專利名稱：一種160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種寬軌高速客運電力機車轉向架，更具體地是適用于速度為160km/h的高速機車的三軸轉向架。
背景技術：
寬軌鐵路主要在前蘇聯(lián)和東歐一些國家使用。國外的寬軌轉向架普遍存在著軸重 較大、運行速度低，平穩(wěn)性、安全性和舒適性都較差的特點。目前使用的客運電力機車轉向 架多為兩軸轉向架，且速度普遍在120km/h以下，無法滿足日益繁重的鐵輪運輸需求，嚴重 制約著國民經濟的發(fā)展。中國專利200720094588. 9公開了一種無搖枕空氣彈簧寬軌客車轉向架，包括構 架、軸箱彈簧、高度閥、橫向減振器、牽引支座、壓差閥、橫向擋、車輪、車軸，在構架側梁和車 軸之間設置軸箱轉臂，構架橫梁和牽引支座之間設有單拉桿，構架側梁上方設有空氣彈簧， 車軸的軸身上裝有制動盤，構架橫梁上設有盤形制動吊座，盤形制動吊座上安裝有制動缸 和制動夾鉗。其中軸箱定位由導框式改為轉臂式定位，提高了轉向架的臨界速度和運行平 穩(wěn)性，中央牽引采用單拉桿牽弓丨，節(jié)省了空間。中國專利200620035475. 5公開了一種鐵路貨車寬軌鑄鋼轉向架，它包括輪對、側 架、搖枕、懸掛裝置、以及制動裝置，其關鍵技術是懸掛裝置是與減振裝置組合為一體的中 央懸掛減振裝置，它是在底座上安裝減振彈簧和承載彈簧，減振彈簧位于承載彈簧的外圍， 在彈簧的上端安裝有斜楔，斜楔的主摩擦面與側架立柱磨耗板接觸；制動裝置采用單側滑 槽制動裝置，制動梁的兩端安裝于側架滑槽內，制動梁上安裝有閘瓦托，閘瓦托上安裝閘 瓦。在技術文獻中檢索到關于寬軌轉向架的專利，但只限于兩軸的轉向架，且速度為 中低速，沒有涉及三軸高速寬軌客運轉向架的研究。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供具有運行速度高、粘著重量大、牽引能力大、曲線通過性能 好、輪軌磨耗小的160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架。本發(fā)明提供的160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架，包括3個輪對、1個 構架、3個電機、3套傳動裝置、6個二系彈簧、12個一系彈簧、2個一系垂向減振器、2個二系 垂向減振器、2個橫向減振器、2個抗蛇行減振器和2個耦合減振器組成，其中轉向架采用Ctl 軸式，牽引電機的布置采用對置方式；電機一端通過單個橡膠關節(jié)懸掛于構架端/橫梁，另 一端通過兩根吊桿懸掛于構架端/橫梁。采用對置的設計理念旨在保證轉向架的簧間質量質心盡量靠近轉向架的幾何中 心，減少轉向架的搖頭轉動慣量，提高機車的運行速度。包括牽引電機、齒輪箱總成和六連桿空心軸等驅動單元的懸掛采用彈性架懸方 式，使驅動系統(tǒng)大部分的橫向慣量及搖頭慣量與整個構架解耦，從而降低了簧間質量的橫向慣量和搖頭慣量。國內目前主要的架懸式轉向架電機懸掛方式基本屬于剛性架懸，雖然 部分轉向架電機懸掛點采用橡膠關節(jié)結構，但不能實現(xiàn)驅動單元與構架間的相對運動，不 屬于運動學意義上的彈性架懸。采用彈性架懸結構，當轉向架運行中構架橫向或搖頭振動 時，驅動單元可實現(xiàn)相對于構架的橫向運動。因此，從橫向及搖頭來說，相當于大部分的架 懸質量可以從簧間質量中釋放出來，有利于改善轉向架的橫向動力學性能，滿足機車高速 運行的要求。本發(fā)明一系懸掛系統(tǒng)采用單拉桿軸箱定位+螺旋彈簧方式。軸箱拉桿主要提供縱 向剛度，一系螺旋彈簧主要提供橫向和垂向剛度。一、三軸安裝一系垂向減振器；二系懸掛 系統(tǒng)采用上下均配有橡膠墊的高圓螺旋彈簧，輔以垂向、橫向和抗蛇形減振器，保證機車的 動力學性能。本發(fā)明電機懸掛系統(tǒng)中采用了耦合減振器，可以極大的衰減驅動系統(tǒng)的能量，保 證機車具有很好的動力學性能。本發(fā)明牽引裝置采用低位推挽牽引桿牽引，以提高機車的粘著重量利用率。本發(fā)明基礎制動采用輪盤制動方式，提高了所述轉向架的空氣制動可靠性，避免 了踏面制動對車輪的損傷。本發(fā)明驅動系統(tǒng)采用輪對空心軸驅動方式，齒輪箱為承載式，軸 承采用油潤滑，以適應轉向架160km/h速度等級的要求。本發(fā)明提供的160km/h三軸CO-CO寬軌轉向架的單機六軸機車具有牽引功率大， 粘著重量大，牽引能力大，可明顯提高鐵路運輸效率，與BO-BO軸式四軸機車相比，可明顯 節(jié)省機車制造、運輸和維護成本，具有更好的動力學性能，安全舒適性都更高。
