[发明专利]用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架

说明书

用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架属于轨道车辆转向架的构架装置领域，其包括横梁单元和两个侧梁单元，两个侧梁单元平行且对称布置于横梁单元的两侧，其三者经铸造工艺一体成型。本发明的整体铸造构架大幅减少了焊缝数量，提高了构架的整体结构强度和疲劳强度；应用了本发明构架的列车转向架，其最小曲线通过半径缩减为至少36米，并由此大幅提高此新转向架的转弯机动性和灵活性；侧梁齿轮箱吊座设置在侧梁单元上，能够保证齿轮箱吊杆最大程度靠近齿轮箱轴，减小联轴节变位量，从而减小驱动装置的占用空间，另外，该结构还能够避免齿轮箱吊座的长悬臂结构，以克服旧有长悬臂结构疲劳强度差、使用寿命较短的弊端。

技术领域

本发明属于轨道车辆转向架的构架装置领域，具体涉及一种用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架。

背景技术

现有的铁路车辆转向架的构架通常是轴箱外置式转向架，如图1至图3所示，常见的轴箱外置式转向架是一种近似H字形的焊接构架，其构架的基本构成包括两个纵梁2、两个横梁1及固连于横梁1两端的侧梁3焊接而成的H型结构，每个横梁1均包括两个无缝钢管1-1、齿轮箱吊座1-2、电机吊座1-3和一组牵引拉杆座1-4，两个无缝钢管1-1彼此平行，其二者的间距分别通过两个平行的纵梁2跨接和固定。齿轮箱吊座1-2和电机吊座1-3均位于横梁1的外侧，一组牵引拉杆座1-4固连于横梁1中段的上方并位于齿轮箱吊座1-2和电机吊座1-3之间。纵梁2的两端分别与两个横梁1固连，纵梁2的上端中段设有构架横向止挡2-1，在纵梁2一端设有一个横向减震器座2-2。两个横梁1以构架的垂向旋转轴z为旋转对称中心，彼此按180°的圆周角旋转对称，两个纵梁2以同样的旋转中心和圆周角彼此旋转对称。

侧梁3是由多块板材拼合组焊而成的、横断面为矩形截面的箱型整体焊接结构，其通常包括空气弹簧座3-1和两条悬臂，两条悬臂分别位于空气弹簧座3-1的两端，并向两侧伸展形成翼形的结构。每一条悬臂均包括制动吊座3-4、一系弹簧座3-3、翼桥段3-2、轮轴定位座3-5，一系弹簧座3-3通过翼桥段3-2与空气弹簧座3-1连接，制动吊座3-4固连于翼桥段3-2的内侧，轮轴定位座3-5固连于翼桥段3-2的下方。制动吊座3-4由制动吊座悬臂3-4-1和制动吊座基座3-4-2共同构成。

如图2所示，空气弹簧座3-1的外侧壁还分别固连有一个抗蛇形减震器吊座3-6和一个抗侧滚扭杆座3-7。两个侧梁3关于转向架整体结构的x轴对称，并分别通过各自的空气弹簧座3-1固连于两个横梁1的两端，整个构架通过焊接一体成型。

然而，地铁等弯道较多、线路转弯半径较小的城铁轨道环境，对转向架的结构、强度、重量和最小曲线半径等技术参数均提出了新的高标准要求，例如，某新建地铁项目的设计要求提出，该地铁转向架构架在30g冲击载荷下，其静强度不超过屈服强度的50％、转向架的最小曲线通过半径为36米。而如图1至图3所示的旧有轴箱外置式H字形焊接构架，其仅能满足在20g冲击载荷下不超过材料的屈服强度的100％的考核参数，其轴箱外置式的传统构架结构使其最小曲线通过半径至少为100米，而且，为了保证焊接构架的结构强度，其钢板壁厚为至少20毫米，转向架总体重量的均值约为1.6吨，其两个侧梁3的轴向跨距至少1300毫米，这些既有的指标参数均使得该轴箱外置式的传统构架笨重、宽大，最小曲线半径无法进一步缩减，无法满足新型地铁线路的设计要求，而其焊缝疲劳强度也必然随着时间的推移而逐步下降，甚至导致构架关键焊缝出现裂纹，也不利于行车安全。

为此，急需研发一款结构紧凑、重量小、强度高、最小曲线半径符合设计指标要求的新型转向架构架。

发明内容

为了解决旧有轴箱外置式H字形焊接构架仅能满足在20g冲击载荷下不超过材料的屈服强度的100％的考核参数，其轴箱外置式的传统构架结构使其在强度、重量和最小曲线半径等技术指标均无法同时满足新的地铁项目的设计要求的技术问题，本发明提供一种用于轴箱内置式地铁转向架的整体铸造构架。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：