组为非驱动轮对14。

所述驱动轮对包括驱动轴2、通过轴承3与驱动轴2连接的车轮4，车轮4相对驱动轴2独立运动。

所述构架1包括两根平行的纵梁11、设置于纵梁11两端并将两根纵梁11连接的端梁12、设置于纵梁11中部区域的中间横梁13，中间横梁13与非驱动轮对14的车轴之间的距离小于中间横梁13与驱动轴2之间的距离。

所述驱动轴2中心处过盈配合安装有齿轨轮5。所述齿轨轮5包括齿圈51、与驱动轴2过盈配合安装的齿轮毂52、齿轮毂翼板53、位于齿轮毂52外侧面和齿轮毂翼板53外侧面的端盖54。

在齿轮毂52端面上沿周向间隔开有第一通孔55。在齿圈51端面上沿周向间隔开有与第一通孔55一一对应的第二通孔56。在齿轮毂翼板53端面上沿周向间隔开有与第一通孔55一一对应的第三通孔57。所述齿轮毂52的端面、齿圈51的端面以及齿轮毂翼板53端面三者对接。齿圈51位于齿轮毂52和齿轮毂翼板53之间，且第一、第二、第三通孔对齐。齿轮毂52、齿圈51、齿轮毂翼板53、端盖54通过紧固件依次固定连接，连接后第一通孔55、第二通孔56、第三通孔57以及端盖54内侧壁合围形成独立空腔。该空腔内设有弹性元件58，该弹性元件58一端同时与第一、第二、第三通孔的一个纵向端抵接，弹性元件58的另一端同时与第一、第二、第三通孔的另一个纵向端抵接。

所述弹性元件58包括一对镜像对称设置的限位块581、以及弹簧582，所限位块581包括挡块583、与挡块583垂直设置的挡杆584。所述弹簧582设置于两个挡块583之间，且套接在挡杆584上。两个挡杆584之间预留有间隙，且两个挡杆584的轴线在同一直线上。所述挡块583纵向端的外轮廓与第一、第二、第三通孔的纵向端形状相同。

所述构架1上连接有用于驱动驱动轴2回转的驱动装置。所述驱动装置包括抱轴托架6、安装在抱轴托架6上的牵引电机7、与抱轴托架6固定连接并与驱动轴2抱轴安装的齿轮箱8。齿轮箱8的小齿轮轴与牵引电机7输出轴通过联轴器9连接。在齿轮箱8的小齿轮轴上、以及驱动轴2上均设有制动鼓10，制动鼓10与抱轴托架6固定。