圖1本發(fā)明實施例轉向架結構型式圖，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖2本發(fā)明實施例轉向架構架，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖3本發(fā)明實施例一系懸掛裝置，其中A為主視圖，B為左視圖；圖4本發(fā)明實施例二系懸掛裝置，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖5本發(fā)明實施例牽引裝置，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖6本發(fā)明實施例電機懸掛裝置，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖7本發(fā)明實施例制動裝置，其中A為主視圖，B為俯視圖；圖8本發(fā)明實施例輪緣潤滑裝置；圖9本發(fā)明實施例驅動單元，其中A為主視圖，B為后視圖，C為俯視圖；圖10本發(fā)明實施例軸箱裝置，其中A為主視圖，B為后視圖，C為俯視圖。
具體實施例方式以下將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架三軸轉向架，它包括三個輪對2，每輪對上安裝有兩套軸箱裝置12、一套驅動單元15、 一臺大功率交流牽引電機18，它們組成輪對驅動裝置。每個軸箱12上裝有兩個一系彈簧 8，輪對2-1、2-3上裝有垂向一系垂向減振器4，構架6安裝在一系彈簧8上面，一系垂向減 振器4連接構架6與軸箱12，構架6每側裝有三個二系彈簧9，車體17落在二系彈簧9上，轉向架每側裝有一個二系垂向減振器11、一個二系橫向減振器16和一個抗蛇形減振器7， 二系橫向、垂向和抗蛇形減振器兩端分別與車體17和構架6相連。每個轉向架上有一套牽 引裝置1，連接車體17與構架6，每個車輪上裝有制動裝置13。整個驅動單元通過兩根擺桿 14和電機懸掛座10吊掛在構架6上，實現(xiàn)全懸掛，大大的減輕簧下重量。耦合減振器5 (每 套驅動單元各一個)安裝在構架6和驅動單元15之間，衰減驅動單元橫向振動的能量。干 式輪緣潤滑裝置3安裝在構架6的前進端側梁上，實現(xiàn)直接對2-1輪對輪緣潤滑保護作用。如圖2所示的轉向架構架6，由前端梁61、兩根側梁62、牽引梁63、中間梁64、后端 梁65組焊而成。各梁體由鋼板組焊而成，構架6上還焊接有各種安裝座。如圖3所示的轉向架一系懸掛裝置，由一系彈簧8、一系垂向減振器4、一系調整墊 片50與軸箱拉桿51組成。一系彈簧8安裝在軸箱12上，構架6支承在一系彈簧8上面， 一系垂向減振器4在垂向連接構架6與軸箱12，一系彈簧8與一系垂向減振器4匹配在一 起緩和機車的振動和沖擊。軸箱拉桿51縱向連接軸箱12與構架6，傳遞機車的牽引力與制 動力。一系調整墊片50調整彈簧的工作高度及機車的軸重。如圖4所示的轉向架二系懸掛裝置，由二系彈簧9、二系垂向減振器11、二系橫向 減振器16和抗蛇形減振器7組成。二系彈簧9安裝在構架6上，車體17支承在二系彈簧 9上面，二系垂向減振器11在垂向連接構架6與車體17，二系彈簧9、二系橫向減振器16、 二系垂向減振器11和抗蛇形減振器7匹配在一起緩和機車的振動和沖擊。如圖5所示的轉向架牽引裝置1，由車體牽引座21、鋼絲繩(一)22、牽引桿組裝 23、鋼絲繩(二)24、牽引外筒25、牽引橡膠筒26、牽引內筒27和牽引座28組成。車體牽引 座連接車體17和牽引桿組裝23，牽引桿組裝23 —端連接構架牽引座28和車體牽引座21， 用于把電機發(fā)揮的牽引力最終傳遞到車體17上，牽引車體運動。在牽引外筒25和牽引內 筒27中間有牽引橡膠筒26，用于緩沖機車運行過程中的沖擊力。鋼絲繩(一)22和鋼絲繩 (二)24、安全保護作用防止牽引桿組裝236脫落。 如圖6所示的轉向架電機懸掛裝置，主要由電機懸掛座10、電機懸掛座關節(jié)31、耦 合減振器5、電機擺桿14、電機擺桿關節(jié)30、電機懸掛橫梁32和電機橫向止擋29組成。通 過電機懸掛座10和兩根電機擺桿14把整個驅動單元15懸掛起來形成了驅動系統(tǒng)的全懸 掛，可以大大的減小簧下重量，為實現(xiàn)160km/h高速提供了必不可少的條件。其中電機懸掛 橫梁32與電機擺桿30和驅動單元15連接，起到中間過渡支撐的作用。