[发明专利]基于新式电机悬挂结构和柔性互连构架的转向架

说明书

基于新式电机悬挂结构和柔性互连构架的转向架属于轨道车辆动力转向架装置领域，其包括由车轮和车轴构成的轮对装置、横纵一体式柔性互连构架、易退轴式齿轮箱和侧梁单点悬挂式电机。本发明大幅降低了对构架整体的减振需求，起到减少部件数量和故障率、释放电机和齿轮箱布局空间和检修操作余量，精简构架尺寸、简化制造流程的效果；本发明使得在分别拆除四个电机柔性悬挂橡胶节点和侧梁端电机悬挂橡胶节点的紧固螺栓之后，侧梁单点悬挂式电机可经由检修地沟直接从车体下方单独拆除。

技术领域

本发明属于轨道车辆动力转向架装置领域，具体涉及一种基于新式电机悬挂结构和柔性互连构架的转向架。

背景技术

轨道列车转向架在设计时不仅需要综合考虑作为承力主体的构架的结构强度和柔性、抗蛇行减振器等各类附属减振部件的作用效果、制动机构安装方式等综合因素，还需针对不同的车型需求，根据列车的理论时速、承重载荷、最小弯道曲率和风雪飞石等路况条件，综合设计动力转向架电机的悬挂方式、轴箱在轮轴上的安放位置、电机及其齿轮箱的布局空间等诸多因素。围绕上述核心思想而展开的各类设计方案日益改进和复杂化，最终促成了动力转向架制造水平的迭代更新和不断进步，不同车型的构架方案推陈出新，一些新形式的全新方案甚至完全推翻旧有思路，使其核心改进具有明显区别和创新。

如图1和图2所示，轨道客车转向架的构架可分为由多块板件组对焊接而成的焊接型构架和整体铸造而成的铸造型构架，但其二者的整体结构均属于由横梁体和两个侧梁共同构成的俯视图呈字母H型的构架，其构架的几何中心是一个整体横梁体h或一个井字型横梁体g，其两类横梁体均用于构成字母H笔画结构中间的短横，两个侧梁左右对称布置于横梁体的两端；井字型横梁体由两个垂直于侧梁的小横梁构成。如图1所示，对于由多块板材组焊拼接而形成箱型结构的焊接型侧梁而言，其焊件侧梁i通常为两翼上翘的鸟翼状结构，在其每个鸟翼状结构翅根部位斜面i-1的下端面上，分别对应焊接固连一个焊件轮轴座i-2。每个焊件侧梁弹簧帽筒i-3均焊接固连于一个焊件侧梁i的翼尖端部。由于焊件侧梁i的侧梁上盖板、侧梁下盖板以及夹在其二者之间的两块焊件侧梁侧壁板i-4，其四者的曲线或曲面均为与焊件侧梁侧壁板i-4匹配的特殊鸟翼状结构，导致对焊件侧梁i进行整体组焊时的装夹定位作业相对复杂，其制造过程中，需使用大量定位夹具以确保两块焊件侧梁侧壁板i-4按彼此平行的姿态分别与焊件侧梁下盖板垂直焊接固连，其多块侧壁板连接筋板以及焊件侧梁弹簧帽筒i-3的定位更是需要额外设计的复杂定位工装才能实现。例如，公开号为CN110722319A的中国专利公开了一种铁路客车构架侧梁焊接定位工装，其所公开的复杂定位工装结构就是为提高侧梁弹簧帽筒i-3等部件的组对定位的精度、减少校准测绘工作、降低劳动强度等问题而额外设计的。同样，在焊件侧梁翅根部位的斜面下端定位和焊接焊件轮轴座i-2的过程，也另需专门设计如中国专利公开号为CN108817797A的用于侧梁正装焊接的组对定位工装才能顺利实施，此类定位工装的设计和制造都必然带来生产成本的大幅增加。焊件侧梁i在其焊接冷却过程中，会因焊接冷却时的应力作用影响而出现多方向且不同尺度的扭曲变形，造成焊件侧梁i发生拉伸、扭曲、侧倾等多种非对称性的结构尺寸偏差，必须通过额外增加矫正调修作业才能勉强保证焊接质量，尤其是作为后续加工定位基准的焊件侧梁横梁管通孔i-5，若不对其进行同轴对齐校准和调修，将导致焊件横梁管g-1无法穿入其中，或者两个焊件横梁管g-1无法保持平行，从而严重影响整个焊接构架的定位基准和后续的机加工精度，甚至造成抗蛇行减振器等对称部件因无法几何对称而不能充分发挥其阻尼作用，进而影响构架的振动特性，削弱转向架的整体使用寿命。但调修作业需要大量的测绘和反复的二次加工作业，其工作量繁重复杂，效率低下。对于如图2所示的铸造型侧梁而言，其铸件侧梁j与整体横梁体h均由铸造模具整体浇铸成型，避免了焊件侧梁i制作过程中的尺寸测量和装夹定位等工序，但与焊接型侧梁i相较而言，铸件钢材更为刚性的力学特性也使铸造型侧梁弹性变形的柔性能力受到削弱，因此铸造型侧梁需要匹配设计包括抗侧滚扭杆和抗蛇形减振器在内的更为复杂的二系减振系统。