一种一系悬挂装置及转向架的制作方法

1.本发明涉及轨道交通车辆技术领域，尤其涉及一种一系悬挂装置及转向架。


背景技术：

2.一系悬挂装置传递轮对和构架之间的垂向力、横向力和纵向力。现有城轨车辆转向架顶置式一系悬挂有主要两种结构：第一种是采用顶置式钢弹簧+转臂结构，第二种采用顶置的双橡胶锥簧+轴箱拉杆结构。前者采用转臂结构，所需的横向安装空间较大，在轴箱外置式地铁转向架中应用非常普遍。后者通常应用在轴箱内置式地铁转向架中。
3.在顶置式双橡胶锥簧加轴箱拉杆的一系悬挂结构中，一系垂向刚度和横向刚度由轴箱顶部的两个橡胶锥簧提供，一系纵向刚度由轴箱拉杆提供。由于该结构需要在轴箱顶部纵向并排布置两个橡胶锥簧，占用转向架的纵向空间较大，导致原本在构架中部布置的制动器等部件安装空间不足，且轮对起吊结构、垂向止挡等功能部件的布置空间也非常局促。如果仅采用单橡胶锥簧与轴箱拉杆的结构，垂向刚度及承载能力又不能满足要求。
4.目前随着轴箱内置式转向架设计轴重越来越重，运行时速越来越快，转向架中部需同步配套布置体积较大的轮盘制动器，这就要求转向架纵向空间结构设计需更加紧凑，双锥簧结构的顶置式一系悬挂纵向空间显得尤为吃紧。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种一系悬挂装置及转向架，在满足较大轴重轴箱内置式转向架的垂向刚度需求及承载能力前提下，解决轴箱内置式转向架纵向安装空间不足的问题。
6.本发明的技术方案是：一种一系悬挂装置包括锥形弹簧、轴箱体和用于承受纵向载荷的拉杆，所述锥形弹簧具有呈上下相对设置的第一受力部和第二受力部；所述第二受力部与第一受力部中的任一或两者承受垂向和/或横向载荷时能相对位移；所述第一受力部与所述轴箱体的上端适配，所述轴箱体上设有第二安装座和位于所述第二安装座下方的第三安装座；所述拉杆包括两个杆体，两个所述杆体的一端相交形成用于与构架连接的第三杆头，两个所述杆体的另一端分叉分别形成第一杆头和第二杆头，所述第一杆头与所述第三安装座连接，所述第二杆头与所述第二安装座连接。
7.上述方案中，所述第一杆头和第二杆头的分叉为三维空间上的分叉，以形成立体的三角形的拉杆结构，该结构结合单个橡胶锥簧的配装安装方式，解决较大轴重的轴箱内置转向架一系悬空间布置和刚度匹配问题，将纵向载荷由拉杆承受，保证承载能力的同时，解决轴箱内置式转向架纵向安装空间不足的问题。
8.横向是指转向架的宽度方向，即在驾驶室内司机的左右方向；
9.纵向是指转向架的长度方向，即在驾驶室内司机的前后方向；
10.垂向是指转向架的高度方向。
11.所述第二受力部与第一受力部的相对位移能够实现缓冲，以分解载荷。
12.优选的，所述锥形弹簧包括横向止挡、外套、连接体、芯轴、绝缘垫和第一垫片；所述芯轴为内部空腔的锥形筒，所述芯轴的底部形成所述第一受力部，所述外套套设于所述芯轴的外端，且所述外套与芯轴之间通过所述连接体相连；所述外套的顶部形成所述第二受力部；所述横向止挡套装于所述芯轴的上端，所述轴箱体的上端自所述芯轴的底部插装于芯轴内；所述芯轴与轴箱体之间依次设置所述绝缘垫和第一垫片。
13.优选的，所述连接体包括橡胶体和金属板，所述金属板嵌装于所述橡胶体内，且所述金属板与芯轴的锥形筒的斜壁平行。
14.优选的，所述轴箱体还包括第一安装座，所述第一安装座为锥形凸起，该锥形凸起套装于所述芯轴内。
15.优选的，两个所述杆体在竖向上具有夹角a，在水平方向上具有夹角b。
16.优选的，所述第一杆头上设有与第二安装座连接的第一橡胶关节，所述第二杆头上设有与第三安装座连接的第二橡胶关节，所述第三杆头上设有用于与构架连接的第三橡胶关节。
17.本发明还提供一种转向架，包括构架、车轴、轮对起吊机构和上述的一系悬挂装置，所述构架设有构架端部，所述构架端部位于车轴的上方，所述锥形弹簧安装于所述构架端部上，且第二受力部与构架端部装配；所述轮对起吊机构依次穿过构架端部和锥形弹簧后与所述轴箱体连接；所述第三杆头与构架的对应位置连接。