電機懸掛座關節(jié)31 和電機擺桿關節(jié)30采用彈性橡膠關節(jié)，真正實現(xiàn)了彈性架懸結構，當轉向架運行中構架橫 向或搖頭振動時，驅動單元可實現(xiàn)相對于構架的橫向運動；在配以兩個電機橫向止擋15可 以限制驅動單元的橫向位移，保證系統(tǒng)可靠性。如圖7所示的轉向架制動裝置13，主要由帶停放的制動器33、制動器吊環(huán)34、不帶 停放的制動器35、制動間片36、制動盤37組成。帶停放制動的制動器33可以保證機車在 坡道上安全停車，制動吊環(huán)34連接構架6和制動器33和35，把制動器懸掛支撐起來。制動 閘片36在發(fā)揮制動功能是與制動盤37摩擦起到制動停車的作用。如圖8所示的轉向架輪緣潤滑裝置3，主要由輪緣潤滑裝置安裝支架38和潤滑器 39組成。安裝支架安裝在構架6的側梁上，潤滑器38安裝在安裝支架39上，對機車前進 端的輪對2-1進行直接潤滑。2-1輪緣上殘留的潤滑劑保留自阿鋼軌上，可以對2-2和2-3 輪對的輪緣進行間接潤滑。
如圖9所示的轉向架驅動單元，主要由電機18、車軸42、帶制動盤的從動車輪43、 齒輪空心軸裝置44、帶制動盤主動車輪45、主動齒輪46、從動齒輪47、齒輪箱48和傳動軸 承49組成。本發(fā)明中的每個輪對2均與一個獨立的驅動裝置(采用牽引電機)和傳動機 構相連，每組輪對2的兩個驅動裝置呈對置狀布置，采用對置的設計理念旨在保證轉向架 的簧間質量質心盡量靠近轉向架的幾何中心，減少轉向架的搖頭轉動慣量。另一方面由于 轉向架基礎制動采用輪盤制動，受結構空間的限制，而必須采用對置方式。驅動裝置的牽引 電機18通過主動齒輪46和從動齒輪47以及空心軸44連接，這樣便形成了從驅動電機18 到輪對2的力傳遞結構。驅動系統(tǒng)采用承載式齒輪箱48，從動齒輪47傳遞過來的力量通過 兩個傳動軸承49作用在齒輪箱上。如圖10所示的轉向架軸箱裝置3，主要由軸箱體41和雙列圓柱滾子軸承40組成。軸箱體41主要承受從一系彈簧8傳遞過來的重量和沖擊，雙列圓柱滾子軸承40具有一定 的橫向間隙，可以適應驅動裝置的橫向位移。
權利要求
160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架，包括3個輪對及軸、1個構架、驅動單元的懸掛、驅動單元、軸箱拉桿、一系懸掛、二系懸掛，其特征在于轉向架采用C0軸式，牽引電機的布置采用對置方式；電機一端通過單個橡膠關節(jié)懸掛于構架端(橫)梁，另一端通過兩根吊桿懸掛于構架端(橫)梁。
2.根據(jù)權利要求1所述的160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架，其特征在于 驅動單元的懸掛采用彈性架懸方式。
3.根據(jù)權利要求1所述的160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架，其特征在于 軸箱拉桿主要提供縱向剛度，一系懸掛中的螺旋彈簧主要提供橫向和垂向剛度；一、三軸安 裝一系垂向減振器；二系懸掛系統(tǒng)采用上下均配有橡膠墊的高圓螺旋彈簧，輔以垂向、橫向 和抗蛇形減振器。
4.根據(jù)權利要求1所述的160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架，其特征在于 電機懸掛系統(tǒng)中采用了耦合減振器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架。本發(fā)明提供的160km/h寬軌高速客運電力機車用三軸轉向架，包括3個輪對、1個構架、3個電機、3套傳動裝置、6個二系彈簧、12個一系彈簧、2個一系垂向減振器、2個二系垂向減振器、2個橫向減振器、2個抗蛇行減振器和2個耦合減振器組成，其中轉向架采用C0軸式，牽引電機的布置采用對置方式；電機一端通過單個橡膠關節(jié)懸掛于構架端/橫梁，另一端通過兩根吊桿懸掛于構架端/橫梁。本發(fā)明提供的寬軌轉向架的單機六軸機車具有牽引功率大，粘著重量大，牽引能力大，可明顯提高鐵路運輸效率，節(jié)省機車制造、運輸和維護成本。
文檔編號B61F5/02GK101823492SQ20091025865
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2009年12月9日
發(fā)明者傅成駿, 廖志偉, 張紅軍, 晉軍輝, 李茂春, 段華東, 申長宏, 舒方鵬, 蔡超, 鄒文輝, 鐘源, 陳喜紅, 陳國勝, 黃明高 申請人:南車株洲電力機車有限公司