18.优选的，所述构架端部上设有垂向止挡，所述垂向止挡位于轮对起吊机构的正上方；所述垂向止挡包括盖板和止挡块，所述盖板安装在所述构架端部上，所述止挡块设于盖板上，且止挡块与轮对起吊机构顶部之间具有垂向间距a。
19.优选的，所述轮对起吊机构包括法兰、第二垫片和起吊杆，所述起吊杆包括相连的头部和杆部，所述杆部远离头部的一端设有外螺纹；
20.所述法兰包括第一本体和连接于第一本体的一侧端面的第二本体，所述第一本体内设有第一轴孔，所述第二本体内设有第二轴孔，所述第一轴孔和第二轴孔相通且分别贯通所述法兰；所述第一轴孔的直径大于第二轴孔的直径，使所述第一轴孔的底部形成第一台阶面；所述杆部依次穿过第一轴孔、第二轴孔和锥形弹簧与所述轴箱体螺纹连接，所述头部与所述第一台阶面抵接；
21.所述第二本体自第一本体向第二轴孔的方向倾斜缩小，使所述第一本体上形成第二台阶面；所述第二台阶面与锥形弹簧顶部之间形成垂向间距b；
22.所述第二本体与锥形弹簧之间设置所述第二垫片。
23.优选的，所述构架端部上设有第五安装座，所述第五安装座为轴套结构，所述第五安装座通过在其内部设置隔板分为用于安装垂向止挡的上腔和用于安装锥形弹簧的下腔；形成所述上腔的侧壁的顶部设有用于固定垂向止挡的螺纹孔，所述锥形弹簧的第一受力部分别与隔板的底部和下腔的侧壁接触；
24.所述隔板上设有供锥形弹簧的横向止挡穿过的安装孔，所述安装孔的侧壁与横向止挡之间具有横向止挡间隙c；所述轮对起吊机构的法兰位于上腔内。
25.与相关技术相比，本发明的有益效果为：
26.一、本发明提供一种紧凑型的一系悬挂装置及安装方式，仅通过单个橡胶锥簧与立体三角拉杆的配套安装方式，解决较大轴重的轴箱内置转向架一系悬空间布置和刚度匹
配问题；橡胶锥簧主要提供一系垂向刚度和横向刚度，立体三角拉杆主要提供一系纵向刚度；立体三角拉杆的三个杆头分别位于不同的空间平面，可以辅助提供垂向刚度和横向刚度，以弥补单个橡胶锥簧安装结构带来的垂向刚度和横向刚度不足的问题；
27.二、拉杆辅助提供垂向、横向刚度，且刚度大小通过设计不同的夹角a和夹角b进行调整，具体为：一方面通过设置三个杆头的空间角度调节各向刚度进行的分配，另一方面三个杆头可通过匹配不同刚度的橡胶关节来综合调节各方向的刚度；另外，拉杆的三角结构对一系横向和纵向均提供三角稳定性，相比轴箱拉杆更加稳定；
28.三、第五安装座内部通过紧凑式设计，巧妙集成设置了垂向止挡和横向止挡和轮对起吊结构，实现了一系垂向止挡和横向止挡以及轮对起吊多种功能的紧凑设计；同时垂向止挡盖板上设计了凹槽和四个通孔，与第五安装座顶部间隙配合并紧固连接，能防止雨水、灰尘等杂质等从外部进入到第五安装座内，有效防止内部金属件的锈蚀，延缓下腔内各橡胶部件的使用寿命；
29.四、芯轴顶部设计为中空的轻量化结构，芯轴底端的绝缘垫(尼龙垫)能够起到绝缘保护作用。
附图说明
30.图1为本发明提供的一系悬挂装置与构架安装的立体结构示意图；
31.图2为本发明提供的一系悬挂装置与构架安装的正视结构示意图；
32.图3为拉杆的正视结构示意图；
33.图4为拉杆的俯视结构示意图；
34.图5为锥形弹簧的剖视示意图；
35.图6为轴箱体的结构示意图；
36.图7为图2中的d处放大示意图；
37.图8为构架端部结构示意图；
38.图9为沿图8中的e-e剖视示意图。
39.附图中：1、垂向止挡；1.1、盖板；1.2、止挡块；1.3、凹槽；2、轮对起吊机构；2.1、法兰；2.11、第一本体；2.12、第二本体；2.13、第一轴孔；2.14、第二轴孔；2.15、第一台阶面；2.16、第二台阶面；2.2、第二垫片；2.3、起吊杆；2.31、头部；2.32、杆部；3、构架端部；3.1、螺纹孔；3.2、隔板；3.3、第五安装座；3.4、第六安装座；3.5、上腔；3.6、下腔；4、锥形弹簧；4.1、横向止挡；4.2、外套；4.3、连接体；4.31、橡胶体；4.32、金属板；4.4、芯轴；4.5、绝缘垫；4.6、第一垫片；4.7、第一受力部；4.8、第二受力部；5、减振器；6、轴箱体；6.1、第一安装座；6.2、第二安装座；6.3、第三安装座；6.4、第四安装座；7、拉杆；7.1、第一杆头；7.2、第二杆头；7.3、第三杆头；7.4、杆体；7.5、第一橡胶关节；7.6、第二橡胶关节；7.7、第三橡胶关节；8、构架；9、车轴。
具体实施方式
40.以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限
定作用。
41.如图1-图2所示，本实施例提供的一种一系悬挂装置包括锥形弹簧4、减振器5、轴箱体6和用于承受纵向载荷的拉杆7，所述锥形弹簧4具有呈上下相对设置的第一受力部4.7和第二受力部4.8，所述第二受力部4.8与第一受力部4.7中的任一或两者承受垂向和/或横向载荷时能相对位移；所述第一受力部4.7与所述轴箱体6的上端适配，所述轴箱体6上设有第二安装座6.2和位于所述第二安装座6.2下方的第三安装座6.3。
42.如图3、图4所示，所述拉杆7包括两个杆体7.4，两个所述杆体7.4的一端相交形成第三杆头7.3，两个所述杆体7.4的另一端分叉分别形成第一杆头7.1和第二杆头7.2。所述第一杆头7.1上设有与第三安装座6.3连接的第一橡胶关节7.5，所述第二杆头7.2上设有与第二安装座6.2连接的第二橡胶关节7.6，所述第三杆头7.3上设有用于与构架8连接的第三橡胶关节7.7。两个所述杆体7.4在竖向上具有夹角a，在水平方向上具有夹角b。三个杆头分别位于不同的空间平面内，通过调整三个杆头的空间夹角a、夹角b、及三个橡胶关节的刚度，能对一系悬挂各项刚度灵活调整。
43.所述拉杆7可为铸件，也可以为焊接成型。所述杆体7.4的形状可为圆柱形，也可以为方形。三个杆头之间的夹角可以根据空间及刚度需求相应调整。
44.如图5所示，所述锥形弹簧4包括横向止挡4.1、外套4.2、连接体4.3、芯轴4.4、绝缘垫4.5和第一垫片4.6。所述芯轴4.4为内部空腔的锥形筒，在锥形筒的上端设有用于套装横向止挡4.1的轴套。所述芯轴4.4的底部形成所述第一受力部4.7，所述外套4.2套设于所述芯轴4.4的外端，且所述外套4.2与芯轴4.4之间通过所述连接体4.3相连。所述连接体4.3包括橡胶体4.31和金属板4.32，所述金属板4.32嵌装于所述橡胶体4.31内，且所述金属板4.32与芯轴4.4的锥形筒的斜壁平行。
45.所述横向止挡4.1包括金属圈垫和套装于所述金属圈垫外侧的橡胶圈垫。金属圈垫和橡胶圈垫硫化一体形成所述横向止挡4.1。所述金属圈垫与芯轴4.4的上端轴套过盈配合连接。所述外套4.2的顶部形成所述第二受力部4.8。所述横向止挡4.1套装于所述芯轴4.4的上端。所述芯轴4.4的底部依次设有所述绝缘垫4.5和第一垫片4.6。所述绝缘垫4.5为尼龙材质，其横截面为l形，包覆于所述第一受力部4.7外侧。
46.如图6所示，所述轴箱体6包括第一安装座6.1、第二安装座6.2、第三安装座6.3和第四安装座6.4，所述轴箱体6的中部设有供车轴穿过的通孔，形成所述通孔的上端壁设置所述第一安装座6.1，所述第一安装座6.1为锥形凸起，其内部设有螺纹孔。如图2、图7所示，所述第一安装座6.1自所述芯轴4.4的底部插装于芯轴4.4内，且所述第一安装座6.1与芯轴4.4间隙配合(如图7所示)。如图2所示，所述第一垫片4.6与轴箱体6设置第一安装座6.1的根部接触。
47.形成所述通孔的右侧壁设有在上设置的第二安装座6.2和在下设置的第三安装座6.3。如图1所示，第二杆头7.2的第二橡胶关节7.6的两端分别通过一连接轴与第二安装座6.2上对应孔的连接。同样，第一杆头7.1的第一橡胶关节7.5的两端分别通过一连接轴与第三安装座6.3上对应孔的连接。
48.如图6所示，所述第四安装座6.4远离第二安装座6.2的一侧水平凸伸。如图2所示，所述减振器5的一端与第四安装座6.4连接。
49.如图1、图2所示，本实施例还提供一种转向架，包括垂向止挡1、构架8、车轴9、轮对
起吊机构2和上述的一系悬挂装置。所述构架8设有构架端部3，所述构架端部3位于车轴9的上方。所述锥形弹簧4安装于所述构架端部3上，且第二受力部4.8与构架端部3装配。所述轮对起吊机构2依次穿过构架端部3和锥形弹簧4后与所述轴箱体6连接。所述第三杆头7.3与构架8的对应位置连接。
50.如图8、图9所示，所述构架端部3可为铸件结构，也可以是箱型焊接结构上。其上设有第五安装座3.3和位于所述第五安装座3.3旁侧且用于安装减振器5的第六安装座3.4。所述第五安装座3.3为轴套结构，所述第五安装座3.3通过在其内部设置隔板3.2分为用于安装垂向止挡1的上腔3.5和用于安装锥形弹簧4的下腔3.6。形成所述上腔3.5的侧壁的顶部设有用于固定垂向止挡1的螺纹孔3.1，所述锥形弹簧4的第二受力部4.8分别与隔板3.2的底部和下腔3.6的侧壁接触。如图1、图2所示，所述第六安装座3.4位于第四安装座6.4的上方，与减振器5的另一端连接，所述减振器5安装后为垂直状态。
51.如图7所示，所述构架端部3上设有垂向止挡1，所述垂向止挡1位于轮对起吊机构2的正上方。所述垂向止挡1包括盖板1.1和止挡块1.2，所述盖板1.1通过螺钉与第五安装座3.3上端的螺纹孔3.1连接。所述止挡块1.2设于盖板1.1上。所述盖板1.1设置供螺钉穿过的孔的底部设有凹陷的凹槽1.3，所述凹槽1.3为环形结构，与第五安装座3.2的环壁配合，防止外界雨水、灰尘等杂质进入第五安装座3.3内。
52.所述轮对起吊机构2用于将一系悬挂装置和构架8连接成整体。所述轮对起吊机构2包括法兰2.1、第二垫片2.2和起吊杆2.3，所述起吊杆2.3包括相连的头部2.31和杆部2.32，所述杆部2.32远离头部2.31的一端设有外螺纹。
53.所述法兰2.1包括第一本体2.11和连接于第一本体2.11的一侧端面的第二本体2.12，所述第一本体2.11内设有第一轴孔2.13，所述第二本体2.12内设有第二轴孔2.14，所述第一轴孔2.13和第二轴孔2.14相通且分别贯通所述法兰2.1。所述第一轴孔2.13的直径大于第二轴孔2.14的直径，使所述第一轴孔2.13的底部形成第一台阶面2.15；所述杆部2.32依次穿过第一轴孔2.13、第二轴孔2.14和锥形弹簧4与所述轴箱体6螺纹连接，所述头部2.31与所述第一台阶面2.15抵接。
54.所述第二本体2.12自第一本体2.11向第二轴孔2.14的方向倾斜缩小，使所述第一本体2.12上形成第二台阶面2.16。所述第二台阶面2.16与锥形弹簧4顶部之间形成垂向间距b。所述止挡块1.2与第一本体2.11顶部之间具有垂向间距a。所述隔板3.2上设有供锥形弹簧4的横向止挡4.1穿过的安装孔，所述安装孔的侧壁与横向止挡4.1之间具有横向止挡间隙c。
55.所述垂向间距a为垂向止挡间隙，当构架8向下运动时，能够限制构架的最大向下位移量为a，防止构架8超出下部限界。所述垂向间距b为起吊间隙，当构架8被起吊后，通过隔板3.2带动法兰2.1、起吊杆2.3将轮对吊起。所述横向止挡间隙c的设置，当一系悬挂横向振动时，限制构架8的最大横向位移量为c。
56.所述第二本体2.12与锥形弹簧4之间设置所述第二垫片2.2。所述轮对起吊机构2的法兰2.1位于上腔3.5内。
57.所述锥形弹簧4位于构架端部3和轴箱体6之间，轴箱体6的右侧通过拉杆7与构架8连接，轴箱体6的左侧安装垂向的减振器5。仅通过单个锥形弹簧4与拉杆7的配套安装，且结合第五安装座3.3内部空间的紧凑设计，解决较大轴重的轴箱内置转向架一系悬刚度需求
及空间布置的问题。
58.所述锥形弹簧4主要提供一系垂向刚度和横向刚度，所述拉杆7主要提供一系纵向刚度。由于拉杆7的三个杆头分别位于不同的空间平面，可以辅助提供垂向刚度和横向刚度，以弥补安装单个锥形弹簧4的一系悬挂结构可能导致的垂向刚度和横向刚度不足的问题。同时，充分利用现有空间，将垂向止挡1、横向止挡4.1和轮对起吊机构2等多种功能键紧凑地布置在构架端部3的第五安装座3.3内，既能防尘防水，又能有效防止内部金属件的锈蚀。
59.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。